第一單元、內(nèi)能及其應(yīng)用

1.分子熱運(yùn)動

（1）分子熱運(yùn)動的基本知識：①物質(zhì)由大量（分子或原子）構(gòu)成；

②一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的（運(yùn)動）；

③分子之間同時(shí)存在（斥力和引力）。（2）擴(kuò)散現(xiàn)象說明:(分子在不斷做不規(guī)則運(yùn)動）。

2.內(nèi)能

（1）內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動的（動能）和（勢能）的總和叫內(nèi)能。

（2）物體的內(nèi)能與（溫度）有關(guān)：物體（溫度）越高，分子（熱運(yùn)動）越快，內(nèi)能就（越大）。

（3）內(nèi)能是不同子機(jī)械能的另一種形式的能。機(jī)械能與（宏觀的物體狀態(tài)）有關(guān)，而內(nèi)能與（微觀分子的相互作用情況）有關(guān)。

（4）改變物體內(nèi)能的兩種方法：（做功）和（熱傳遞），這兩種方法對改變物體的內(nèi)能是（等效）的。

（5）物體對外做功，物體的內(nèi)能（減小）；外界對物體做功，物體的內(nèi)能（增大）。

（6）熱量(Q):在熱傳遞過程中,傳遞（能量）的多少叫熱量。物體含有熱量或物體具有熱量的說法是錯(cuò)誤的。熱傳遞發(fā)生的條件是不同物體或同一物體的不同部分之間有（溫差），物體吸收（熱量）內(nèi)能（增大）：物體放出（熱量）內(nèi)能（減?。?。

3.比熱容

（1）比熱容（c）：（單位質(zhì)量）的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）（單位溫度）吸收（或放出）的（熱量）叫做這種物質(zhì)的比熱容。比熱容的單位是：J/kg·℃。

（2）比熱容是物質(zhì)的一種屬性，只要物質(zhì)相同，狀態(tài)一定，比熱容就（一定）。

（3）水的比熱容：c=4.2×103J/kg·℃，其物理意義是：1kg水溫度升高（或降低）1℃時(shí)，所吸收（或釋放）的熱量是4.2×103J。

（4）熱量的計(jì)算：

①熱量的計(jì)算：Q=cmΔt，Q是吸收或者放出的熱量，c是比熱容，m是質(zhì)量，Δt是升高或者降低的溫度。

②熱值（q）：某種原料完全燃燒所產(chǎn)生的熱量與其質(zhì)量之比，單位是J/kg或者J/V3。

③燃料燃燒產(chǎn)生的熱量計(jì)算公式：Q=qm或者Q=qV。

4.熱機(jī)

（1）熱機(jī)是利用燃料燃燒獲得的（內(nèi)能）轉(zhuǎn)化為（機(jī)械能）的機(jī)器。在壓縮沖程中（機(jī)械能）轉(zhuǎn)化成（內(nèi)）能，在做功沖程中（內(nèi)能）轉(zhuǎn)化成（機(jī)械能）。

（2）汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由（吸氣沖程）、（壓縮沖程）、（做功沖程）和（排氣沖程）等4個(gè)沖程組成，每個(gè)工作循環(huán)活塞上下各運(yùn)動（2）次，曲軸轉(zhuǎn)動（2）圈，對外做功（1）次。

5.燃料的熱值及熱機(jī)效率

（1）燃料的熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料（完全燃燒）放出的熱量，熱值的單位是J/kg，

（2）熱機(jī)中，用來做（有用）功的那部分能量跟（原料完全燃燒）所放出的能量之比叫熱機(jī)的效率，熱機(jī)的效率總是小于1。

6.能量轉(zhuǎn)化和守恒

（1）能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式（轉(zhuǎn)化）為其他形式，或從一個(gè)物體（轉(zhuǎn)移）到另一個(gè)物體，而在（轉(zhuǎn)化）或（轉(zhuǎn)移）的過程中，能量的總量（不變），這就是能量守恒定律。

（2）能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有（方向性）的，能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可利用的能，只可能（減少），因此節(jié)能和如何有效地利用能源是當(dāng)前重要的課題。

難點(diǎn)點(diǎn)撥：

難點(diǎn)1：內(nèi)能、溫度和熱量的相互關(guān)系：

點(diǎn)撥：內(nèi)能、溫度和熱量的區(qū)別和聯(lián)系：

（1）溫度升高：

①內(nèi)能增加，是一個(gè)狀態(tài)量，只能說一個(gè)物體的溫度是多少；

②不一定吸熱，如：鉆木取火，摩擦生熱。

（2）吸收熱量：

①不一定升溫，如：晶體熔化，水沸騰；

②內(nèi)能不一定增加，如：吸收的熱量全都對外做功，內(nèi)能可能不變。

（3）內(nèi)能增加：

①不一定升溫，如：晶體熔化，水沸騰；

②不一定吸熱，如：鉆木取火，摩擦生熱。

例題：

關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（A）

A.物體的溫度升高，內(nèi)能增大

B物體的溫度越高，所含的熱量越多

C.物體內(nèi)能增大，一定從外界吸收熱量

D.物體的溫度不變，其內(nèi)能就一定不變

注意：容易認(rèn)為B正確，但是溫度是一個(gè)過程量，不能說物體含有多少熱量，只能說吸收或者放出多少熱量。

難點(diǎn)2：比熱容的應(yīng)用

點(diǎn)撥：選用規(guī)格相同的電加熱器可以使物體吸收熱量的多少通過吸熱時(shí)間來反映；判斷物質(zhì)吸熱能力時(shí)可采取兩種方法：

①物質(zhì)在吸收（放出)相同熱量時(shí),溫差變化小,說明此物質(zhì)吸熱能力強(qiáng)；

②溫差變化相同時(shí)，吸收（放出）熱量越多，說明此物質(zhì)吸熱能力強(qiáng)。一定要審題清楚，控制變量便于比較得出正確的結(jié)論。

例題：

小田用如圖甲所示裝置做“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)，在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量、初溫都相同的A、B兩種液體，并用相同的電加熱器分別加熱。

（1）要完成該探究實(shí)驗(yàn)，除了圖甲中所示的器材外，還需要的測量工具有天平和（秒表）；

（2）實(shí)驗(yàn)中選擇相同規(guī)格的電加熱器，其目的是（在相同時(shí)間內(nèi)提供等值的熱量）：

（3）小田根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)分別描繪出了A、B兩種液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖象，如圖乙所示，分析圖乙可知（ A ）(選填'A'或“B”）的吸熱能力更強(qiáng)。若加熱過程中無熱量損失，已知A的比熱容為2.4×103J/(kg·℃)，則B的比熱容為（1.2×103）J/(kg·℃)。

難點(diǎn)3：熱值和熱效率的應(yīng)用

點(diǎn)撥:做題時(shí)會利用公式Q=cm△t、q=Q/m或q=Q/V號、

η=W/Q放 進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。由于公式多物理量多，所以更應(yīng)該理解以上物理量的含義，靈活運(yùn)用公式。并且多結(jié)合生活實(shí)物（如熱水器、加熱器等）和能源（太陽能、無煙煤、利用垃圾變廢為寶等)，做題時(shí)會更得心應(yīng)手。

難點(diǎn)4：汽油機(jī)與力學(xué)知識的結(jié)合應(yīng)用

點(diǎn)撥：不僅要掌握好熱機(jī)的相關(guān)知識，還要結(jié)合例如:壓力F=pS、功W=Pt=Fs、功率P=W/t=Fυ等力學(xué)公式來解答題目。

例題：

某4缸四沖程汽油機(jī)的每一個(gè)汽缸的橫截面積均為5×10?3m2，活塞沖程長0.06m，滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×10?Pa，飛輪的轉(zhuǎn)速是2400r/min。則這種汽油機(jī)燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫椋?500）N；這臺汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)一個(gè)汽缸做功的功率為（5400）W。

解答:

（1）因?yàn)閜=9.0×105?Pa，S=5×10?3m2，所以根據(jù)公式p=F/S，燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫椋?/p>

F= pS=9.0×10?Pa×5×10?3m2=4500N

（2）因?yàn)轱w輪每分鐘做功次數(shù)為2400/2=1200次，做一次功W=Fs=4500N×0.06m=270J，

1min做的功為W=270J×1200=324000J，則P=W/t=324000J/60s=5400W。

分析:

（1）知道燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)和活塞的面積，可利用公式F=PS計(jì)算出平均壓力的大小

（2）飛輪（曲軸）每轉(zhuǎn)兩圈對外做功一次，計(jì)算出飛輪轉(zhuǎn)動2400周對外做功的次數(shù)，已經(jīng)計(jì)算出個(gè)做功沖程燃?xì)鈱钊龅墓?，從而可以?jì)算出燃?xì)鈱钊龅目偣Γ种雷龉Φ臅r(shí)間，可利用公式P=W/s計(jì)算出汽油機(jī)的功率。