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九年你上册物理第12章机械能和内能（新）
苏科版9上物理，第12章：机械能和内能知识点详细梳理，包含：①动能 势能 机械能②内能 热传递③物质的比热容④机械能和内能的相互转化等相关知识，使用其他版本教材的同学也可以正常使用。
编辑于2023-12-18 10:09:08- 比热容
- 热传递
- 机械能和内能
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8年级上册数学(苏科)第3章《勾股定理》相关知识点梳理，使用其他版本教材的同学也可以正常使用。可以作为学习笔记和复习资料，帮助大家系统地回顾和巩固所学知识，学生更好地理解和记忆历史知识。
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九年你上册物理第12章机械能和内能（新）
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机械能和内能
动能 势能 机械能
能量
概念
一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大
“能”
物体能对外做功和物体做功是两个不同的概念
能对外做功说明物体有做功的本领,但不一定正在做功
物体能够做的功越多,它具有的能就越多,这里能够做的功越多不是说做功一定多,反过来,做功多的物体具有的能未必多
单位
焦耳
J
能量和做功的关系
①一个正在做功的物体,它一定具有能量
②一个具有能量的物体,它不一定正在做功。
③功和能的关系
功是能量转化的量度
做功的过程，一定伴随着能量的转化
具有能量的物体，具有做功的本领,但不一定正在做功
物体能量变化大小用做功的多少来量度
物体做的功越多，说明某种能转化为其他形式的能越多
能量大小的衡量
能量的大小可以用做功的多少来衡量，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大
功是过程量，是能量转化的量度
能量是状态量，表示物体做功本领的大小
动能
现象探究：什么是动能
动能
物体由于运动而具有的能量，叫动能
一切运动的物体都具有动能
不能理解为“运动的物体具有的能量”,因为运动的物体不一定只具有动能，可能还具有其他形式的能
实验探究：动能大小与哪些因素有关
提出问题
动能的大小与哪些因素有关?
猜想与假设
动能的大小可能与物体的质量和速度有关
实验设计
①
物体的动能越大做功本领越强,比较动能的大小可转换为对其他物体做功的多少(转换法)
设计
设计1:
如图甲所示,将木块(或纸盒)放在水平面上,让运动的物体撞击木块(或纸盒),由于木块(或纸盒)与水平面间有摩擦力,运动时需克服摩擦力做功,所以木块(或纸盒)运动的距离越远,说明克服摩擦力做的功越多,物体具有的动能越大。
设计2:
如图乙所示,让运动的物体撞击弹簧,弹簧的形变程度越大,说明物体对弹簧做的功越多,物体的动能就越大
设计3:
如图丙所示,将橡皮泥固定在挡板上,让运动的物体撞击同一块橡皮泥,橡皮泥凹陷程度越大,说明物体对橡皮泥做的功越多,物体的动能就越大。
②
控制或改变物体速度大小的方法
设计
设计1 :
如图甲所示,让同一小球多次从同一高度由静止释放,运动到水平面时的速度相同。让同一小球多次从不同高度由静止释放,释放小球的高度越高,小球运动到水平面时的速度越大
设计2:
如图乙所示,将小球用细线系住,细线另一端固定,将细线拉直由静止释放,当细线与竖直方向的夹角相同时,小球摆到水平方向时的速度相同。而细线与竖直方向的夹角变大,小球摆到水平方向的速度就变大
制定计划与进行实验
(1)
将木板放在斜面下的水平面上,将木块放在木板上(如图),分别让同一钢球从不同高度(h1和 h2)由静止开始向下运动,撞击木块,记下木块被撞击后运动的距离。
(2)
分别让大小相同的实心木球和钢球从同一高度( h )由静止开始向下运动(如图),撞击木块,记下木块被撞击后运动的距离。
记录数据
实验分析
对比1、2两组数据可知,从不同高度由静止释放同一钢球,起点高的钢球到达斜面底端的速度大,木块被撞击后运动的距离长,钢球对木块做的功多,表明速度大的钢球的动能大
对比3、4两组数据可知,木球和钢球相比,钢球的质量大,当从同一高度由静止释放它们时,它们到达斜面底端的速度相同,但木块被钢球撞击后运动的距离长,钢球对木块做的功多,表明钢球(质量大)的动能大
得出结论
物体动能的大小与物体的速度和质量有关
速度越大,质量越大,物体所具有的动能就越大
科学思维
控制变量法
①使用同一个斜面(粗糙程度不变)、被推动的是同一木块、木块所在的木板的粗糙程度不变
②“让同一钢球从不同高度自由滚下”是控制质量不变,改变到达斜面底端的速度,研究动能的大小与运动速度的关系
③“让大小相同的钢球和木球分别从同一高度滚下”是控制运动速度不变,改变质量,研究动能的大小与质量的关系
转换法
小球从斜面上由静止开始向下运动,撞击水平木板上的木块,被撞木块运动的距离越长,小球做的功越多,运动小球所具有的动能越大。把小球动能大小转换为木块运动距离的大小,应用了转换法。
注意
本实验的研究对象是小球(钢球、木球)，即研究小球(钢球、木球)具有的动能与哪些因素有关。观察的对象是木块被撞击后运动的距离。
每次实验,都要将木块放在水平面上的同一位置,让小球由静止滚下。
若木块被撞击后移出长木板，可适当降低小球滚下的高度。
实验时，改变释放高度，目的是改变速度大小，叙述结论时，不能说“动能与高度有关，高度越大，动能越大”
判断一个物体的动能是否发生变化或发生了怎样的变化,首先要确定速度或质量这两个因素中哪一个因素是不变的,然后根据另一个因素的变化情况来判断物体动能的变化情况。
需要特别注意的是物体质量的变化的分析,如洒水车在洒水过程中或飞机在空投物资时,洒水车或飞机的总质量是不断减小的,而道路清扫车在清扫道路的过程中,由于不断地吸进垃圾，所以总质量不断增大,这一点在解题时要特别注意。
影响因素
物体运动速度
物体的质量
最高点物体动能的大小
竖直向上抛出的物体,在最高点时,速度为零,动能为零
斜向上抛出的物体，在最高点时，竖直方向上速度为零，但在水平方向上速度不为零,所以动能不为零。
势能
弹性势能
定义
发生弹性形变的物体，能够对其他物体做功,表明它具有能量,这种能量叫作弹性势能
物体由于发生弹性形变而具有的能量
有弹性但未发生弹性形变的物体没有弹性势能
探究影响弹性势能的因素
探究
①用弹弓弹射“子弹”时,橡皮筋的形变越大,“子弹”被弹射得越远,说明橡皮筋对“子弹”做的功越多,橡皮筋具有的弹性势能越大
②弓被拉弯并松开后将箭射出,弓的形变越大,箭射得越远,说明弓对箭做的功越多,弓具有的弹性势能越大
探究归纳
发生弹性形变的物体,在一定限度内,弹性形变越大,物体的弹性势能就越大
物体在恢复原状的过程中,弹性势能越来越小,物体恢复原状后，弹性势能为零
影响因素
与物体的材料、弹性形变的大小有关
弹性系数（K）
弹性形变程度
同一物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大
弹性势能不只是弹簧具有的，只要物体发生了弹性形变，那么此物体就具有弹性势能
发生弹性形变的物体可能不仅具有弹性势能,也可能具有其他形式的能,如动能
重力势能
现象探究
探究归纳
物体被举高以后,能够对外做功,此时物体具有能量
定义
物体由于高度所决定的能叫重力势能
被举高的物体具有做功的本领，即具有势能
实验探究：影响重力势能大小的因素
实验过程
①
如图所示,取一玻璃槽,内部装入适量沙子,用铁架台固定好刻度尺,在一薄木板上钉四个钉子制成小桌进行实验。
②
让同一个木块从不同的高度自由落下,观察“小桌”被压人沙中的深度
自由下落是指木块由静止下落
同一木块，从不同高度
目的是控制物体的质量相同，改变物体被举高的高度，研究物体的重力势能与被举高的高度的关系
③
在同一高度处换用不同质量的木块,使其自由落下,观察“小桌”被压入沙中的深度
同一高度，不同质量的木块
目的是控制物体被举高的高度相同，改变物体的质量，研究物体的重力势能与被质量的关系
现象及分析
在步骤②的操作中,让同一个木块从不同高度落下,“小桌”被压入沙子中的深度不同,木块被提得越高,落下后“小桌”陷入沙中越深,说明木块被提起高度越高,对“小桌”做功越多,具有的重力势能越大
在步骤③的操作中,“小桌”陷入沙中的深度与木块质量的大小有关,木块质量越大,对“小桌”做功越多,“小桌”陷入沙中越深,重力势能越大。
探究归纳
物体的重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,物体所具有的重力势能就越大
控制变量法
①控制质量不变,改变物体的高度,探究重力势能大小与高度的关系
②控制高度不变,改变物体的质量,探究重力势能大小与质量的关系
转换法
通过“小桌”四条腿被压入沙中的深度来判断木块重力势能的大小,“小桌”四条腿被压入沙中越深,说明木块的重力势能越大
影响因素
物体的质量与高度
物体的质量越大，高度越高，它具有的重力势能就越大
重力势能的大小与质量、高度有关,即使质量很大,若高度为零,则物体的重力势能为零
物体被举高的高度是决定重力势能大小的一个重要因素,在没有特殊指明的情况下,一般是指相对地面而言的
通常把地面上的物体具有的重力势能视为零。例如,以教室的地板为零势能面,则放在地板上的书的重力势能为零,而放在桌面上的书由于相对地板有一定的高度,所以放在桌面上的书具有重力势能。
重力势能和弹性势能统称为势能
机械能及其转化
机械能
动能和势能统称为机械能
机械能
动能
势能
弹性势能
重力势能
动能和势能的转化
物体的动能和势能可以相互转化
同一物体的动能和势能之间可以相互转化
不同物体的动能和势能之间也可以相互转化
滚摆实验
如图所示的滚摆,在下降过程中,越转越快,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能;滚摆上升过程中,越转越慢,重力势能越来越大,动能越来越小,动能转化为重力势能
单摆实验
如图所示的单摆,摆球从A点摆向最低点B时,位置越来越低,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能;从B点摆向C点时，摆球上升,位置升高,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能
在单摆实验中要注意应该使小球在竖直平面内摆动，而不能在水平面内做圆周运动
小球碰撞弹簧
如图所示,从斜坡上滚下的小球撞上弹簧(图甲→乙),小球的速度逐渐变小,弹簧的弹性形变逐渐变大,即小球的动能减小,弹簧的弹性势能增大,小球的动能转化为弹簧的弹性势能。在弹簧恢复原状的过程中(图乙→丙),弹簧的弹性形变逐渐变小,小球的速度逐渐变大,即弹簧的弹性势能减小,小球的动能增大,弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
过山车
过山车向上运动时,动能转化为重力势能;过山车向下运动时,重力势能转化为动能。
落地反弹的皮球
皮球在落地过程中,高度减小、速度增大,重力势能转化为动能;接触地面后,皮球发生形变,动能转化为弹性势能;接着皮球被弹起,弹性势能转化为动能;离开地面后,皮球上升,动能转化为重力势能。
撑竿跳高的运动员
起跳时,具有动能,起跳后,动能转化为撑竿的弹性势能;上升时,撑裘的弹性势能最终转化为运动员的重力势能;下落时,重力势能转化为动能。
滚摆实验和单摆实验都说明了动能和重力势能可以相互转化
小球碰撞弹簧则说明了动能和弹性势能之间的转化
能量转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间
物体的动能和势能在相互转化的过程中
若没有摩擦力等阻力，则机械能的总量保持不变
若有摩擦力，则机械能的总量减少
动能、势能的比较
机械能守恒
物体的动能和势能之间是可以转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总量保持不变,即机械能是守恒的。
物体只受重力作用时，只有动能和势能的相互转化,机械能总量保持不变。
在实际中,单摆摆动的幅度越来越小,最后静止;落地后又弹起的乒乓球上升的高度越来越小,最后静止。这两个实例中﹐单摆和乒乓球都受到空气阻力的作用,机械能减小。
内能 热传递
内能
用类比的方法探究物体的内能
类比法
将内能同机械能类比
分子动能同物体的动能类比
分子势能同物体的势能类比
分子动能
分子动能
分子由于运动而具有的能叫分子动能
分子在不停的做无规则运动，同一切运动的物体一样，运动的分子也具有动能
物体的温度越高，分子运动的越快，它们的动能越大
微观：分子永不停息的做无规则运动
宏观：与温度有关
量值：永远不等于零
热运动
物体内部大量分子的无规则运动叫作热运动
一切物体,不论温度高低,如炽热的铁水、零下几摄氏度的冰块,都存在着分子的热运动
分子势能
由于分子间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能
微观：分子间存在相互作用的引力和斥力
宏观：与物体的体积有关
量值：可能等于零
物体的内能
物体内所有分子动能和分子势能的总和叫物体的内能
①内能是指物体的内能，不是分子的内能
②单纯考虑一个分子的分子动能和分子势能是没有意义的
③任何物体在任何情况下都有内能
④内能具有不可测性，即不能准确知道一个物体的内能的具体数值；但内能的变化量可以通过做功多少、吸收(或放出)的热量来衡量
内能与温度的关系
同一物体,温度升高时,它的内能会增大;温度降低时，它的内能会减小
同一物体温度升高时,其内能一定增大,但内能增大时,温度不一定升高(可能不变,如晶体熔化过程)
同一物体温度降低时,其内能一定减小,但内能减小时,温度不一定降低(可能不变,如晶体凝固过程)
影响因素
物体的温度
同一物体,温度越高,内能越大
物体的质量
同样温度的同种物质(状态不变),质量大的内能大
物体的体积
体积反映了分子间平均距离的大小,分子间距离的大小变化会引起分子间作用力大小的变化,影响分子势能的大小
物质的材料
质量、温度、状态相同,材料不同,内能也可能不同
物体的状态
同种物质、质量相同、温度相同,它的内能也不一定相同
同种物质处于气态时的内能大于处于液态时的内能,处于液态时的内能大于处于固态时的内能
内能和机械能
内能与机械能是两种不同形式的能
机械能
机械能与整个物体的机械运动情况以及相对位置有关,是物体能量的宏观表现
物体的机械能在一定条件下可以为零
内能
内能是物体能量的微观表现,内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关
物体的内能在任何情况下都不会为零
分子动理论
① 物质由大量分子组成，分子之间有间隙
② 分子之间存在相互作用的引力和斥力
③ 分子永不停息的做无规则运动，温度越高运动越剧烈
热传递
热传递
现象探究：热传递改变物体的内能
探究归纳
分析以上现象可知,两个物体存在温度差时,能量会从高温的物体转移到低温的物体上,从而改变物体的内能。因此,热传递是改变物体内能的一种方式
热传递的三种方式
热传导
概念
热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分
特点
热沿着物体传递，物质不流动，固体间传热的主要方式
热对流
概念
靠液体或气体的流动来传递热的方式
特点
物质流动,液体和气体所特有的传热方式
热辐射
概念
热由物体向外辐射出去
特点
不需要介质，可以在真空中传播
理解
条件
不同物体或同一物体不同部分之间存在温度差
方向
能量从高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分
热量总是自发的从高温物体向低温物体传递
过程
高温物体→放出热量→内能减少→温度降低(不一定降低，如晶体凝固过程)
低温物体→吸收热量→内能增加→温度升高(不一定升高，如晶体熔化过程)
结果
高温物体内能减少，低温物体内能增加，持续到温度相同为止
实质
能量发生了转移，能的形式并未发生变化
1. 热传递传递的是能量（内能），不是温度
2. 热传递是由高温物体到低温物体，不是内能多的到内能少的
3. 热传递终止后,两物体温度相同，而不是内能相同
改变内能的方式
热传递
做功
热量
定义
物理学中，把物体在热传递过程中转移的能量叫热量
符号
Q
单位
焦耳
J
温度、热量、内能三者区别于联系
物体本身没有热量，只有发生了热传递，有了内能的转移时，才能讨论热量问题
热量是一个过程量，是一个变化量。是在热传递过程中，能量（内能）转移的数量
不能说“物体含有或具有多少热量”，只能说“物体吸收或放出多少热量”
热量的多少与物体能量（内能）的多少、物体温度的高低没有关系
有些物体吸收（或放出）热量后，温度不一定改变，如晶体在熔化（或凝固）过程中
物质的比热容
比热容
探究不同物质吸热升温的现象
提出问题
吸收相同的热量,为什么海水和沙子的温度不样?
猜想与假设
可能是沙子和水吸收相同的热量时,沙子吸热升温比水快
实验设计
用酒精灯分别对沙子和水加热相同的时间,比较它们温度上升的快慢
热源和加热方法相同，单位时间内物质吸收的热量相等
实验器材
铁架台、石棉网、酒精灯﹑相同的易拉罐两个、温度计、玻璃棒两支、天平、停表、沙子和水
玻璃棒作用
加热时搅拌，使沙子和水受热均匀
绝不允许用温度计作搅拌棒用
实验装置
组装顺序
自下而上
根据酒精灯外焰的高度调整石棉网的高度
温度计的玻璃泡要浸在沙子和水的中央
实验过程
①用天平测出质量相等的沙子和水并分别装入易拉罐中,用温度计测量沙子和水的初温,记录到实验表格中
②将装有沙子和水的易拉罐放在石棉网上,用酒精灯加热并不断搅拌,每隔1 min测量一次沙子和水的温度。将实验数据记录到实验表格中
注意是质量相等，不是体积相等
若升温太快，可适当增加沙子和水的质量
实验数据
实验图像
实验分析
对于质量相等的沙子和水,加热相同的时间,即吸收相等热量,升温较快的是沙子
若使两者升高相同的温度,水加热时间较长,即水吸收的热量较多
实验结论
不同物质在质量相等、升高(或降低)温度相同的情况下,吸收(或放出)的热量不相等
拓展研究
比较两种不同物质的吸热能力
①让质量、初温相同的不同物质吸收相同的热量,然后比较温度变化量,温度变化量小的物质吸热能力强
②让质量、初温相同的不同物质升高相同的温度,比较加热时间的长短,即比较吸收热量的多少,加热时间长(吸收热量多)的物质吸热能力强
物质吸热本领的差异体现出物质本身的一种特性
科学思维
控制变量法
①控制沙子和水的质量、初温相等
②加热条件相同:相同的酒精灯、石棉网、易拉罐等
转换法
吸收热量的多少转换为加热时间的长短,加热时间越长,吸收的热量越多。
定义
物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫比热容
比热容在数值上等于单位质量的某种物质，温度升高（降低）1℃所吸收（或放出）的热量
符号
c
单位
焦/（千克·摄氏度）
J/(Kg·℃）
读作：焦每千克摄氏度
比热容的单位是由质量、温度、热量的单位组合而成的复合单位
公式
物理意义
比热容反映了不同物质吸、放热本领的强弱
比热容是物质的一种物理属性，利用物质的这种性质可鉴别物质
同种物质的比热容与物质状态有关
状态改变，物质比热容改变
同种物质，状态不同，比热容也不同
对比热容的理解
物质的吸热本领
说明
比热容大表示吸热本领强
比热容小表示吸热本领弱
解释
相等质量的不同物质,升高相同的温度,比热容越大,吸收的热量越多,比热容越小,吸收的热量越少
物质的温度改变的难易程度
说明
比热容大表示温度难改变
比热容小表示温度容易改变
解释
相等质量的不同物质,吸收相等的热量,比热容越大,温度升高越少,比热容越小,温度升高越多
水的比热容大的应用
水的比热容
4.2×10³J/(Kg·℃）
物理意义
质量为1kg的水，温度升高（或降低）1℃；时所吸收（或放出）的热量为4.2×10³J
应用
水的吸（放）热本领强，用水作散热剂
水的温度难改变，对机械或生物体起保护作用
①
水的比热容较大,一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,因此,我们可以用水做冷却剂或用来取暖
例如,冬天,在热水袋中装入热水取暖,汽车发动机用水做冷却剂。作为冷却剂时,是让水吸收更多的热量;用来取暖时,是让水放出更多的热量
②
由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度改变不多,这一点有利于调节气温
夏天,太阳光照射到海面上,海水吸收大量的热但温度升高得不多,所以住在海边的人们并不觉得特别热
冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海地区气温不致降得太低,所以住在海边的人们不会觉得特别冷
海陆风的成因
海陆风是由于陆地和海水的比热容不同造成的
图示
原因
海风
由于海水的比热容大,受到太阳辐射后,表面升温慢;陆地沙石的比热容小,升温较快。白天,陆地比大海升温快,地面附近密度较小的热空气上升,海面较冷的空气来补充，于是冷空气从海面吹向陆地,形成海风
陆风
夜晚,陆地比大海降温快,海面热空气上升,陆地附近的冷空气补充，于是冷空气从陆地吹向大海,形成陆风
热量的计算
计算公式
吸热公式
放热公式
物体的初温度
t
物体的末温度
计算液体吸热升温后的末温，要注意计算后的末温是否超过液体的沸点,若超过液体的沸点,液体的末温应为液体的沸点,而不是计算出的末温
不要将公式去括号书写，因为这样书写没有意义
热量的一般计算公式
温度的变化量
注意
同一公式中各物理量的单位一定要统一
公式适用于物态不发生变化时物体升温（或降温）过程中吸热（或放热）的计算
如果吸、放热过程中存在物态变化，则不能使用这几个公式
热平衡方程
在没有热量损失的热交换过程中,高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量
机械能和内能的相互转化
热机
做功改变物体的内能
实验探究：做功改变物体的内能
对物体做功
装置
过程及分析
空气压缩引火仪的底部放一团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,可以看到棉花燃烧,这是因为我们通过活塞对筒内的封闭气体做功,气体的内能增加,温度升高,从而引燃棉花
不是对棉花做功
结论
对物体做功，物体的内能增加
物体对外做功
装置
过程及分析
如图所示,向盛有水的厚玻璃瓶内打气，当瓶塞从瓶口跳起时,玻璃瓶中出现了雾,这是因为瓶内气体推动瓶塞做功时,气体的内能转化为瓶塞的机械能,气体内能减少,温度降低,使水蒸气液化成小水滴
如果缓慢压下活塞，由于存在热损失，空气内能增加得较小，温度升得不高，无法引燃棉花
结论
物体对外做功，内能减少
实质
内能与其他形式的能的转化
热传递与做功的区别
做功和热传递在改变物体内能上是等效的
热机
工作原理
燃料燃烧产生的燃气对外做功,燃气的内能转化为机械能
工作的能量转化流程
定义
热机是热力发动机的简称,它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置
种类
蒸汽机，内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭发动机等
内燃机
定义
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫作内燃机
分类
汽油机
以汽油作燃料
柴油机
以柴油作燃料
汽油机
构造
工作过程（冲程）
活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程
汽油机的一个工作循环由四个冲程组成
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
四冲程内燃机的工作过程
图示
总结
在一个工作循环中
活塞往复运动两次
曲轴和飞轮均转动两周
对外做功一次
只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能
其他三个冲程是辅助冲程，靠安装在曲轴上的飞轮的惯性完成
冲程的判断方法
方法
一看气门，二看活塞
门开活塞下,是吸气; 门关活塞上,是压缩; 门关活塞下,是做功; 门开活塞上,是排气。
判断做功冲程的最明显标志是火花塞点火。
柴油机
柴油机
柴油机是利用汽缸内燃烧柴油所产生的高温高压的气体来推动活塞做功的内燃机
汽油机和柴油机的比较
燃料的热值
定义
燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值
完全燃烧
含义是烧完、烧尽
热值是燃料本身的一种性质
反应燃料燃烧放热本领的物理量
同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同
物理意义
表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少
符号
q
单位
J/Kg或J/m³
公式
燃料燃烧放出热量的计算
燃料完全燃烧时所放出的热量
J
m
燃料的质量
kg
q
燃料的热值
J/kg
气体燃料
V
燃料的体积
m³
q
J/m³
①只有燃料完全燃烧时放出的热量才能用Q=mq进行计算,热值是一种理论值。燃料实际燃烧放出的热量比完全燃烧放出的热量要小
②计算时要看清燃料的种类、是否完全燃烧等关键词。
③公式中每个物理量都有其特殊的物理意义，而不是纯粹的数学关系，不能错误地认为q与Q成正比，与m成反比
④计算时要注意各物理量单位统一
热机效率
定义
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比
公式
由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1
提高热机效率的主要途径
①使燃料充分燃烧
②在热机的设计和制造上,采用先进的技术
③使用时,注意保养,保证良好的润滑,合理调整运动零件之间的间隙,减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量
热效率计算
热机效率
一般为牵引力做的功
匀速运动时F=f
燃料完全燃烧放出的热量
燃料烧水效率
被加热物体吸收的热量
燃料完全燃烧放出的热量
太阳能烧水效率
被加热物体吸收的热量
Q
太阳能板吸收的总热量
计算Q时,既要考虑太阳能热水器接收太阳能的有效面积,还要考虑照射时间,是计算的易错点
环境污染与保护
环境污染
废气污染
燃料在燃烧过程中要放出一定量的有害气体和粉尘,这些气体和粉尘都会污染空气,影响人类的健康和动植物的正常生长,产生的酸雨对农、林、渔业非常有害
导致城市空气污染的主要原因是各种车辆排放的废气
导致环境污染的主要原因是燃料燃烧后的废气、废渣以及各种废液的排放
噪声污染
热机以及热机带动的机器产生的噪声直接影响着人类的正常生活和身心健康
环境保护措施
①改进燃烧设备,消除烟尘
②提高燃料的综合利用,采取集中供热。在北方的取暖设备中,就是采用锅炉烧的水供给各家各户的散热管,这样就减少了大气污染;在城市中使用管道煤气和天然气,提高了燃料的利用率,改善了环境
③充分开发利用污染少和无污染的能源,如太阳能的利用
④在内燃机排气管上安装消声器,以减少噪声污染