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机械能、内能及其转化
一.知识规律回顾
能量概念：一个物体 ，我们就说它具有能量。当某个物
体 我们就说它具有的能量越大。
1.机械能：
（1）动能：物体由于 而具有的能叫做动能。动能的大小决定于物体的 和 ，只有一切运动的物体才具有动能。
（2）重力势能：受到 的物体由于 而具有的能叫做重力势能。重力势能的大小决定于物体的 和 。
（3）弹性势能：具有 的物体由于 而具有的能叫做弹性势能。弹性势能的大小决定于物体的 和 。
能够对外做功
能够对外做功越多
运动
质量
速度
重力
被举高
质量
高度
发生弹性形变
弹性形变大小
物体本身的弹性
（4）机械能的转化（转移）：
在一定的条件下，物体的动能和势能可以相互转化。而且在忽略外界一切阻力，只受 和 的情形下，物体的机械能是 的。
2.内能：
（1）物质结构的基本图像是这样的：
物质是由大量分子组成的
一切物体分子都在永不停息地做无规则运动
分子间存在相互作用力
扩散现象表明：一切物体的分子都在 ，而且分子间存在 。温度越高， ，所以扩散过程就越快。
重力
弹力
守恒
永不停息地做无规则运动
分子无规则运动越剧烈
（2）内能的定义：物体内部所有分子 的总和。
（3）内能的普遍存在：一切物体任何时候都具有 。
（4）内能的因素：同一物体，温度越高内能 。
（5）内能的改变：
外界对物体做功，物体内能增大
物体对外做功，物体本身的内能会减少
热传递：
高温物体
低温物体
动能和分子势能
内能
越大
3.比热容：
（1）探究：经验表明，同种物质温度升高时吸热的多少跟 和 有关。吸热多少是否跟物质的种类有关呢？
课本中选取 和 两种不同的物质。
实验中采用了两种科学方法是 和 。
实验中采用了加热器，用相同的烧杯分别装上 相同的两种液体。让它们 也相同，通过比较 来比较吸热的多少。
探究结论：实验发现，对质量相同的水和煤油加热，让它们升高相同的温度，需要对 加热更长的时间。表明物体温度升高时吸热多少还与物质的 有关。物理学中引入 表示不同物质的这一性质。
质量
升高的温度
水
煤油
控制变量法
转换法
升高的温度
加热时间的长短
水
种类
比热容
（2）概念：用 某种物质温度升高 时吸收的热量表示这种物质比热容。
不同物质的比热容 ，它表达了物质的一种特性。
同种物质的比热容与 有关，例如： 水 和 冰 的比热容不同。
各种物质中， 的比热容最大，其数值为 ，它表达的物理意义是 。
（3）应用：
计算热量： 。热量的单位是 焦耳 。
解释现象：相同条件下，水比其他物质吸热 。
相同条件下，水比其他物质温差 。
单位质量
1℃
一般不同
质量为1kg的水温度升高1℃吸收的热量为4.2×103 J
4.2×103 J/(kg·℃)
状态
多
小
Q=Cm（t-t0）
4.内能的应用：
（1）利用内能来加热：
燃料燃烧过程中，能量转化情况是 化学能 转化为 内能 。
质量 相同的不同种类燃料燃烧过程中，释放的能量一般是 不同 的。物理学中引入 热值 表达不同燃料的这一性质。
热值用符号 q 表示，其单位是 或 。利用它计算热量的公式有 Q=qm 或 Q=qv 。
由于实际中存在 和 两方面原因，所以实际生产生活中便用锅炉的效率描述燃料的有效利用。
J/kg
J/m3
燃料不可能完全燃烧
存在各类热量散失
（2）利用内能来做功：
利用内能做功的机器叫做 热机 。工作中将 内能转化为 机械 能。
内燃机有 和 两种，其构造不同是 ；吸气冲程不同是 ；点火方式不同是 。四冲程内燃机一个工作循环中，曲轴转动 2 周，对外做功 1 次。
另一种热机有 和 两种，其携带物质不同是 ；
飞行高度不同是 ；
其中 用液态氢作燃料是利用到 的性质。
汽油机
柴油机
汽油机有火花塞柴油机有喷油嘴
汽油机吸入混合物柴油机吸入空气
点燃式、压燃式
空气喷气式发动机
火箭喷气式发动机
前者只携带燃料，后者携带燃料与氧化剂
前者限于大气层，后者可飞出大气层
火箭
热值很大
1.晴朗的夜空，我们常看见流星拖着一条长长的尾巴划过夜空，产生这种现象的原因是什么？
2.飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内气压低。要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内。在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的（ ）
A.温度升高，内能增加 B.温度降低，内能减少
C.温度升高，内能减少 D.温度降低，内能增加
空气克服摩擦对流星做功，使其内能增大温度升高
A
3.在物理学中，“热”有热量、内能、温度等含义，请写出下面几种情形中“热”字的含义：
（1）这盆水很热：_____________________
（2）物体吸热升温：___________________
（3）摩擦生热：_______________________
（4）温度不同的两个物体之间可以发生热传递：__________
（5）这杯水热得烫手：_______________________
4.打碎的玻璃对在一起不能“破镜重圆”，其原因是（ ）
A.分子间的作用力因玻璃打碎而消失
B.玻璃表面太光滑
C.玻璃分子间只有斥力没有引力
D.玻璃碎片间的距离太大，大于分子间发生相互吸引的距离
D
温度
热量
内能
热量
温度
5.某摩托车的效率为34％，某汽车的效率为29％，这说明了（ ）
A.摩托车比汽车的功率大 B.摩托车比汽车做的有用功多
C.使用摩托车比使用汽车做功多
D.燃烧相同的燃料，摩托车将内能转化为机械能比汽车多
6.小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将60 kg 20 ℃的水烧开。（假定为一个标准大气压）
（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如果普通煤的热值为3×107 J/kg，小明家每天烧水做饭要用去2千克普通煤，求他家里煤炉效率大约是多少？
（3）试说说采用家用煤炉加热的主要缺点有哪些？
D
2.016×107J
33.6％
热量损失大、效率低、污染大
7.关于比热容，下列说法正确的是（ ）
A.物体吸收的热量越多，比热容越大
B.物体的温度越高，比热容越大
C.物质的比热容与它的质量、温度的变化、吸收或放出的热量的多少无关
D.由于水比干泥土的比热容大，所以内陆地区在一天之内气温的变化比沿海地区小
C
8.请利用比热容知识解释海边白天与晚上的风向有什么不同？
白天的风从海面吹向陆地
晚上的风从陆地吹向海面
谢 谢 观 看

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