一、物质是由分子组成的
这里的分子是组成物质的基本微粒——分子、原子和离子的统称
1、分子直径数量级:10-10m
2、组成物体的分子数很多
二、一切物体的分子总在不停地做无规则运动
1、扩散现象:不同的物体互相接触时,彼此进入对方的现象.
a.一切固体、液体和气体之间都可以发生扩散现象,且v气>v液>v固.
演示实验三红墨水在冷水和热水中的扩散
现象:红墨水在冷水中扩散较慢,在热水中扩散较快.
b.物体的温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快.
2、分子热运动:分子的无规则运动。
3、扩散现象是分子无规则运动的宏观表现.
分子无规则运动是扩散现象的微观原因.
三、分子间存在相互作用的引力和斥力
1、分子间的引力和斥力是同时存在的.
2、分子间作用力随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大.
分子间距离增大→引力和斥力都减小
分子间距离减小→引力和斥力都增大
当分子间距离增大到10倍分子直径以上时,分子间作用力十分微弱,可以忽略不计.
3、分子间的引力和斥力的大小关系:
d:分子间距 r0:分子直径
(1)d=r0 引力=斥力 分子平衡
(2)d>r0 引力>斥力 主要作用力表现为引力
(3)d
说明:当分子间距离由平衡状态逐渐增大时,分子间引力和斥力都会减小,但斥力减小得较快,使得引力大于斥力;当分子间距离由平衡状态逐渐减小时,分子间引力和斥力都会增大,但斥力增大得较快,使得斥力大于引力.
例、打碎的玻璃拚在一起不能“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 思考:“分子总在不停地做无规则运动”,从能量的角度看,分子应该具有什么能?(分子动能)
“分子间存在相互作用力”,使分子间又具有什么能呢?(分子势能)
一、内能:物体内部所有分子所具有的分子动能和分子势能的总和.
1、内能是一个整体量:其大小决定于物体内部所有分子,而不是某个分子或某部分分子.
2、分子动能→分子的无规则运动
分子势能→分子间的作用力
3、一切物体在任何时候都具有内能
二、影响内能大小的因素
思考1:既然内能的大小决定于物体内部所有的分子,那么内能的大小应该与什么因素有关呢?
思考2:内能是由分子动能和分子势能组成,分子动能是由分子的无规则运动产生的,而分子势能是由于分子间存在作用力而具有的,那么内能的大小又应该与哪些因素有关呢? 质量→分子数目
温度→分子速度→分子动能
状态→分子间距→分子作用力→分子势能
理解内能的大小与温度的关系:
物体的温度升高,内能增大
物体的温度降低,内能减小
三、内能是不同于机械能的另一件形式的能量
四、改变物体内能的方法
(一)做功
1、外界对物体做功,物体的内能增大.
2、物体对外界做功,物体的内能减小.
3、做功实质上是通过内能和其它形式能的转化来实现内能的改变.
一、热传递
热水袋与手的热传递:
热水袋温度降低,内能减小
手温度升高,内能增大
1、实质:内能在不同的物体间转移.
2、条件:两物体存在温差.
3、传递方向:从高温物体传向低温物体.
高温物体放热,内能减小
低温物体吸热,内能增大
4、热量(Q):在热传递过程中所传递的内能.
(1)热量是发生在热传递过程中的过程量,不是物体具有的状态量,故不能说“物体的热量”,“物体含有热量”.
(2)单位:焦耳(J)
思考:在六种物态变化过程中,内能是如何变化的?
晶体熔化和凝固时,内能会改变,但其温度变化了吗?
如何阐述温度与物体内能变化的关系呢?
物体的温度变化,内能会变化.
物体的内能变化,温度不一定改变.
二、两种方法的比较
相同点:
1、都能改变物体的内能.
2、在改变物体内能上是等效的.
不同点:
1、做功是通过能量转化来实现内能的改变.
热传递是通过能量转移来实现内能的改变.
2、做功改变内能的多少是由做功的多少来量度的,△E=W.
热传递改变内能的多少是由吸热、放热的多少来量度的,△E=Q.
实际生活中“热”字的含义包含有三种——温度、内能、热量.
如:今天天气很热——温度
熔化吸热——热量
摩擦生热——内能
三、温度、内能和热量的区别及联系
1、温度是表示物体冷热程度的物理量,是一个状态量,是物体内部分子平均动能的标志,温度不能传递.
2、内能是物体内部所有分子的分子动能和分子势能的总和,是一切物体具有的能,是一个状态量.
3、热量是热传递过程中所传递的能量的多少,它是一个过程量.
4、温度与内能的关系
物体的温度升高(降低),内能增大(减小)
物体的内能增大(减小),温度不一定升高(降低)
5、内能与热量的关系
物体吸收热量,内能会增大,物体放出热量,内能会减小,且内能的改变量等于物体吸热或放热的多少.
例1、爆米花是将玉米放入铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成玉米花,下列说法正确的是( )
A.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使其内能增加
B.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
C.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
D.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
例2、下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.温度相等的物体内能一定相等
C.物体温度升高,它的内能一定增加
D.物体温度升高了,它一定吸收了热量
思考:
1、烧开一壶水比烧开同样的半壶水,用时相等吗?它们吸收的热量相等吗?这说明物体吸热的多少与什么因素有关?
2、把同样一壶水烧开和烧成温水,用时相等吗?这又说明物体吸热和多少与什么因素有关?
物体吸热的多少与物体的质量、升高的温度有关.
质量相等的不同物质升高相同的温度时,吸收的热量不相等.即:物体吸热的多少与物质本身有关.
一、比热容(c)
1、定义:单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量
2、单位:J/(kg·℃)读作:焦耳每千克摄氏度
3、比热容是物质的特性
不同物质的比热容一般不同,它反映了不同物质吸热、放热本领的强弱,同种物质的比热容是一定的,与物体质量、温度高低、形状、吸热放热的多少无关.
4、分析比热容有
(1)记住c水=4.2×103J(kg·℃)
物理意义:1千克的水升高1℃所吸收的热量为4.2×103J.
(2)物质的比热容与物质的状态有关.
(3)常见金属的比热容大小关系:c铝>c铁>c铜>c铅.
二、水的比热容较大的实际意义
c水=4.2×103J(kg·℃)
c泥土=0.84×103J(kg·℃)
思考:让1kg的水和干泥土都升高1℃,它们分别吸收多少热量?
Q水=4.2×103J
Q泥土=0.84×103J
1、水升高一定温度时,需要吸收的热量较多
降低一定温度时,能放出的热量较多
应用:用冷水作冷却剂,用热水取暖
思考:让1kg的水和干泥土分别吸收4.2×103J的热量,它们分别升高多少温度呢? △t水=1℃
△t泥土=5℃
2、水吸收一定热量后,温度升高较小
放出一定热量后,温度降低较小
应用:水调节气温
问题1:为什么沿海地区比内陆地区的温差小.
问题2:为什么沙漠有“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”的说法.
三、热量的计算
1、Q吸=cm△t=cm(t-t0) t:末温 t0:初温
Q放= cm△t=cm(t0-t)
公式表明:物体吸热或放热的多少跟物体质量、温度变化及比热容有关.
2、的物理意义
对于某种物质而言,其比热容是一定的,与物体的质量、形状、温度高低、温度改变的多少,吸收或放出热量的多少无关.即c与Q、m、△t无关,不能认为c与Q成正比,c与m、△t成反比.
3、两个温度不同的物体发生热传递时,高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高,最后两物体温度相同,如果没有热损失,则Q吸=Q放.
热平衡方程:Q吸=Q放
一、热机:把内能转化为机械能的机器.
二、内燃机:燃料在其缸体内燃烧的热
→汽油机
1、构造
气缸:进气门、排气门、火花塞、活塞、连杆、曲轴、飞轮、齿轮
2、工作过程
(1)冲程:活塞从气缸的一端运行到另一端的过程.
(2)汽油机的一次工作循环分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程.
吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,在大气压的作用下,汽油和空气的混合物进入气缸.
压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,机械能转化为内能(后出)
做功过程:压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压气体,推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功.内能→机械能(后出)
排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸
废气带走了大量的内能(后出)
(3)在一个工作循环中,活塞往复两次,曲轴转动.
两周,四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性完成.有两个冲程伴随有能量的转化,其中,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能.
柴油机与汽油机的区别
例1、随着电子技术的发展,许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统,用微电脑控制燃油的供应量,取代了传统的化油器系统.采用电子燃油喷射系统的发动机与采用化油器的发动机相比具有很多优点,下列说法不正确的是( )
A.提高了发动机的功率
B.不再排放对空气和人类有害的气体
C.降低了燃料的消耗,提高了燃烧效率
D.减少了有害气体的排放
三、燃料的燃烧是一种化学反应.燃料在燃烧时将化学能转化为内能,燃料可分为固体燃料(如木柴)、液体燃料(如汽油)、气体燃料(如天然气).
思考:相同质量的不同燃料燃烧时释放的内能相等吗?
四、热值(q)
1、定义:1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量.
2、物理意义:燃料的热值是燃料的一种热学属性,与燃料的质量或燃烧是否完全无关,只与燃料的种类有关,确定的燃料有确定的热值,不同燃料的热值一般不同.
3、单位:J/kg
思考:
q干木柴=1.2×107J/kg,q煤气=3.9×107J/m3表示什么含义呢?
q干木柴=1.2×107J/kg:1kg的干木柴完全燃烧时放出的热量为1.2×107J.
q煤气=3.9×107J/m3:1m3的煤气完全燃烧时放出的热量为3.9×107J.
4、燃料燃烧时释放热量的计算.
燃料完全燃烧放出的热量:Q=qm(qv)
思考:
某人用煤气炉烧开一壶水,壶内有2kg、20℃的水,在标准大气压下将其烧开需要多少热量?实际上,煤气表走了0.03m3这些煤气完全燃烧放出多少热量?(q煤气=3.9×107J/m3) Q吸=cm△t=4.2×103×2×(100-20)J=6.72×105J
Q放=qV=3.9×107J/m3×0.03m3=1.17×106J
5、如何提高燃料的利用率
影响燃料利用率的因素有两个:一是燃料很难完全燃烧;二是燃料燃烧放出的热量散失较多,只有一部分热量被有效利用.针对这两个因素,为了提高燃料的利用率,在固体燃料燃烧时,可将燃料磨成粉,燃烧时加大送风量,使燃料充分燃烧;另外要加大受热面,以减少烟气带走的热量}采用城市集中供暖、供热等方式也可以提高燃料的利用率.
五、热机使用过程中的能量损失
1、燃料未完全燃烧
2、废气带走了较多内能
3、散热损失
4、克服摩擦做功
即:燃气推动活塞做有用功的能量只是燃料完全燃烧放出能量的一部分.
六、热机的效率
用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的热量的比值.
蒸汽机:6%~15%
汽油机:20%~30%
柴油机:30%~45%
热机的效率是热机性能的一个重要指标,热机的效率越高,它的机械性能就越好.
七、提高热机效率的途径
虽然热机的效率不高,但作为一种动力机器,热机在日常生活和生产中仍然有着非常广泛的应用,因此我们要不断更新技术,设法减少热机中的能量损失,以提高热机的效率.针对热机能量损失的主要途径,可采用以下方法和途径来提高热机的效率.
①在设计和制造上进行不断改进和革新,以减少各种能量损失,提高效率.
②正确使用,注意保养,例如加润滑剂以保证良好的润滑,减小摩擦;运动零部件之间的
间隙要调整得当,减小摩擦和防止漏气.
③充分利用废气带走的能量,例如热电站就是利用废气来供热的,这种既供电又供热的热电站,比起一般的火电站,燃料的利用率将大大提高.
例2、关于热值,下列说法正确的是( )
A.燃料完全燃烧时,它的热值最大
B.燃料没有燃烧时热值为零
C.燃料燃烧时放出的热量越多,热值就越大
D.燃料的热值与燃烧情况无关
例3、小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热容是4.2×103J/(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、做饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天将30kg、20℃的水烧开.(标准大气压下)
(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3×103J/kg,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克煤?
(3)小明家实际平均每天要烧4块蜂窝煤.按每块蜂窝煤含煤0.5kg算,他家每天实际用煤2kg,由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%.你认为小明家煤炉效率低的原因是什么?
(4)从大的方面讲,家用煤炉除了热效率低、浪费能源的缺点外,另一个主要缺点是什么?
一、能量守恒定律
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.
(1)定律内容中,能的转化是指通过做功,能的形式发生了改变,一种形式的能转化为另一种形式的能;能的转移是指同一种形式的能,从一个物体转移到另一个物体,能的形式没有改变,如热传递.
(2)能量守恒定律是普遍适用的定律,大到天体,小到原子核,也无论是物理学的问题还是化学、生物学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都服从能量守恒定律.
(3)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系,例如:植物的生长不是孤立的,要靠阳光进行光合作用才能生长,光能转化为化学能反映了这种联系.可见,自然界的各种现象都不是孤立的,而是相互联系的.
(4)能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器.
一、物质是由分子组成的
这里的分子是组成物质的基本微粒——分子、原子和离子的统称
1、分子直径数量级:10-10m
2、组成物体的分子数很多
二、一切物体的分子总在不停地做无规则运动
1、扩散现象:不同的物体互相接触时,彼此进入对方的现象.
a.一切固体、液体和气体之间都可以发生扩散现象,且v气>v液>v固.
演示实验三红墨水在冷水和热水中的扩散
现象:红墨水在冷水中扩散较慢,在热水中扩散较快.
b.物体的温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快.
2、分子热运动:分子的无规则运动。
3、扩散现象是分子无规则运动的宏观表现.
分子无规则运动是扩散现象的微观原因.
三、分子间存在相互作用的引力和斥力
1、分子间的引力和斥力是同时存在的.
2、分子间作用力随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大.
分子间距离增大→引力和斥力都减小
分子间距离减小→引力和斥力都增大
当分子间距离增大到10倍分子直径以上时,分子间作用力十分微弱,可以忽略不计.
3、分子间的引力和斥力的大小关系:
d:分子间距 r0:分子直径
(1)d=r0 引力=斥力 分子平衡
(2)d>r0 引力>斥力 主要作用力表现为引力
(3)d
说明:当分子间距离由平衡状态逐渐增大时,分子间引力和斥力都会减小,但斥力减小得较快,使得引力大于斥力;当分子间距离由平衡状态逐渐减小时,分子间引力和斥力都会增大,但斥力增大得较快,使得斥力大于引力.
例、打碎的玻璃拚在一起不能“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 思考:“分子总在不停地做无规则运动”,从能量的角度看,分子应该具有什么能?(分子动能)
“分子间存在相互作用力”,使分子间又具有什么能呢?(分子势能)
一、内能:物体内部所有分子所具有的分子动能和分子势能的总和.
1、内能是一个整体量:其大小决定于物体内部所有分子,而不是某个分子或某部分分子.
2、分子动能→分子的无规则运动
分子势能→分子间的作用力
3、一切物体在任何时候都具有内能
二、影响内能大小的因素
思考1:既然内能的大小决定于物体内部所有的分子,那么内能的大小应该与什么因素有关呢?
思考2:内能是由分子动能和分子势能组成,分子动能是由分子的无规则运动产生的,而分子势能是由于分子间存在作用力而具有的,那么内能的大小又应该与哪些因素有关呢? 质量→分子数目
温度→分子速度→分子动能
状态→分子间距→分子作用力→分子势能
理解内能的大小与温度的关系:
物体的温度升高,内能增大
物体的温度降低,内能减小
三、内能是不同于机械能的另一件形式的能量
四、改变物体内能的方法
(一)做功
1、外界对物体做功,物体的内能增大.
2、物体对外界做功,物体的内能减小.
3、做功实质上是通过内能和其它形式能的转化来实现内能的改变.
一、热传递
热水袋与手的热传递:
热水袋温度降低,内能减小
手温度升高,内能增大
1、实质:内能在不同的物体间转移.
2、条件:两物体存在温差.
3、传递方向:从高温物体传向低温物体.
高温物体放热,内能减小
低温物体吸热,内能增大
4、热量(Q):在热传递过程中所传递的内能.
(1)热量是发生在热传递过程中的过程量,不是物体具有的状态量,故不能说“物体的热量”,“物体含有热量”.
(2)单位:焦耳(J)
思考:在六种物态变化过程中,内能是如何变化的?
晶体熔化和凝固时,内能会改变,但其温度变化了吗?
如何阐述温度与物体内能变化的关系呢?
物体的温度变化,内能会变化.
物体的内能变化,温度不一定改变.
二、两种方法的比较
相同点:
1、都能改变物体的内能.
2、在改变物体内能上是等效的.
不同点:
1、做功是通过能量转化来实现内能的改变.
热传递是通过能量转移来实现内能的改变.
2、做功改变内能的多少是由做功的多少来量度的,△E=W.
热传递改变内能的多少是由吸热、放热的多少来量度的,△E=Q.
实际生活中“热”字的含义包含有三种——温度、内能、热量.
如:今天天气很热——温度
熔化吸热——热量
摩擦生热——内能
三、温度、内能和热量的区别及联系
1、温度是表示物体冷热程度的物理量,是一个状态量,是物体内部分子平均动能的标志,温度不能传递.
2、内能是物体内部所有分子的分子动能和分子势能的总和,是一切物体具有的能,是一个状态量.
3、热量是热传递过程中所传递的能量的多少,它是一个过程量.
4、温度与内能的关系
物体的温度升高(降低),内能增大(减小)
物体的内能增大(减小),温度不一定升高(降低)
5、内能与热量的关系
物体吸收热量,内能会增大,物体放出热量,内能会减小,且内能的改变量等于物体吸热或放热的多少.
例1、爆米花是将玉米放入铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成玉米花,下列说法正确的是( )
A.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使其内能增加
B.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
C.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
D.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
例2、下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.温度相等的物体内能一定相等
C.物体温度升高,它的内能一定增加
D.物体温度升高了,它一定吸收了热量
思考:
1、烧开一壶水比烧开同样的半壶水,用时相等吗?它们吸收的热量相等吗?这说明物体吸热的多少与什么因素有关?
2、把同样一壶水烧开和烧成温水,用时相等吗?这又说明物体吸热和多少与什么因素有关?
物体吸热的多少与物体的质量、升高的温度有关.
质量相等的不同物质升高相同的温度时,吸收的热量不相等.即:物体吸热的多少与物质本身有关.
一、比热容(c)
1、定义:单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量
2、单位:J/(kg·℃)读作:焦耳每千克摄氏度
3、比热容是物质的特性
不同物质的比热容一般不同,它反映了不同物质吸热、放热本领的强弱,同种物质的比热容是一定的,与物体质量、温度高低、形状、吸热放热的多少无关.
4、分析比热容有
(1)记住c水=4.2×103J(kg·℃)
物理意义:1千克的水升高1℃所吸收的热量为4.2×103J.
(2)物质的比热容与物质的状态有关.
(3)常见金属的比热容大小关系:c铝>c铁>c铜>c铅.
二、水的比热容较大的实际意义
c水=4.2×103J(kg·℃)
c泥土=0.84×103J(kg·℃)
思考:让1kg的水和干泥土都升高1℃,它们分别吸收多少热量?
Q水=4.2×103J
Q泥土=0.84×103J
1、水升高一定温度时,需要吸收的热量较多
降低一定温度时,能放出的热量较多
应用:用冷水作冷却剂,用热水取暖
思考:让1kg的水和干泥土分别吸收4.2×103J的热量,它们分别升高多少温度呢? △t水=1℃
△t泥土=5℃
2、水吸收一定热量后,温度升高较小
放出一定热量后,温度降低较小
应用:水调节气温
问题1:为什么沿海地区比内陆地区的温差小.
问题2:为什么沙漠有“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”的说法.
三、热量的计算
1、Q吸=cm△t=cm(t-t0) t:末温 t0:初温
Q放= cm△t=cm(t0-t)
公式表明:物体吸热或放热的多少跟物体质量、温度变化及比热容有关.
2、的物理意义
对于某种物质而言,其比热容是一定的,与物体的质量、形状、温度高低、温度改变的多少,吸收或放出热量的多少无关.即c与Q、m、△t无关,不能认为c与Q成正比,c与m、△t成反比.
3、两个温度不同的物体发生热传递时,高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高,最后两物体温度相同,如果没有热损失,则Q吸=Q放.
热平衡方程:Q吸=Q放
一、热机:把内能转化为机械能的机器.
二、内燃机:燃料在其缸体内燃烧的热
→汽油机
1、构造
气缸:进气门、排气门、火花塞、活塞、连杆、曲轴、飞轮、齿轮
2、工作过程
(1)冲程:活塞从气缸的一端运行到另一端的过程.
(2)汽油机的一次工作循环分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程.
吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,在大气压的作用下,汽油和空气的混合物进入气缸.
压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,机械能转化为内能(后出)
做功过程:压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压气体,推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功.内能→机械能(后出)
排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸
废气带走了大量的内能(后出)
(3)在一个工作循环中,活塞往复两次,曲轴转动.
两周,四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性完成.有两个冲程伴随有能量的转化,其中,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能.
柴油机与汽油机的区别
例1、随着电子技术的发展,许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统,用微电脑控制燃油的供应量,取代了传统的化油器系统.采用电子燃油喷射系统的发动机与采用化油器的发动机相比具有很多优点,下列说法不正确的是( )
A.提高了发动机的功率
B.不再排放对空气和人类有害的气体
C.降低了燃料的消耗,提高了燃烧效率
D.减少了有害气体的排放
三、燃料的燃烧是一种化学反应.燃料在燃烧时将化学能转化为内能,燃料可分为固体燃料(如木柴)、液体燃料(如汽油)、气体燃料(如天然气).
思考:相同质量的不同燃料燃烧时释放的内能相等吗?
四、热值(q)
1、定义:1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量.
2、物理意义:燃料的热值是燃料的一种热学属性,与燃料的质量或燃烧是否完全无关,只与燃料的种类有关,确定的燃料有确定的热值,不同燃料的热值一般不同.
3、单位:J/kg
思考:
q干木柴=1.2×107J/kg,q煤气=3.9×107J/m3表示什么含义呢?
q干木柴=1.2×107J/kg:1kg的干木柴完全燃烧时放出的热量为1.2×107J.
q煤气=3.9×107J/m3:1m3的煤气完全燃烧时放出的热量为3.9×107J.
4、燃料燃烧时释放热量的计算.
燃料完全燃烧放出的热量:Q=qm(qv)
思考:
某人用煤气炉烧开一壶水,壶内有2kg、20℃的水,在标准大气压下将其烧开需要多少热量?实际上,煤气表走了0.03m3这些煤气完全燃烧放出多少热量?(q煤气=3.9×107J/m3) Q吸=cm△t=4.2×103×2×(100-20)J=6.72×105J
Q放=qV=3.9×107J/m3×0.03m3=1.17×106J
5、如何提高燃料的利用率
影响燃料利用率的因素有两个:一是燃料很难完全燃烧;二是燃料燃烧放出的热量散失较多,只有一部分热量被有效利用.针对这两个因素,为了提高燃料的利用率,在固体燃料燃烧时,可将燃料磨成粉,燃烧时加大送风量,使燃料充分燃烧;另外要加大受热面,以减少烟气带走的热量}采用城市集中供暖、供热等方式也可以提高燃料的利用率.
五、热机使用过程中的能量损失
1、燃料未完全燃烧
2、废气带走了较多内能
3、散热损失
4、克服摩擦做功
即:燃气推动活塞做有用功的能量只是燃料完全燃烧放出能量的一部分.
六、热机的效率
用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的热量的比值.
蒸汽机:6%~15%
汽油机:20%~30%
柴油机:30%~45%
热机的效率是热机性能的一个重要指标,热机的效率越高,它的机械性能就越好.
七、提高热机效率的途径
虽然热机的效率不高,但作为一种动力机器,热机在日常生活和生产中仍然有着非常广泛的应用,因此我们要不断更新技术,设法减少热机中的能量损失,以提高热机的效率.针对热机能量损失的主要途径,可采用以下方法和途径来提高热机的效率.
①在设计和制造上进行不断改进和革新,以减少各种能量损失,提高效率.
②正确使用,注意保养,例如加润滑剂以保证良好的润滑,减小摩擦;运动零部件之间的
间隙要调整得当,减小摩擦和防止漏气.
③充分利用废气带走的能量,例如热电站就是利用废气来供热的,这种既供电又供热的热电站,比起一般的火电站,燃料的利用率将大大提高.
例2、关于热值,下列说法正确的是( )
A.燃料完全燃烧时,它的热值最大
B.燃料没有燃烧时热值为零
C.燃料燃烧时放出的热量越多,热值就越大
D.燃料的热值与燃烧情况无关
例3、小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热容是4.2×103J/(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、做饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天将30kg、20℃的水烧开.(标准大气压下)
(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3×103J/kg,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克煤?
(3)小明家实际平均每天要烧4块蜂窝煤.按每块蜂窝煤含煤0.5kg算,他家每天实际用煤2kg,由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%.你认为小明家煤炉效率低的原因是什么?
(4)从大的方面讲,家用煤炉除了热效率低、浪费能源的缺点外,另一个主要缺点是什么?
一、能量守恒定律
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.
(1)定律内容中,能的转化是指通过做功,能的形式发生了改变,一种形式的能转化为另一种形式的能;能的转移是指同一种形式的能,从一个物体转移到另一个物体,能的形式没有改变,如热传递.
(2)能量守恒定律是普遍适用的定律,大到天体,小到原子核,也无论是物理学的问题还是化学、生物学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都服从能量守恒定律.
(3)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系,例如:植物的生长不是孤立的,要靠阳光进行光合作用才能生长,光能转化为化学能反映了这种联系.可见,自然界的各种现象都不是孤立的,而是相互联系的.
(4)能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器.