?物理大師

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第十三章　熱和能

一、分子熱運動

1.分子動理論的內(nèi)容是：

（1）物質(zhì)由分子組成；

（2）一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運動。

（3）分子間存在相互作用的引力和斥力。

2.擴散：不同的物質(zhì)在互相接觸時彼此進入對方現(xiàn)象。

擴散現(xiàn)象說明：

①分子在不停地做無規(guī)則的運動。

②分子之間有間隙。

氣體、液體、固體均能發(fā)生擴散現(xiàn)象。擴散快慢與溫度有關(guān)。溫度越高，擴散越快。

3.分子的熱運動：由于分子的運動跟溫度有關(guān)，所以把分子的無規(guī)則運動叫做分子的熱運動溫度越高，分子的熱運動越劇烈。

二、內(nèi)能

1.內(nèi)能：構(gòu)成物體的所有分子，其熱運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。

單位：焦耳（J）

2.一切物體在任何情況下都有內(nèi)能；無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊都具有內(nèi)能。

3.物體的內(nèi)能大小與溫度的關(guān)系：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。

4.內(nèi)能的改變：

（1）改變內(nèi)能的兩種方法：做功和熱傳遞。

（2）熱量：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。

A、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。

①熱傳遞的方向：熱量從高溫物體向低溫物體傳遞或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞。

②熱傳遞的條件：有溫度差。

熱傳遞傳遞的是內(nèi)能（熱量），而不是溫度。

③熱傳遞過程中，物體吸收熱量，內(nèi)能增加；放出熱量，內(nèi)能減少。

注意：物體內(nèi)能改變，溫度不一定發(fā)生變化。

B、做功改變物體的內(nèi)能：

①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。

②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。

做功與熱傳遞改變物體的內(nèi)能是等效的。

三、比熱容

1.定義：一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比。

2.定義式:

【物理大師】為何火焰山能攔住孫悟空——比熱容

3.單位：J/（kg·℃）

4.物理意義：表示物體吸熱或放熱的能力的強弱。

5.比熱容是物質(zhì)的一種特性，大小與物質(zhì)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)。

6.水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，它表示的物理意義是：1kg的水溫度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的熱量為4.2×103J

7.比熱容表

(1)比熱容是物質(zhì)的一種特性，各種物質(zhì)都有自己的比熱容。

(2)從比熱容表中還可以看出：各物質(zhì)中，水的比熱容最大。這就意味著，在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化要小些。水的這個特征對氣候的影響很大。

在受太陽照射條件相同時，白天沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)溫度升高的慢，夜晚沿海地區(qū)溫度降低也少。所以一天之中，沿海地區(qū)溫度變化小，內(nèi)陸地區(qū)溫度變化大。在一年之中，夏季內(nèi)陸比沿海炎熱，冬季內(nèi)陸比沿海寒冷。

(3)水比熱容較大的特點，在生產(chǎn)、生活中也經(jīng)常利用。

如汽車發(fā)動機、發(fā)電機等機器，在工作時要發(fā)熱，通常要用循環(huán)流動的水來冷卻。冬季也常用熱水取暖。

8.熱量的計算公式：

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第十四章　內(nèi)能的利用

一、熱機

1。熱機：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器叫熱機。

2。內(nèi)燃機：

①沖程：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。

②內(nèi)燃機的工作過程：內(nèi)燃機的每一個工作循環(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)燃機中唯一對外做功的沖程，是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

③汽油機和柴油機的不同處

汽油機：氣缸頂、吸入空氣和汽油混合、點燃式、效率較低

柴油機：氣缸頂、吸入空氣、壓燃式、效率較高

二、熱機的效率

1.燃料的熱值

①定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與的其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。用符號“q”表示。

②定義式：q=Q/m（q為熱值） （ 若燃料是氣體燃料? q=Q/v）

③單位：J/kg，讀作：焦耳每千克 J/m3 讀作：焦耳每立方米

酒精的熱值是3.0×107J/kg，

它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。

煤氣的熱值是3.9×107J/ m3，

它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。

④關(guān)于熱值的理解：

A、對于熱值的概念，要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。

1kg是針對燃料的質(zhì)量而言，如果燃料的質(zhì)量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。

某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。

B、熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。

2.熱機的效率：

(1)熱機的能量流圖：

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真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾龅挠杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵龝r所釋放能量的一部分。

(2)定義：熱機工作時,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的效率。

(3)公式：η=Q有/Q總×100%。

式中，Q有為做有用功的能量；Q總為燃料完全燃燒釋放的能量。

(4)提高熱機效率的主要途徑??

①改善燃燒環(huán)境，使燃料盡可能完全燃燒，提高燃料的燃燒效率。

②盡量減小各種熱散失。

③減小各部件間的摩擦以減小因克服摩擦做功而消耗的能量。

④充分利用廢氣帶走的能量，從而提高燃料的利用率。

【物理大師】怎樣才能使火箭中的熱機最大程度的發(fā)揮作用——熱機效率

三、能量的轉(zhuǎn)化和守恒

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)化為其它形式，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。

“第一類永動機”永遠不可能實現(xiàn)，因為它違背了能量守恒定律。

第十五章 電流和電路

一、兩種電荷?

1.帶了電（荷）：摩擦過的物體有了吸引輕小物體的性質(zhì)，我們就說物體帶了電。

輕小物體指碎紙屑、頭發(fā)、通草球、灰塵、輕質(zhì)球等。

2.摩擦起電

①定義：用摩擦的方法使物體帶電。

②能的轉(zhuǎn)化：機械能-→電能

3.兩種電荷：

正電荷的規(guī)定：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷。

負電荷的規(guī)定：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷。

4.電荷間的相互作用規(guī)律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

5.電荷量??

定義：電荷的多少叫電荷量。? ?

單位：庫侖（C）

6.驗電器

構(gòu)造：金屬球、金屬桿、金屬箔

作用：檢驗物體是否帶電。

原理：利用同種電荷相互排斥

7.原子及其結(jié)構(gòu)

（1）原子是由位于中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子組成；

（2）一個電子所帶電荷量是1.6×10-19?C;

（3）在通常情況下，原子核所帶正電荷與核外電子總共所帶負電荷在數(shù)量上相等，電性相反，整個原子呈中性；

8.摩擦起電的實質(zhì)：電荷的轉(zhuǎn)移

由于不同物體的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同，所以摩擦起電并沒有新的電荷產(chǎn)生，只是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到了另一個物體，失去電子的帶正電，得到電子的帶負電。

9.導體和絕緣體

①導體

定義：容易導電的物體。

常見材料：金屬、石墨、人體、大地、酸、堿、鹽水溶液

導電原因：導體中有大量的可自由移動的電荷

②絕緣體

定義：不容易導電的物體。

常見材料：橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、油等。

不易導電的原因：幾乎沒有自由移動的電荷。

③ “導體和絕緣體之間并沒有絕對的界限，在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化。一定條件下，絕緣體也可變?yōu)閷w。

二、電流和電路

1.電流的形成：電荷的定向移動形成電流

2.電流方向的規(guī)定:把正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向。

3.獲得持續(xù)電流的條件：電路中有電源 、電路為通路

4.電路

(1) 電路是由電源、用電器、開關(guān)、導線組成

定義：能夠提供電流的裝置，或把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

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②用電器? ? ?

定義：用電來工作的設(shè)備。

工作時：將電能—→其他形式的能。

③開關(guān)：控制電路的通斷。

④導線：輸送電能

(2)三種電路：

通路：接通的電路。

斷路：斷開的電路。

短路：定義：電源兩端或用電器兩端直接用導線連接起來。

特征：電源短路，電路中有很大的電流，可能燒壞電源或燒壞導線的絕緣皮，很容易引起火災(zāi)。

5.電路圖：用符號表示電路連接的圖叫做電路圖。

畫電路圖的注意事項:導線橫平豎直,不能用曲線,做到有棱有角,開關(guān)一般斷開,元件的位置安排要適當,分布要均勻,元件不要畫在拐角處,整個電路最好呈長方形。

三、串聯(lián)和并聯(lián)

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四、電流的測量

1.電流：表示電流強弱的物理量，符號I

2.單位：安培，符號A，還有毫安(mA)、微安（μA）1A＝1000mA ????1mA＝1000μA

3.電流的測量：

①測量電流的儀表是：電流表；符號：A

② 選擇量程：實驗室中常用的電流表有兩個量程：

0～0.6安，每小格表示的電流值是0.02安；

0～3安，每小格表示的電流值是0.1安。

（如不知道量程，應(yīng)該選較大的量程，并進行試觸。）

注：試觸法：先把電路的一線頭和電流表的一接線柱固定，再用電路的另一線頭迅速試觸電流表的另一接線柱，若指針擺動很?。ㄗx數(shù)不準），需換小量程，若超出量程（電流表會燒壞），則需換更大的量程。

③電流表的使用

(1)電流表必須和用電器串聯(lián)；（相當于一根導線）

(2)接線柱的接法要正確，使電流從“+”接線柱入，從“-”接線柱出；

(3)被測電流不要超過電流表的最大測量值；

(4)絕對不允許不經(jīng)用電器直接把電流表連到電源兩極上。

④電流表的讀數(shù)

(1)明確所選量程；

(2)明確分度值（每一小格表示的電流值）；

(3)根據(jù)表針向右偏過的格數(shù)讀出電流值；

五、串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律

1.串聯(lián)電路的電流規(guī)律:串聯(lián)電路中各處電流都相等。

公式：I=I1=I2

2.并聯(lián)電路的電流規(guī)律:并聯(lián)電路中總電流等于各支路中電流之和。?

公式：I=I1+I2

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