机械能内能及其转化思维导图

初中物理学霸笔记来啦！下图是九年级物理机械能内能及其转化的思维导图，介绍了动能的定义、重力势能、分子热运动、比热容、热机、汽油机等内容。如果有不正确的地方，欢迎大家多多指正！

九年级物理北师大版

• 机械能、内能及其转化
  • 机械能
    • 能量
      • 定义：物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量（简称能）；做功越多，具有的能量越大
      • 单位:焦耳（J）
    • 动能
      • 定义：物体由于运动具有的能
      • 决定因素:动能的大小和物体的质量和物体运动的速度有关
        • 质量相同的物体，运动速度越大，动能越大
        • 运动速度相同的物体，质量越大，动能越大
    • 势能
      • 重力势能
        • 物体由于被举高而具有的能叫做重力势能
          • 当质量相等时，被举得越高，重力势能越大
          • 当被举得高度相等时，质量越大，重力势能越大
      • 弹性势能
        • 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹力势能
          • 同一物体，弹性形变程度越大，它所具有的弹性势能越大
    • 机械能及其转化
      • 定义：动能与势能统称为机械能
      • 动能和重力势能可以相互转化
        • 动能转化为重力势能
          • 速度减小，高度增加
        • 重力势能转化为动能
          • 速度增大，高度减小
      • 动能和弹性势能可以相互转化
        • 动能转化为弹性势能
          • 速度减小，形变增加
        • 弹性势能转化为动能
          • 速度增大，形变减小
      • 机械能守恒
        • 在只有动能和势能互相转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的
  • 内能
    • 分子热运动
      • 物质的构成
        • 由大量的分子和原子构成的
      • 扩散现象
        • 定义：两种不同物质可以自发的彼此进入对方，这种现象称为扩散现象
        • 扩散现象表明分子在永不停息的做无规则运动
      • 分子热运动
        • 所有分子在做永不停歇的运动，这种运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子热运动。温度越高，热运动越剧烈。
      • 分子间作用力
        • 分子之间作用力：引力、斥力
          • 同时存在
        • 表现
          • 坚硬的固体很难被拉伸
          • 固体和液体很难被压缩
        • 由分子间的距离决定的
          • r>ro 引力大于斥力
          • r=ro 引力等于斥力
          • r<ro 引力小于斥力
    • 内能
      • 内能
        • 定义
          • 物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能
          • 单位：焦耳（J）
          • 与温度、质量、材料、状态有关
          • 所有的物体都具有内能
        • 影响内能大小的因素
          • 温度
            • 同一物体，温度越高，分子热运动越距离，内能越大
          • 质量
            • 温度一定时，物体的质量越大，分子数量越多，内能越大
          • 材料
            • 温度，质量，状态相同条件下，物质不同，内能不同
          • 状态
            • 同种物质质量温度相同，物质处于气态、液态、固态时内能依次减小
        • 内能与机械能区别与联系
          • 区别
            • 研究对象
              • 内能：微观世界大量分子
              • 机械能:宏观世界的所有物体
            • 存在条件
              • 内能：一切物体具有内能
              • 机械能：只有运动，被举高，发生弹性形变的物体具有机械能
            • 影响因素
              • 内能：物体的温度，质量，材料，状态
              • 机械能：物体的质量，速度，高度，弹性形变的程度
          • 联系
            • 物体的内能与运动状态无关，所有具有机械能的物体一定具有内能，但是具有内能的物体，不一定具有机械能
      • 内能的改变
        • 热传递
          • 定义：温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，敢问物体温度降低的过程，叫做热传递
          • 传递条件：物体之间存在温度差
          • 结果：能量从高温物体传递到低温物体。高温物体温度降低，内能减少；低温物体温度升高，内能增加，持续到两物体温度相同为止。
          • 方式方法：热传导，热对流，热辐射
        • 做功
          • 外界对物体做功，物体内能增加
          • 物体对外界做功，物体内能减少
          • 方式方法
            • 压缩体积、摩擦生热、锻打、拧弯
            • 体积膨胀
      • 热量
        • 定义：热传递过程中，传递能量的多少叫做热量
        • 符号用Q表示，单位焦耳（J）
    • 比热容
      • 定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量，与他的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容
      • 符号c， 单位：焦每千克摄氏度（J/kg·℃）
      • 比热容是物质的一种属性
        • 反应质量相等的不同物质，在升高相同温度时，吸收（或放出）的热量不同
        • 不同物质，比热容一般不同，每种物质都有自己的比热容
      • 比热容是物质的一种特性
        • 不随物体的质量的改变而改变
        • 与温度及温度变化无关
        • 与物体吸热或放热多少无关
      • 比热容与物质的状态有关
        • 物质的状态发生改变，比热容改变：例如水和冰的比热容不同
      • 比热容是反应物质吸热或放热能力大小的物理量
    • 热量的计算
      • 公式：Q=cm△t
      • 热平衡计算：Q放=Q吸
  • 热机
    • 热机
      • 定义：把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置称为热机
      • 种类：蒸汽机，内燃机，汽轮机喷气发动机等
      • 能量转化：燃料燃烧使化学能转化为内能，然后通过做功，将内能转化为机械能
      • 内燃机：在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机
    • 汽油机
      • 汽油机构造图
      • 汽油机工作过程
      • 一个工作循环
        • 吸气冲程（吸入汽油与空气混合物）
          • 压缩冲程（机械能转化为内能）
            • 做功冲程（火花塞点火，内能转化为机械能）
              • 排气冲程（排出废气）
      • 特点：轻巧，效率较低
    • 柴油机
      • 柴油机构造图
        • 子主题
      • 柴油机工作过程
        • 一个工作循环
          • 吸气冲程（只吸入空气）
            • 压缩冲程（机械能转化为内能）
              • 做功冲程（柴油遇到高温高压的热空气，内能转化为机械能）
                • 排气冲程（排出废气）
      • 特点：笨重，效率高
  • 火箭
    • 使喷气式发动机
      • 空气喷气发动机
        • 本身携带燃料，需要利用外界空气来助燃，飞行高度受一定限制
      • 火箭喷气发动机
        • 本身携带燃料和氧化剂，不需要空气助燃，飞行高度不受限制
    • 现代火箭特点：功率巨大，不仅可以在高空飞行，还可以飞出大气层
  • 燃料的利用和环境保护
    • 热值
      • 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量比
      • 单位：焦耳每千克（J/kg）
      • 公式：q=Q/M q是热值，Q是完全燃烧放出的热量，m表示质量
      • 气体燃料：Q放=qV Q是燃料完全燃烧释放的热量，q是热值，V是气体燃料体积
    • 热机的效率
      • 定义：在热机中，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
      • 提高热机效率的方法
        • 使燃料充分燃烧
        • 尽量减少热量损失
        • 在热机的引进和设计上采用先进技术
        • 使用时注意保养，保证良好的润滑，减少摩擦阻力