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(共19張PPT)
10 物體的內能
九上秋周鞏固提高-chen
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一、物體的內能
1.分子動能：分子永不停息地做無規則運動，同一切運動著的物體一樣,運動著的分子也具有動能。
物體的溫度越高,分子動能越大。
2.分子勢能：由于分子之間存在引力和斥力,因此分子之間也具有勢能。
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一、物體的內能
3.物體的內能：物體內部所有分子熱運動的動能和和勢能的總和，叫做物體的內能，俗稱熱能，內能的單位是焦耳( J)
4.影響內能大小的因素：物體的溫度、質量、狀態、種類等。
注：一切物體在任何情況下都具有內能
溫度 溫度越大，內能越大
質量 質量越大，內能越大
狀態 固→液→氣，內能增大
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二、物體內能的改變
1.熱傳遞可以改變物體的內能
(1)熱傳遞條件：物體之間或同一物體不同部分之間存在溫度差
(2)熱傳遞對物體的影響：溫度高的物體放出熱量，溫度降低，內能減少；溫度低的物體吸收熱量，溫度升高，內能增加。
(3)熱傳遞方向：內能從高溫物體(或同一物體的高溫部分)傳向低溫物體(或同一物體的低溫部分)。
(4)熱傳遞有三種方式： 傳導、對流和熱輻射
(5)內能變化的量度：用熱量來量度內能的變化
熱量是指在熱傳遞過程中，傳遞內能的多少。
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二、物體內能的改變
2.做功可以改變物體的內能
(1)大量生活現象和實驗表明：外界對物體做功，可以使物體的內能增加。（機械能轉化為內能）
常見對物體做功四種方法：
壓縮體積(如：用打氣筒打氣)
摩擦生熱(如：鉆木取火)
鍛打物體(如：用鐵錘敲打鐵塊)
彎折物體(如： 來回多次擰彎細鐵絲 )
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二、物體內能的改變
(2)大量實驗表明：物體對外做功，物體的內能會減少
（內能轉化為機械能）如氣體體積膨脹對外做功
(3)通過做功改變物體的內能，實質是其他形式的能與物體內能相互轉化的過程。
如果能量沒損失，對物體做了多少功
就有多少其他形式的能轉化為內能；
功可以用來量度有多少內能增加
熱功當量實驗
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三、熱量的計算
1.比熱容：單位質量的某種物質，溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質的比熱容，比熱容用符號c表示，單位為焦/(千克· ℃)，讀作焦每千克攝氏度。
(1)比熱容是物質的一種特性，受物質的種類、狀態的影響。
(2)水的比熱容為 4.2x103焦/(千克·℃ )
2.熱量的計算公式
Q=cmΔt
Q吸=cm(t－t0)
Q放=cm(t0－t)
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三、熱量的計算
溫度、熱量、內能的區別與聯系：
溫度 熱量 內能
定義不同 宏觀上：物體的冷熱程度 微觀上：反映物體中大量分子的無規則運動的劇烈程度 在熱傳遞過程中， 傳遞的能量的多少 物體內所有分子無規則運動的動能與勢能的總和
性質 狀態量 過程量 狀態量
表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改變”“增加”“減少”
單位 攝氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)
聯系 溫度的變化，可以改變一個物體的內能，,傳遞熱量的多少可以量度物體內能改變的多少。物體吸收或放出熱量，它的內能將發生改變，但它的溫度不一定改變。如冰融化時要吸收熱量，內能增加，但溫度卻保持在0℃不變。同樣，物體放出熱量時，溫度也不一定降低 讓教學更有效
四、熱機及燃料的熱值
1.熱機的類型：蒸汽機、內燃機、燃氣輪機、噴氣發動機等。
2.熱機的特點：通過做功把內能轉化為機械能。
3.內燃機：燃料在機器汽缸內燃燒的熱機。
汽油機和柴油機是兩種常見的內燃機。
蒸汽機工作原理:
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四、熱機及燃料的熱值
4.汽油機
(1)汽油機：以汽油為燃料的內燃機。
(2)構造：如圖所示
(3)汽油機工作時，活塞在汽缸內往復運動。工作四個沖程如下
吸氣 壓縮 做功 排氣
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四、熱機及燃料的熱值
名稱 吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程
進氣門 打開 關閉 關閉 關閉
排氣門 關閉 關閉 關閉 打開
活塞運動 向下 向上 向下 向上
沖程的作用 吸入汽油和空氣的混合物 壓縮汽油和空氣的混合物，使其壓強增大、溫度升高。在壓縮沖程末，火花塞產生電火花，點燃燃料混合物 燃料混合物燃燒產生高溫高壓燃氣，高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功 排出廢氣
能的轉化 無能量轉化 機械能轉化成內能 汽油燃燒：化學能轉化成內能；燃氣推動活塞做功：內能轉化成機械能 無能量轉化
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四、熱機及燃料的熱值
(4)工作過程分析：
在一個工作循環中，曲軸和飛輪均轉動兩圈，對外做功1次。
只有做功沖程是燃氣對外做功，將內能轉化為機械能，
其他三個是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。
吸氣 壓縮 做功 排氣
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四、熱機及燃料的熱值
5.熱機效率：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，叫熱機的效率
汽油機的效率一般為20%~30%，柴油機的效率可達45%。
注：2024年，吉利汽車和比亞迪汽車都研發出效率超過46%的汽油發動機。2024年，我國自主研制的全球首款本體熱效率53.09%的柴油機。
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四、熱機及燃料的熱值
拓展：噴氣發動機
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四、熱機及燃料的熱值
6.燃料的熱值
(1)定義：1千克某種燃料完全燃燒時放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。
(2)單位：焦/千克（J/kg），如氫的熱值是1.4x108焦/千克，它表示1千克氫完全燃燒時放出的熱量是1.4x108焦
(3)能量轉化：燃料燃燒釋放熱量的過程
化學能→轉化→內能
(4)熱值是燃料特性，它只與燃料的種類有關
不同燃料的熱值一般不同；與燃料的形狀、
質量、體積、是否完全燃燒均無關。
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四、熱機及燃料的熱值
(5)燃料完全燃燒放出熱量的計算公式：
Q放=mq
m代表燃料質量,單位為千克,q代表燃料熱值，其單位為焦/千克（氣體的熱值常用：焦/立方米），Q代表熱量，其單位為焦
(6)燃料很難完全燃燒，燃料燃燒放出的熱量也不可能完全得到利用。因此，改善燃燒條件，使燃料盡可能完全燃燒，同時應盡可能減少各種熱損失，既可以節約燃料、提高效率，又可以減少污染、保護環境。
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四、熱機及燃料的熱值
注意：
①利用Q放=mq計算燃料燃燒放出的熱量是理論值，因為在實際情況下，燃料不可能完全燃燒的。
②一般情況下，燃料燃燒后產生的熱量不能被完全利用，有一部分熱量會散失掉，而被有效吸收的熱量只占燃料放出的熱量的一部分，我們將被有效吸收的熱量與燃料放出的總熱量的比值稱為燃料的利用率，用η表示
η= X100%。
Q吸
Q放
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五、電學基礎回顧
I I=I1=I2 I=I1+I2
U U=U1+U2 U=U1=U2
R R=R1+R2
分壓分流 關系
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五、電學基礎回顧
2.動態電路分析及應用
(1)分析電路結構——確定并聯或串聯關系
①去掉電流表和電壓表，電流表變為導線，電壓表直接去掉。
②再根據歐姆定律及串并聯電路電流電壓關系確定等式。
(2)明確電路中的同時性原則
電路因為開關斷開閉合、滑動變阻器變動等引起電流電壓變化時，所列關系時必須是同時刻的數據。
(3) 可變電阻與定值電阻的區分
確定可變電阻的變化規律（溫度，壓力，氣體濃度，光強弱等）
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