内能的利用学习笔记

内能第十四章内能的利用讲述了分子热运动、内能、比热容、热机、热机的效率等，希望梳理的内容对你有所帮助！

第十三章 内能&第十四章 内能的利用

• 第十三章 内能
  • 分子热运动
    • 物质是由分子或原子构成的
      • 分子的体积和质量都非常小
      • 分子之间有空隙
        • 实验：水和酒精混合（总体积变小）
      • 扩散现象：不同物质在互相接触时，彼此进入对方的现象
        • 具有自发性，不可逆性
        • 发生在气体、液体、固体之间，气体之间扩散最快
    • 一切物质的分子都在不停地做无规则运动
      • 温度越高，扩散越快
    • 分子之间存在相互作用的引力和斥力
      • 引力
        • 实验：两铅块很难被分开
      • 斥力
        • 液体、固体很难被压缩
      • 同时存在
  • 内能
    • 内能（任何物体都具有内能）
      • 定义：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和
      • 内能和温度、状态、质量有关（物体温度越高，内能越大）<内能增大不一定温度变高，如冰化水>
      • 与机械能的区别
        • 一个宏观一个微观，无必然联系
        • 在一定条件下，可相互转换
    • 改变内能的方法
      • 做功
        • 克服摩擦做功
          • 搓手取暖
        • 压缩气体做功
          • 实验：硝化棉燃烧
        • 机械能转化为内能
        • 气体膨胀对外做功
          • 实验：瓶塞射出，瓶内出现白雾
            • 内能转化为机械能
      • 热传递
        • 定义：热从高温物质传递给低温物质的现象
        • 条件：存在温度差
        • 方向：从高温到低温
        • 热量（Q）：热传递过程中，传递能量的多少（单位：焦耳J）
          • 具有、含有热量
      • 做功实质：能量转化；热传递实质：能量转移
  • 比热容
    • 物体吸收的热量的多少与物体质量、物体升高的温度和物质种类有关
    • 比热容
      • 意义：反应物质吸放热的特性
      • 比较吸热本领
        • m、△t相同，比Q吸
        • Q吸、m相同，比△t
      • 定义：一定质量的某种物质，在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
        • Q=c·m·△t
      • 物理意义（例水）：质量为1kg的水温度升高1℃时，吸收的热量是4.2×10³J
      • 应用：沿海地区比内陆地区温差小，常用水取暖或用水作冷却剂给机器降温
• 第十四章 内能的利用
  • 热机
    • 热机
      • 定义：利用内能做工的机器
      • 实质：将内能转化为机械能
    • 内燃机（热机的一种）
      • 冲程：活塞从气缸的一端运动到另一端
      • 工作原理：一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程
        • 压缩冲程中，机械能转化为内能
        • 做功冲程中，内能转化为机械能
      • 汽油机
        • 混合气，汽油，点燃式，火花塞
      • 柴油机
        • 空气，柴油，压燃式，喷油嘴
  • 热机的效率
    • 燃料的热值
      • 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比
      • 单位：J/kg 或 J/m³
    • 燃料的利用率
      • 炉子的效率：有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比
        • η=Q吸/Q放=c·m·△t/q·m
      • 热机的效率：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比
        • η=W有/Q放=F·s/q·m=P·t/q·m
      • 提高燃料利用率的方法
        • 燃烧尽可能充分
        • 尽量减少能量损失
        • 设法利用废气的能量
    • 能量的转化和守恒
      • 能量的各种形式：机械能、内能、电能、光能、化学能……
      • 在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化
      • 能量守恒定律