1、第十二章 内能与热机第一节 温度与内能1、内能： 物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做 物体的内能。注：物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着 和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁 水，还是寒冷的冰块。2、影响物体内能大小的因素：（1）温度：在物体的质量， 材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。（2）质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体 的内能越大。（3）材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能 可能不同。（4）存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同 时，物体的内
2、能也可能不同。3、内能与机械能不同：（1）机械能是宏观的， 是物体作为一个整体运动所具有的能量， 它的大 小与机械运动有关。（2）内能是微观的， 是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。 内 能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。 这种无规则运动是分子在 物体内的运动，而不是物体的整体运动。4、热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做分子热运动。温度越高扩散越快。温度越高，分子无规则运动的速度越大。5、内能的改变：（1）内能改变的外部表现： 物体温度升高（降低）物体内能增大（减小） 。 物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）内能改变。 反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。 （因为内能
3、的变化有 多种因素决定）（2）改变内能的方法：做功和热传递。 做功：a. 做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外 做功物体内能会减少。b. 做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化c. 如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变 大小。 （W E ）d. 解释事例：（a）因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高， 达到棉花燃点使棉花燃烧。（b）钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内 能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。（c）瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使 水蒸气液化凝成小水滴。 热传递：a. 热传递是热量从高温物体向低温物
4、体或从同一物体的高温部 分向低温部分传递的现象。b. 热传递的条件是有温度差， 传递方式是： 传导、对流和辐射。 热传递传递的是内能（热量） ，而不是温度。c. 热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度 降低，内能减少。d. 热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦 耳。热传递的实质是内能的转移。（3）做功和热传递改变内能的区别： 由于它们改变内能上产生的效果相 同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内 能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。第二节 物质的比热容1、比热容： 单位质量的某种物质温度升高（降低） 1时吸收（放出）
5、的热 量。（1）物理意义：表示物体吸热或放热的能力的物理量。（2）比热容是物质的一种特性， 大小与物体的种类、 状态有关，与质量、 体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。（3）水的比热容为 4.2 103 J /（ kg C）表示： 1kg 的水温度升高（降低） 1 吸收（放出）的热量为 4.2 103J 。（4）水常用来调节气温、 取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。2、计算公式： Q吸 Cm（t t0） ， Q放 Cm（t0 t） 。3、热平衡方程： Q吸 Q放 （不计热损失）。第三节 内燃机内能的获得燃料的燃烧（化学能转化为内能）1、热值：（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，
6、叫做这种燃料的热值。（2）单位： J/kg。（3）关于热值的理解：对于热值的概念， 要注重理解三个关键词 “ 1kg”、“某种燃料”、“完 全燃烧”。a. 1kg 是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是 1kg，那么 该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。b. 某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。c. 完全燃烧：表明要完全烧尽， 否则 1kg 燃料化学能转变成内能 就不是该热值所确定的值。热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃 烧过程中，化学能转变成内能的大小，是燃料本身的一种特性，只与燃 料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。2、完全燃烧能量公式： Q mq（q
7、为热值）。酒精的热值是 3.0 107J/kg ，它表 示： 1kg酒精完全燃烧放出的热量是 3.0 107J 。3、火箭常用液态氢作为燃料 ：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。4、炉子的效率：定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。公式： Q有效 cm（t t0） 。Q总mq5、内能的利用方式：（1）加热：内能的转移过程。（2）做功：内能转化为机械能。第三节 内燃机1、热机： 利用燃料的燃烧来做功的 装置 （内能转化为机械能） 。 蒸气机内燃机喷气式发动机。2、内燃机： 将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功 的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。3、内燃
8、机大概的工作过程： 内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气 冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和 排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的， 而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲 程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。4、热机的效率： 热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率公式： W有 W有 。W总 mq 提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保 持良好的润滑、减小摩擦。5、汽油机和柴油机的比较：机 油 汽机 油 柴不同点构造：塞 花 火 个 一 有 部 顶嘴 油 喷 个 一 有 部 顶程 冲
9、 气 吸混的气与空 气体 油合气 空 入 吸式 方 燃 点式 燃 点式 燃 压效率低高应用车 托 摩相同点经 周2 。端动 一转。 运动 轴和 次1 一，功 的次做 缸 2 ， 汽程 从动冲 中运个 动复四 运往历 复塞 往活 在环 塞循 活作 ：工 程个 冲一）甲液体的比热容大于乙液体的比热容 如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同 加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 加热相同的时间，甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多箭头标示为顺知识点应用：1、下列说法正确的是（ ）A一个物体吸收热量时，温度不一定升高。B物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关。C
10、水的比热容是 4.2 103J/（kg ? ） ，表示每千克的水的温度每上升（或下降） 1所吸收（或放出）的热量是 4.2 103J/（kg ?）。D热量总是从内能高的物体传递给内能低的物体。2、两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体用同一热 源分别加热， 液体温度与加热时间关系如图 5所示：下列说法正确的是 （ A B C D3、如图 7 所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图， 时针方向）其中属于做功冲程的是）B任何两个物体间，都会发生热传6、已知 C 铝C铜，温度和质量相等的铝球和铜球，它们吸收相同的热量后，将它4、关于物体内能，下列说法正确的是（ A同一物体温度降低，它的内能
11、一定减少 递。C. 温度为 0的物体没有内能。 D相同质量、相同温度的物体，它们的内能 一定相同。5、在进行如图所示的实验或有关装置工作时， 由机械能转化为内能的是 （ ）C.它们之间不发生热传递。7、一切物体不论温度高低都有们相互接触，则（ ）热量由铜球传给铝球A. 热量由铝球传给铜球 B.D. 缺少条件，无法确定。 ，同一物体的内能与有关，越高物体具有的内能越多。8、四冲程内燃机的一个循环中，包括冲程，将机械能转化为内能的是 冲程若每秒钟完成 20 个冲程，则该内燃机的飞轮每秒钟旋转 转，对活塞做功 次。9、用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点” 在两个相同烧杯中分别加 入初温、体积相
12、同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为 （2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比 水（选填“多”或“少” ） 100 90（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大 的结论？甲原因是 。10、小兰在海边游泳时发现， 同样在烈日下， 沙滩很热，而海水却比较凉， 这是为什么？答：因为水的比热容较 ，水和沙相比，在同样受热或冷却的情况下，吸收或放出 的热量，但水的温度变化比沙 。因此，在受太阳照射条件相同时，沙滩比海水的温度 11、小明家最近安装了一台太阳能热水器，容积为 80L，装满水。 求：（ 1）热水器中水的质量是多少？（ 2）水温升高 50需吸收多少热量？（3）产生的这些热量假设是由效率为 烧多少煤气（煤气热值是 4.2 107J/kg ）60%的煤气炉燃烧煤气放出的，需完全燃
