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(共19张PPT)
10 物体的内能
九上秋周巩固提高-chen
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一、物体的内能
1.分子动能：分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。
物体的温度越高,分子动能越大。
2.分子势能：由于分子之间存在引力和斥力,因此分子之间也具有势能。
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一、物体的内能
3.物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳( J)
4.影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。
注：一切物体在任何情况下都具有内能
温度 温度越大，内能越大
质量 质量越大，内能越大
状态 固→液→气，内能增大
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二、物体内能的改变
1.热传递可以改变物体的内能
(1)热传递条件：物体之间或同一物体不同部分之间存在温度差
(2)热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。
(3)热传递方向：内能从高温物体(或同一物体的高温部分)传向低温物体(或同一物体的低温部分)。
(4)热传递有三种方式： 传导、对流和热辐射
(5)内能变化的量度：用热量来量度内能的变化
热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。
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二、物体内能的改变
2.做功可以改变物体的内能
(1)大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。（机械能转化为内能）
常见对物体做功四种方法：
压缩体积(如：用打气筒打气)
摩擦生热(如：钻木取火)
锻打物体(如：用铁锤敲打铁块)
弯折物体(如： 来回多次拧弯细铁丝 )
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二、物体内能的改变
(2)大量实验表明：物体对外做功，物体的内能会减少
（内能转化为机械能）如气体体积膨胀对外做功
(3)通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。
如果能量没损失，对物体做了多少功
就有多少其他形式的能转化为内能；
功可以用来量度有多少内能增加
热功当量实验
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三、热量的计算
1.比热容：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号c表示，单位为焦/(千克· ℃)，读作焦每千克摄氏度。
(1)比热容是物质的一种特性，受物质的种类、状态的影响。
(2)水的比热容为 4.2x103焦/(千克·℃ )
2.热量的计算公式
Q=cmΔt
Q吸=cm(t－t0)
Q放=cm(t0－t)
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三、热量的计算
温度、热量、内能的区别与联系：
温度 热量 内能
定义不同 宏观上：物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子的无规则运动的剧烈程度 在热传递过程中， 传递的能量的多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和
性质 状态量 过程量 状态量
表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少”
单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)
联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低 让教学更有效
四、热机及燃料的热值
1.热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机等。
2.热机的特点：通过做功把内能转化为机械能。
3.内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。
汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。
蒸汽机工作原理:
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四、热机及燃料的热值
4.汽油机
(1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。
(2)构造：如图所示
(3)汽油机工作时，活塞在汽缸内往复运动。工作四个冲程如下
吸气 压缩 做功 排气
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四、热机及燃料的热值
名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动 向下 向上 向下 向上
冲程的作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大、温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物 燃料混合物燃烧产生高温高压燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 排出废气
能的转化 无能量转化 机械能转化成内能 汽油燃烧：化学能转化成内能；燃气推动活塞做功：内能转化成机械能 无能量转化
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四、热机及燃料的热值
(4)工作过程分析：
在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动两圈，对外做功1次。
只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，
其他三个是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
吸气 压缩 做功 排气
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四、热机及燃料的热值
5.热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率
汽油机的效率一般为20%~30%，柴油机的效率可达45%。
注：2024年，吉利汽车和比亚迪汽车都研发出效率超过46%的汽油发动机。2024年，我国自主研制的全球首款本体热效率53.09%的柴油机。
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四、热机及燃料的热值
拓展：喷气发动机
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四、热机及燃料的热值
6.燃料的热值
(1)定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
(2)单位：焦/千克（J/kg），如氢的热值是1.4x108焦/千克，它表示1千克氢完全燃烧时放出的热量是1.4x108焦
(3)能量转化：燃料燃烧释放热量的过程
化学能→转化→内能
(4)热值是燃料特性，它只与燃料的种类有关
不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状、
质量、体积、是否完全燃烧均无关。
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四、热机及燃料的热值
(5)燃料完全燃烧放出热量的计算公式：
Q放=mq
m代表燃料质量,单位为千克,q代表燃料热值，其单位为焦/千克（气体的热值常用：焦/立方米），Q代表热量，其单位为焦
(6)燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。
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四、热机及燃料的热值
注意：
①利用Q放=mq计算燃料燃烧放出的热量是理论值，因为在实际情况下，燃料不可能完全燃烧的。
②一般情况下，燃料燃烧后产生的热量不能被完全利用，有一部分热量会散失掉，而被有效吸收的热量只占燃料放出的热量的一部分，我们将被有效吸收的热量与燃料放出的总热量的比值称为燃料的利用率，用η表示
η= X100%。
Q吸
Q放
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五、电学基础回顾
I I=I1=I2 I=I1+I2
U U=U1+U2 U=U1=U2
R R=R1+R2
分压分流 关系
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五、电学基础回顾
2.动态电路分析及应用
(1)分析电路结构——确定并联或串联关系
①去掉电流表和电压表，电流表变为导线，电压表直接去掉。
②再根据欧姆定律及串并联电路电流电压关系确定等式。
(2)明确电路中的同时性原则
电路因为开关断开闭合、滑动变阻器变动等引起电流电压变化时，所列关系时必须是同时刻的数据。
(3) 可变电阻与定值电阻的区分
确定可变电阻的变化规律（温度，压力，气体浓度，光强弱等）
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