熱能
1.分子的熱運(yùn)動(dòng)
1、分子動(dòng)力學(xué)理論的內(nèi)容是:
(1)物質(zhì)是由分子組成的;
(2)一切物體的分子都在不斷地隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。
(3)分子間存在相互吸引力和作用力。
2.擴(kuò)散:不同物質(zhì)相互接觸時(shí)相互步入的現(xiàn)象。
擴(kuò)散現(xiàn)象的解釋:
① 分子不斷地隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。
②分子間有間隙。
擴(kuò)散可以發(fā)生在二氧化碳、液體和固體中。 擴(kuò)散速度與濕度有關(guān)。 溫度越高,擴(kuò)散越快。
3、分子的熱運(yùn)動(dòng):
由于分子的運(yùn)動(dòng)與濕度有關(guān),因此分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)稱為分子的熱運(yùn)動(dòng)。 溫度越高,分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。
二、內(nèi)能
1、內(nèi)能:
熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與構(gòu)成物體的所有分子的分子勢(shì)能的總和稱為物體的內(nèi)能。
單位:焦耳 (J)
2、一切物體在任何情況下都具有內(nèi)能; 無論是低溫鐵水還是嚴(yán)寒冰塊,它們都有內(nèi)能。
3、物體內(nèi)能與濕度的關(guān)系:當(dāng)物體的質(zhì)量、材質(zhì)和狀態(tài)相同時(shí),溫度越高,物體的內(nèi)能越大。
4、內(nèi)能的變化:
(1)改變內(nèi)能的方式有兩種:做功和傳熱。
(2)熱量:在熱量傳遞過程中物體的內(nèi)能分子熱運(yùn)動(dòng),傳遞的能量稱為熱量,熱量的單位為焦耳。 傳熱的本質(zhì)是內(nèi)能的傳遞。
A. 熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。
①傳熱方向:熱量從低溫物體傳遞到高溫物體,或從同一物體的低溫部分傳遞到高溫部分。
②傳熱條件:有溫差。
熱傳遞傳遞內(nèi)部能量(熱量),而不是室溫。
③傳熱過程中,物體吸收熱量,內(nèi)能減少; 它釋放熱量,其內(nèi)能減少。
注意:物體會(huì)變化,體溫不一定會(huì)變化。
B. 做功改變物體的內(nèi)能:
①做功可以改變內(nèi)能:對(duì)物體做功時(shí),物體的內(nèi)能會(huì)減少,當(dāng)物體對(duì)外做功時(shí),物體的內(nèi)能會(huì)減少。
②做功改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能與其他形式能量的相互轉(zhuǎn)化。
做功和傳熱相當(dāng)于改變物體的內(nèi)能。
3、比熱容
1、定義:一定質(zhì)量的物質(zhì)在溫度下降時(shí)吸收的熱量與其質(zhì)量與下降溫度的乘積之比。
2、定義公式:
3、單位:J/(kg·℃)
4、數(shù)學(xué)含義:表示物體釋放或吸收熱量能力的強(qiáng)弱。
5、比熱容是物質(zhì)的一種特性,其大小與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱、形狀等無關(guān)。
6、水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),其數(shù)學(xué)意義為:1kg水溫降(或降低)1℃吸收(或釋放)的熱量為4.2× 103J
7、比熱容表
(1)比熱容是物質(zhì)的一種特性,各種物質(zhì)都有自己的比熱容。
(2)從比熱容表還可以看出,在所有物質(zhì)中,水的比熱容最大。 這意味著當(dāng)水被同等加熱或冷卻時(shí),水的溫度變化較小。 水的這一特性對(duì)氣候影響很大。
在相同日照條件下,沿海地區(qū)夜間氣溫下降速度比內(nèi)陸地區(qū)慢,沿海地區(qū)夜間氣溫上升幅度較小。 因此,三天期間,沿海地區(qū)氣溫變化較小,內(nèi)陸地區(qū)氣溫變化較大。 一年中,冬季內(nèi)陸比沿海熱,夏季內(nèi)陸比沿海冷。
(3)水的比熱容較大,在生產(chǎn)、生活中經(jīng)常使用。
汽車底盤、發(fā)電機(jī)等機(jī)械在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,一般采用循環(huán)水冷卻。 夏季也常用冷水加熱。
8.熱量估算公式:
內(nèi)能
1.熱機(jī)
1、熱機(jī):
將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器稱為熱機(jī)。
2、內(nèi)燃機(jī):
①?zèng)_程:活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),從氣缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程稱為沖程。
②內(nèi)燃機(jī)的工作過程:內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)分為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個(gè)階段。 在這四個(gè)階段中,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程都是靠飛輪的慣性完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯一對(duì)外做功的沖程,由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 。 此外,壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
③汽油機(jī)與汽油機(jī)的區(qū)別
柴油機(jī):氣缸蓋,進(jìn)氣與柴油混合,點(diǎn)火式,效率低
汽油機(jī):缸頂、進(jìn)氣、壓燃式、高效率
2、熱機(jī)效率
1、燃料熱值
①定義:某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量的比值,稱為該燃料的熱值。 用符號(hào)“q”表示。
②定義公式:q=Q/m(q為熱值)(若燃料為二氧化碳燃料q=Q/v)
③單位:J/kg,讀作:焦耳每千克 J/m3 讀作:焦耳每立方米
酒精的熱值為3.0×107J/kg,也就是說1kg酒精完全燃燒放出的熱量為3.0×107J。
燃?xì)獾臒嶂禐?.9×107J/m3,即1m3燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃繛?.9×107J。
(7的次方)
④ 對(duì)熱值的認(rèn)識(shí):
A、對(duì)于熱值的概念,要注意理解“1公斤”、“某種燃料”、“完全燃燒”這三個(gè)關(guān)鍵詞。 1kg是指燃料的質(zhì)量。 如果燃料的質(zhì)量不是1kg,那么燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。 某種燃料:表明熱值與燃料種類有關(guān)。 完全燃燒:表示必須完全燃燒,否則1kg燃料的物理能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能就不是由熱值決定的值。
B、熱值反映了某種物質(zhì)的燃燒特性,同時(shí)反映了不同燃料在燃燒過程中將物理能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能力。 也就是說,它是燃料本身的特性。 它與燃料的種類有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等無關(guān)。
2、熱機(jī)效率:
(1)熱機(jī)能量流圖:
真正能轉(zhuǎn)化為對(duì)外做有用功的能量只是燃料燃燒時(shí)釋放的能量的一部分。
(2)定義:熱機(jī)工作時(shí),用于做有用功的能量與燃料完全燃燒所釋放的能量之比,稱為熱機(jī)的效率。
(3)公式:η=Q有/Q總計(jì)×100%。
式中,Q為做有用功的能量; Q 始終是燃料完全燃燒所釋放的能量。
(4)提高熱機(jī)效率的主要途徑
①改善燃燒環(huán)境,使燃料盡可能完全燃燒,提高燃料的燃燒效率。
②盡量減少各種熱量損失。
③減少零件之間的摩擦,以減少克服摩擦做功所消耗的能量。
④充分利用廢水帶走的能量,提高燃料的利用率。
3、能量的轉(zhuǎn)化與守恒
能量守恒原理:能量既不會(huì)突然消失,也不會(huì)突然形成,只會(huì)從一種方式轉(zhuǎn)化為另一種方式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,并且在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量總數(shù)保持不變。
“第一種永動(dòng)機(jī)”永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn),因?yàn)樗`反了能量守恒定律。
電壓和電路
1. 兩項(xiàng)收費(fèi)
1、帶電(荷電):被摩擦的物體具有吸引光和小物體的性質(zhì)物體的內(nèi)能分子熱運(yùn)動(dòng),所以我們說該物體帶電。
輕小物體是指紙屑、頭發(fā)、草球、灰塵、光球等。
2、摩擦帶電
①定義:通過摩擦使物體帶電。
②能量的轉(zhuǎn)化:機(jī)械能→電能
3. 兩項(xiàng)收費(fèi):
正電荷的定義:用絲綢摩擦的玻璃棒上的電荷。
負(fù)電荷的定義:用毛皮摩擦的橡皮棒所帶的電荷。
4、電荷間相互作用定律:同種電荷相互矛盾,異種電荷相互吸引。
5. 充電
定義:電荷量的大小稱為電荷量。
單位:庫侖(C)
6. 驗(yàn)電器
結(jié)構(gòu):金屬球、金屬棒、金屬箔
功能:檢測(cè)物體是否帶電。
原理:敵視對(duì)方,借助同種電荷
7. 原子及其結(jié)構(gòu)
(1)原子由位于中心的帶正電的原子核和位于原子核外的帶負(fù)電的電子組成;
(2)電子所帶電荷量為1.6×10-19C; (-19 次方)
(3)正常情況下,原子核所帶的正電荷與核外電子所帶的負(fù)電荷總數(shù)相等,電性相反,整個(gè)原子呈中性;
8. 摩擦起電的本質(zhì):電荷轉(zhuǎn)移
由于不同物體的原子核束縛電子的能力不同,摩擦起電不會(huì)形成新的電荷,而是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,失去電子的正電荷并獲得電子的負(fù)電荷。
9. 導(dǎo)體和絕緣體
① 導(dǎo)體
定義:容易導(dǎo)電的物體。
常用材料:金屬、石墨、人體、土、酸、堿、鹽水堿液
導(dǎo)電的原因:導(dǎo)體中有大量可以自由傳導(dǎo)的電荷
②絕緣體
定義:不易導(dǎo)電的物體。
常見材質(zhì):橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、石油等。
不容易導(dǎo)電的原因:幾乎沒有免費(fèi)的通訊費(fèi)。
③“導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對(duì)的界限,在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。在一定條件下,絕緣體也可以變成導(dǎo)體。
2、電流與電路
1、電壓的產(chǎn)生:電荷的定向連接產(chǎn)生電壓
2、電壓方向的規(guī)定:將正電荷定向連接的方向定義為電壓的方向。
3、獲得連續(xù)電壓的條件:電路中有電源,且電路是一條通路
4. 電路
(1)電路由電源、家用電器、開關(guān)和電線組成
定義:能夠提供電壓,或?qū)⑵渌问降哪芰哭D(zhuǎn)換成電能的裝置。
②使用家用電器
定義:利用電力工作的設(shè)備。
工作時(shí):將電能以其他方式轉(zhuǎn)化為能量。
③開關(guān):控制電路的通斷。
④電線:傳輸電能
(2) 三個(gè)電路:
路徑:連接的電路。
開路:斷路。
漏電:定義:電源兩端或家用電器兩端直接用電線連接。
特點(diǎn):電源漏電,電路中存在較大電壓,可能會(huì)燒毀電源或燒壞電線的絕緣層,很容易引起火災(zāi)。
5、電路圖:用符號(hào)表示電路連接的圖稱為電路圖。
畫電路圖的注意事項(xiàng):導(dǎo)線要橫豎,不能用曲線,要有棱角。 開關(guān)通常壞了。 設(shè)備布置合理、分布均勻。 設(shè)備不應(yīng)繪制在角落處。 整個(gè)電路應(yīng)該是橢圓形的。
三、串聯(lián)與并聯(lián)
4.電流檢測(cè)
1、電壓:表示電壓強(qiáng)度的化學(xué)量,符號(hào)I
2、單位:安培,符號(hào)A,毫安(mA),微安(μA)1A==1000μA
3、電壓檢測(cè):
①測(cè)量電壓的儀器為:電壓表; 符號(hào):A
②選擇電阻值:實(shí)驗(yàn)室常用的電壓表有兩種電阻值:
0~0.6A,每節(jié)電池代表的電壓值為0.02A;
0~3A,每節(jié)電池代表的電壓值為0.1A。
(如果不知道電阻值,應(yīng)選擇較大的電阻值并進(jìn)行測(cè)試接觸。)
注:測(cè)試接觸方法:先將電路的線端與電壓表的一個(gè)端子固定,然后用電路的另一線端快速接觸電壓表的另一個(gè)端子。 換一個(gè)小的電阻值,如果超過電阻值(電壓表會(huì)燒壞),就需要換一個(gè)更大的電阻值。
③電流表的使用
(1)電壓表必須與家用電器串聯(lián); (相當(dāng)于一根電線)
(2)端子連接方法應(yīng)正確,使電壓從“+”端子進(jìn)入,從“-”端子退出;
(3)被測(cè)電壓不應(yīng)超過電壓表的最大檢測(cè)值;
(4)絕對(duì)不允許不使用家用電器將電壓表直接連接到電源的兩極。
④電流表的讀數(shù)
(1)明確選擇電阻值;
(2)明確分度值(每個(gè)電池代表的電壓值);
(3)根據(jù)指針向右偏轉(zhuǎn)的格數(shù)讀取電壓值;
五、串并聯(lián)電路中電流的規(guī)律
1、串聯(lián)電路的電壓規(guī)律:
串聯(lián)電路中各處的電壓都是相同的。
公式:I=I1=I2
2、并聯(lián)電路電壓定律:
并聯(lián)電路中的總電壓等于每個(gè)通道中的電流之和。
公式:I=I1+I2