沪科版九年级物理上册 《内能与热机》

这是一个关于沪科版九年级物理上册《内能与热机》的思维导图，它深入剖析了内能的概念、改变方式以及与热机工作原理的紧密联系。有不对的地方欢迎指出。

内能与热机

• 分子热运动
  • 物质由大量的分子构成，分子的直径约为10⁻¹⁰m
  • 分子动理论
    • 物质由大量分子组成
    • 一切物质的分子都在不停地做无规则运动
    • 分子间存在斥力和引力（同时存在）
  • 扩散现象
    • 定义：两种不同的物质相互接触，分子彼此进入对方的现象
    • 表明：①分子间有间隙②一切物体的分子都在不停地做无规则运动
  • 动能和势能
    • 物体
      • 动能：物体由于运动而具有的能
      • 重力势能：物体由于被举高而具有的能
      • 弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能
    • 分子
      • 分子动能：分子做无规则运动而具有的能
      • 分子势能：分子间存在相互作用力而具有的能
• 内能
  • 定义：物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和
    • 特点：①一切物体在任何情况下都具有内能②内能具有不可测量性
  • 单位：焦耳（J）
  • 影响因素：①温度②质量③体积④种类⑤物态 （物体在任何时候都有内能）
  • 物体内能的改变
    • 做功
      • 外界对物体做功，物体内能增加
        • 如：气体压缩可点燃棉花
      • 物体对外界做功，物体内能减少
        • 如：瓶内气体顶起瓶盖
    • 热传递（可改变物体内能，但不一定改变温度）
      • 条件：物体间存在温度差 物体吸收热量，内能增加；反之则减少
  • 热量（Q）
    • 热传递过程中，传递内能的多少
    • 热值（J/kg）：某种燃料完全燃烧放出的热量Q与其质量m的比值，叫做这种燃料的热值
• 比热容
  • 定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃ 吸收（释放）的热量
  • 单位：J/（kg·℃） 符号：c
  • 公式：c＝Q/m·△t c（水）＝4.2×10³J/(kg·℃)-比热容较大
  • 热量的计算
    • 一般公式：Q＝cm△t （物态不发生变化）
    • 热平衡方程：Q(吸收)＝Q(释放)
• 热机
  • 定义：将燃料燃烧时释放的热能转变为机械能的装置
  • 内燃机：燃料直接在发动机气缸燃烧产生动力的热机（最常见的内燃机有汽油机和柴油机）
    • 四冲程内燃机一个循环：①活塞往复运动2次 ②对外做功1次 ③气缸内的燃油爆发1次
    • 柴油机工作原理：吸气-压缩-做功-排气
      • 吸气：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。
      • 压缩：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。
      • 做功：在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
        • 只有做功过程做功， 其他三个过程依靠飞轮惯性
      • 排气：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
    • 汽油机和柴油机的不同
      • 1.构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。 2.燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。 3.吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。 4.点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。