1第十三章内能一、分子热运动:1、物质是由分子组成的。分子若看成球型,其直径以10-10m来度量。2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动扩散现象说明:A分子之间有间隙。B分子在做不停的无规则的运动。分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是分子运动的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是物体运动的结果。3、分子间有相互作用的引力和斥力。二、内能:1、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②质量③材料④存在状态3、内能与机械能不同: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。三、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。(因为内能的变化有多种因素决定)2、改变内能的方法:做功和热传递。A、做功改变物体的内能:做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化B、热传递可以改变物体的内能。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。热传递的实质是内能的转移。四、比热容:1、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。2、计算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)3、热平衡方程:不计热损失Q吸=Q放第十四章内能的利用一、内能的利用、热机1、内燃机大概的工作过程: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。2、热机的效率:公式:η=W有用/Q总=W有用/qm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。(二)、热值1、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”。2、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本领大小,也就是说,它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。3、公式:Q=mq(q为热值)。实际中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。4、炉子的效率:①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。②公式:η=Q有效/Q总=cm(t-t0)/qm′初三物理比热容计算难题21、森林是一巨大的天然“氧吧”,因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气.小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装6kg的水,水面的表面积为0.1m2,经太阳垂直照射15min,温度升高了5℃.请计算:(1)实验时6kg的水吸收了多少热量?(2)若地表植物接收太阳能的能力与水相等,每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳?(3)100m2绿地每秒可以放出多少升的氧气?(若绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气)2、在野外施工中,需要使质量m=4.20kg的铝合金物体升温.除了保温瓶中尚存有温度t=90.00C的1.200kg的热水外,无其他热源.试提出一个操作方案,能利用这些热水使构件从温度t0=10.00C升温到66.00C以上(含66.00C),并通过计算验证你的方案.已知铝合金的比热容C=0.880×103j(kg0C)-1,水的比热容C0=4.20×103j(kg0C)-1,不计向周围环境散失的热量.3、每到夏收季节,高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧,如图这不仅造成资源浪费、环境污染,而且极易引发火灾等。为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤(热值为2.4×107J/kg),使50kg、20℃的水温度升高到80℃。求:(1)水需要吸收的热量。(2)如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收,需要完全燃烧多少千克秆浆煤。4、太阳能热水器(如图14)具有安全、节能、经济和环保等优点。请问:(1)太阳能热水器在工作时其能量如何转化?(2)若该热水器的水箱内装有160kg水,经阳光照射后,水温由20℃升高到70℃,水吸收的热量是多少焦?[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]5、简易太阳能热水器的受光面积1.4m2,内装80kg水,太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是8×104J,如果60%的热量被水吸收,问:20℃的水晒3h后水温升高到多少摄氏度?(水的比热容是4.2×103J/(kg·℃))6、热水瓶内有1.5千克水,如果它的温度从100°C下降到30°C,可放出多少热量?若这些热量全部用来做功,可以做多少功?37、将一勺冷水倒入盛有一些热水的保温容器中,使得热水温度降低6℃。然后又向保温容器内倒入一勺冷水,水的温度又降低了4℃。如果再连续倒入10勺同样的冷水,则保温容器内的水温还将降低多少(不考虑保温容器的放热和吸热)?8、洗浴用的电热水器的电功率是1.2kW,热水器内筒的直径是30cm,高是50cm。如果加热过程中的热量散失率为10%,则把水从20℃加热到70℃需要多长时间?9、有一堆从河中捞出的温砂子,测得其比热容为1.2×103焦/(千克.℃)。已知干砂子的比热容为0.9×103焦/(千克.℃),则按质量说,这堆砂子含水的百分比是多少?10、完全燃烧2.1Kg酒精(热值q=3×107J/Kg)放出多少热量?若这些热量有50%被500Kg的水吸收,可使水的温度上升多少?(水的比热容为4.2×103J/(Kg·℃))11/.小华家的淋浴器的水箱内储有50kg水,水的初温为18℃,若淋浴时所需要热水的温度为38℃,试计算:(1)50kg水由18℃升高到38℃吸收的热量是多少焦耳?(2)若加热消耗的煤气有80%转化为水的内能,则上述热水的成本费为多少元?(水的价格为3元/m3,煤气的价格是20元/m3,煤气的热值是2×107J/m3)