1、物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型,其直徑大約10-10m。
2、擴(kuò)散現(xiàn)象
擴(kuò)散現(xiàn)象說明:①分子之間有間隙②分子在做不停的無規(guī)則的運動③溫度越高,分子的無規(guī)則運動越劇烈。
一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。由于分子的運動跟溫度有關(guān),所以這種夫規(guī)則運動叫做分子的熱運動。溫度越高,熱運動越劇烈。
3、分子間的作用力
分子間存在相互作用的引力和斥力。
①分子間的引力使得固體和液體保持一定的體積,它們里面的分子不致散開。分子間的斥力使得分子已經(jīng)離得很近的固體和液體很難進(jìn)一步被壓縮。
②當(dāng)分子間的距離很小時,作用力表現(xiàn)為斥力;當(dāng)分子間的距離稍大時,作用力表現(xiàn)為引力;如果分子相距很遠(yuǎn),作用力就變得十分微弱,可以忽略。
二、內(nèi)能
1、內(nèi)能
物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
說明:
既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動,分子之間又存在著相互作用,那么內(nèi)能是無條件的存在著。一切物體,不論溫度高低,都具有內(nèi)能。同一個物體,溫度越高,分子熱運動越劇烈,內(nèi)能越大。物體溫度降低時,內(nèi)能會減小。
影響物體內(nèi)能大小的因素:
A溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大。
B質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大。
C材料:在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內(nèi)能可能不同。
D存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內(nèi)能也可能不同。
內(nèi)能與機(jī)械能不同:機(jī)械能是宏觀的,是物體作為一個整體運動所具有的能量,它的大小與機(jī)械運動有關(guān);內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子間的相互作用有關(guān)。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動,而不是物體的整體運動。
2、物體內(nèi)能的改變
內(nèi)能改變的外部表現(xiàn):物體溫度改變或物體的存在狀態(tài)改變。但不能反過來說,內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。
改變物體內(nèi)能的方法:
①熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。
熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。
熱傳遞的條件是有溫度差,傳遞方式是:傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞所傳遞的是內(nèi)能(熱量),而不是溫度。
熱傳遞過程中,物體吸熱,溫度升高,內(nèi)能增加;物體放熱,溫度降低,內(nèi)能減少。
熱傳遞過程中,傳遞的能量的多少叫熱量,熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
②做功可以改變物體的內(nèi)能:
做功可以改變內(nèi)能。
對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。
做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。
如果僅通過做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。
③做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別:由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同,前者能的形式發(fā)生了變化,后者能的形式不變。
3、內(nèi)能的利用方式:
①利用內(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。
②利用內(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
三、比熱容
1、比熱容
單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃時吸收(或放出)的熱量,叫做這種物質(zhì)的比熱容。比熱容用c表示,單位是焦每千克攝氏度,符號是J/(kg·℃)。
物理意義:表示不同的物質(zhì),在質(zhì)量相等,溫度升高(或降低)相同的度數(shù)時,吸收(或放出)的熱量并不相同這一性質(zhì)。
說明:
①比熱容是物質(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。
②水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃) 表示:1kg的水溫度升高(降低)1℃時,吸收(放出)的熱量為4.2×103J。
2、熱量的計算
公式:Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t)
四、熱機(jī)
1、熱機(jī)
熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。
2、內(nèi)燃機(jī)
將燃料移至機(jī)器內(nèi)部燃燒,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機(jī)器叫內(nèi)燃機(jī)。它主要有汽油機(jī)和柴油機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)大概的工作過程:內(nèi)燃機(jī)的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯一對外做功的沖程,是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。另外壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
3、燃料的熱值
燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng),燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
燃燒相同質(zhì)量的不同燃料,放出的熱量不同。
1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。熱值單位:焦每千克(J/kg),對氣體燃料?戎抵傅氖?1立方米燃料完全燃燒放出的熱量,單位:焦每立方米(J/m3)。
熱機(jī)的效率:燃料燃燒釋放的能量用來開動熱機(jī)時,用來做有用功的那部分能量,與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫做熱機(jī)的效率。
提高熱機(jī)效率的途徑:使燃料充分燃燒;盡量減小各種熱量損失;機(jī)件間保持良好的潤滑、減小摩擦。
五、能量的轉(zhuǎn)化和守恒
1、能的轉(zhuǎn)化
在一定條件下,各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化。
摩擦生熱:機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
發(fā)電機(jī):機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
電動機(jī):電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
光合作用:光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
燃料燃燒:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
2、能量守恒定律
能量既不會憑空消滅,也不會憑空產(chǎn)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。