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第十章 机械能、内能及其转化
第十章复习课
1.复述动能和势能的概念以及决定它们大小的因素,会通过实例说出机械能之间的相互转化。
2.复述物质结构基本图像的内容、内能和热量的概念,说出改变物体内能的两种方法、比热容的意义。
3.复述内能的利用,对比汽油机和柴油机的工作过程;复述燃料的利用和环境保护的关系。
4.会用公式进行物质吸收、放出的热量以及锅炉效率的计算。
自己先对本章的内容进行回忆,重点复习分子的运动、内能的概念及改变内能的方法,热值的概念,比热容及热量的计算,然后填写“预习导学”,时间大约15分钟。注意:复习要全面,重点知识要重点复习,特别是内能改变的方法,比热容及热量的计算。
复习可以由学生先看书,再完成“预习导学”部分的填空,也可以先做“预习导学”部分,不会的再看书,教师不要讲得太多。
机械能
1.动能:物体由于 运动 而具有的能叫动能。运动物体的 速度 越大, 质量 越大,动能就越大。
2.势能分为 重力势能 和 弹性势能 。重力势能:受到重力的物体 被举高 而具有的能。物体的 质量 越大,被举得越 高 ,重力势能就越大。弹性势能:具有弹性的物体由于发生 形变 而具有的能。物体的 形变程度 越大,它的弹性势能就越大。
运动
速度
质量
重力势能
弹性势能
被举高
质量
高
形变
形变程度
3.机械能: 动能 和 势能 的统称。能量的单位是 焦耳 。
4.机械能的转化和守恒:在只有动能和势能的相互转化过程中,机械能的总量 保持不变 。
动能
势能
焦
耳
保持不变
内能
5.物质结构的基本图像的内容。
(1)①物质是由 分子 组成的。
②一切物体的分子都在不停地 做无规则运动 。
③分子间存在着 引力 和 斥力 。
(2)扩散现象表明了分子永不停息地 做无规则运动 ,还表明分子间存在 间隙 。
分子
做无规则运动
引力
斥力
做无规则运动
间隙
6.内能:物体内部所有分子做无规则运动的 动能 和 势能 的总和叫内能。
7.物体的内能与 温度 有关,物体的 温度 越高,分子 运动 越剧烈,内能就 越大 ;除此以外,物体的内能还与物体的 质量 有关。
8.改变物体内能的两种方法: 做功 和 热传递 。这两种方法对改变物体的内能是 等效 的。
动能
势
能
温度
温度
运动
越大
质量
做功
热传递
等效
比热容与热量计算
9.水的比热容是c= 4.2×103 J/(kg·℃),它表示的物理意义是 每千克的水温度升高(或降低)1 ℃ 时,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J 。
4. 2×103
每千克的水温度升高(或降低)1 ℃ 时,吸收(或放出)
的热量是4. 2×103 J
10.热量的计算:
Q吸= cm(t-t0) =cmΔt,Q吸是 吸收的热量 ,单位是 J ;c是物质的 比热容 ,单位是 J/(kg·℃) ;m是 质量 ;t0 是 初温 ;t是 末温 。
Q放= cm(t0-t) ,其中t0-t=Δt指物质 降低 的温度。
cm(t-t0)
吸收的热量
J
比热容
J/(kg·℃)
质
量
初温
末温
cm(t0-t)
降低
热机
11.热机是利用燃料燃烧产生的高温高压气体的 内 能转化为 机械 能的机器。汽油机的一个工作循环由 吸气 、 压缩 、 做功 、 排气 四个冲程组成。在压缩冲程中 机械 能转化为 内 能。在做功冲程中 内 能转化为 机械 能。火箭使用的是 喷气发动机 ,火箭工作时,燃烧产生的气体以很大的速度从喷口喷出,同时对火箭产生强大的 反冲推力 使火箭前进。
内
机械
吸气
压缩
做功
排气
机械
内
内
机
械
喷气发动机
反冲推力
燃烧的利用和环境保护
12.燃料燃烧放出热量计算公式为Q= mq (q是 热值 ,单位是 J/kg ,m是燃料的 质量 ,单位是 kg )。
13.提高锅炉效率的方法有①在工厂更新 锅炉 ;②将煤转化为 煤气 ,再进行燃烧;③对于取暖锅炉、机车、汽车等可以通过技术改造它们的 燃料品种 和 燃烧方式 。
mq
热值
J/kg
质量
kg
锅炉
煤气
燃料品种
燃烧方式
探究物质的吸热能力
1.分组实验:小明和小芳探究泡沫塑料与棉絮两种材料的吸热性能强弱。
实验仪器:泡沫塑料、棉絮、两只相同的密闭的烧瓶、温度计和停表。
实验步骤:用两只相同的密闭的烧瓶各盛80 ℃的热水2 kg。瓶内各插入一只温度计,瓶外分别用大小、厚度都相同的泡沫塑料和棉絮包好,放在同一地点使其自然冷却,然后每隔相同时间观察并记录水温于下表中。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
包泡沫塑料的瓶内水温T1 /℃ 80
包棉絮的瓶内水温T2 /℃ 80
(1)实验用什么方法比较泡沫塑料和棉絮吸热性能的强弱?
答: 看温度计示数的变化,温度计示数降低慢的吸热性能差,反之强。
(2)烧瓶里的热水温度变化的快慢有什么规律?
答: 开始温度降低快,后来温度降低慢。
(3)烧瓶里的热水和泡沫塑料的内能是怎样改变的?
答: 在整个过程中,热水的内能减少,温度降低,泡沫塑料的温度升高,内能增加。
答: 开始温度降低快,后来温度降低慢。
答: 在整个过程中,热水的内能减少,温度降低,泡沫塑料
的温度升高,内能增加。
2.在探究水和煤油谁的吸热本领强的实验中,小红取两只相同的烧杯,在烧杯里分别装入质量和初温都相同的水和煤油。她用两个同样的电加热棒给它们加热,得到了如下表格中的实验数据。请对实验有关问题加以分析。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30 32
煤油的温度/℃ 20 24 28 32 36 40 44
(1)实验中小红选用了两个同样的电加热棒对水和煤油加热,其目的是什么?
答: 使水和煤油在相同的时间内吸收相同的热量。
(2)加热相同的时间,水和煤油谁的温度变化大?
答: 煤油。
(3)水和煤油升高相同的温度,谁加热的时间长?
答: 水。
答: 煤油。
答: 水。
(4)通过分析表中的数据,你能够得出什么结论?
答: 水的吸热本领比煤油强。
答: 水的吸热本领比煤油强。
汽油机的每个工作循环, 只有 做功 冲程对外做功, 每个工作循环曲轴转动 2 周, 活塞往复 2 次。一台四冲程汽油机,飞轮的转速为1800 r/min,则此汽油机每秒钟内完成 60 个冲程,做了 15 次功。
做功
2
2
60
15