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物体的内能

来源:101教育网整理 2018-09-26 字体大小: 分享到:
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高中物理物体的内能知识点


一、认识内能

1.内能:在物理学中,把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。一切物体在任何情况下都具有内能。内能的单位是焦(J)

2.影响内能大小的因素之一是:温度,温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能越大,物体的内能也越多。这说明,同一物体的内能是随温度的变化而变化的。

3.改变物体内能的方法是:

①做功;

②热传递

这两种方式对于改变物体的内能是等效的。

4.对物体做功,物体的内能增大,温度升高;物体对外做功,自身内能减小,温度降低。

5.热传递发生的条件是:两个物体有温度差;热传递的方式有:传导、对流和辐射;发生热传递时,热量(内能)从高温物体传向低温物体,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到温度相同时,热传递才停止。

二、热量与热值

1.热量:在物理学中,把在热传递过程中物体内能改变的多少叫做热量。物体吸收热量,内能增加;放出热量,内能减少。

2.热量用字母Q表示,单位是焦(J)。一根火柴完全燃烧放出的热量约为1000J。

3.实验表明:对同种物质的物体,它吸收或放出的热量跟物体的质量大小、温度的变化多少成正比。

4.热值:把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值。

5.热值是燃料的一种属性,与质量、是否完全燃烧等没有关系,只与燃料的种类有关,不同燃料的热值一般不同。

6.燃料完全燃烧放出热量的计算公式:Q=qm或Q=qV

7.Q表示热量,单位是焦(J),q表示热值,单位是焦/千克(J/kg)或焦/米3(J/m3);m表示质量,单位是千克(kg);V表示体积,单位是米3(m3)

8.氢气的热值很大,为q氢=1.4×108J/m3,表示的物理意义是:1m3的氢气在完全燃烧时所放出的热量为1.4×108J。

9.提高炉子效率的方法:

①改善燃烧条件,使燃料尽可能充分燃烧;

②尽可能减少各种热量损失

三、研究物质的比热容

1.比热容:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,叫这种物质的比热容。

2.比热容是物质的一种属性,与物质的质量、体积等无关,只与物质的种类有关。不同物质的比热容一般不同,同种物质的比热容与物质的状态有关。

3.比热容用字母c表示,单位是:焦/(千克 ℃),符号是:J/(kg ℃)

4.水的比热容很大,为c水=4.2×103J/(kg ℃),表示的物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103J。

5.水的比热容大,在质量和吸收的热量相同时,升高的温度比其它物质小;放出的热量相同时,降低的温度比其它物质小,因而温差变化较小。

6.水的比热容大,在质量和升高的温度相同时,比其它物质吸收的热量多,因而可用水来降温;在降低的温度相同时,比其它物质放出的热量多,因而可用水来取暖。

7.发生热传递时,低温物体吸收的热量计算公式为:Q吸=cmΔt (Δt=t-t0)

高温物体放出的热量计算公式为:Q放=cmΔt (Δt=t0-t)

四、热机与社会发展

1.热机的种类包括有:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等。

2.热机的共同特点:将燃料燃烧时的化学能转化为内能,然后通过做功,把内能转化为机械能。

3.汽油机和柴油机工作时,一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程这四个冲程组成的。在这四个冲程中,只有做功冲程是将内能转化为机械能而对外做功,其他三个冲程均为辅助冲程,要靠飞轮的惯性完成。

4.汽油机与柴油机的对比



5.热机的效率:用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。

6.热机对环境造成的污染主要是:

①大气污染

②噪声污染

7.人类保护环境的重要措施是:减少热机废气中的有害物质,控制废气排放的总量。

具体方面是:

①推广使用无铅汽油;

②安装电子控制燃油喷射发动机(EFI系统);

③推广新能源汽车,如天然气汽车、太阳能汽车、电动汽车等。



高中物理物体的内能典型例题


题目

下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是 ( )

A. 物体的温度越高,所含热量越多

B. 物体的内能越大,热量越多

C. 物体的温度越高,它的分子热运动的平均动能越大

D. 物体的温度不变,其内能就不变化

答案

C

解析:

物体的内能是指所有分子的动能和所有分子的势能之和,它与分子热运动的能量状态相对应,内能的改变量可用做功和热量传递的多少量度。因此不能说物体的内能越大,热量越多,因为尽管物体的内能大,若物体的内能不改变或不发生热传递,仍不能衡量热量的多少,所以选项B错误。同理,温度越高,所含热量越多的说法也是错误的。因为温度越高,只能表明分子热运动的平均动能越大,所以选项C正确。温度不变,表明物体的分子平均动能没有改变,但分子势能可以改变,因此内能可能改变,答案D错误。

知识点: 运动和力,改变物体内能的方式


题目

(多选题)关于物体内能大小的下面说法中,正确的是( )

A. 质量相等的0℃的水和0℃的冰,其内能不相等

B. 一定质量的气体,在体积不变的条件下,吸收热量其内能就增大

C. 一定质量的气体,在绝热的条件下,体积膨胀对外做功时其内能就减小

D. 若不计分子势能,分子数相等的两种气体,在温度相等时具有相等的内能

答案

ABCD

解析:

质量相等的0℃的水结成冰需要放热,所以内能不同,A对;一定质量的气体,在体积不变的条件下,吸收热量后,对外做功为零,从外界吸收热量,内能增大,B对;同理C对;若不计分子势能,气体内能只与温度有关,D对;

知识点: 运动和力,改变物体内能的方式


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