第十二章 内能与热机 12.1 内能 一 、 内能 1. 定义：物体内部所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。 (1)分子动能：分子由于运动而具有的能，其大小决定于温度高低。 分子势能：分子由于存在相互作用力而具有的能，其大小决定于分子间距。 单位是焦耳(J) 。 (2)一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，无论物体处于什么状态、是什么形状、温度 是高还是低都是如此。因此，一切物体在任何情况下都具有内能。 2. 决定因素：质量、温度、状态。 同一物体的内能的大小与温度有关，温度越高 ，具有的内能就越多。但不同物体的内能不能仅 仅以温度的高低为依据来比较。 甲烧杯中水的内能比乙烧杯中水的内能小。(质量相同，温度越高，内能越大) ( 200g )30℃ 甲 ( 200g )60℃ 乙 二、 改变内能的两种途径 方式 发生条件 判断方法 说明 示例图 热传递 物体之间或物体 各部分之间存在 温度差 能量由高温物体转移到低温 物体或从物体的高温部分转 移到低温部分；高温物体温 度降低，内能减少，低温物 体温度升高，内能增加 做功和热传递对改变物 体的内能是等效的，一 个物体温度升高，有可 能是对物体做了功，也 有可能是发生了热传递 退热贴 坐滑梯屁股发热 做功 物体对外做功或 外界对物体做功 通过关键词“搓手”“压缩” “摩擦”等动词。物体对外做 功，内能减少，或外界对物 体做功，内能增加 6 12.2 热量与热值 ( 一 、 热量 (Q ) ) 1. 定义：物体通过热传递方式所改变的内能称为热量。 2. 单位：焦耳(J) 。 二、 热值 1. 定义：某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量的比叫做燃料的热值，用符号q 表示，单位 是J/kg 。 7 表1常见气体燃料热值表 气体燃料 热值q/(J · m ) 氢气 1.26×10 天然气 3.3×10 ~4.5×10 煤气 1.8×10 表2常见液体燃料热值表 液体燃料 热值q/(J · kg ) 酒精 3.0×10 柴油 4.3×10 石油 4.4×10 汽油 4.6×10 煤油 4.6×10 液化气 4.9×10 液氢 1.4×10 表3常见固体燃料热值表 固体燃料 热值q/(J · kg ) 干木柴 1.2×10 烟煤 2.9×10 焦炭 3.0×10 无烟煤 3.4×10 木炭 3.4×10 2. 热值的计算 (1)燃料完全燃烧放热计算公式：Q放=qm(固、液体)或Q放=qV(气体)。 说明：Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦耳(J);q 表示热值，单位是焦每千克(J/kg) 或 者焦每立方米(J/m );m 表示质量，单位是千克(kg);V 表示体积，单位是立方米(m )。 (2)热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧、燃料的质量和是否燃烧 等均无关。 12.3 物质的比热容 一 、 比较不同物质的吸热情况 ( 温度计 A o 电加热器 ) 加热质量相同的物质A、B 升高的温度相同时，A吸收的热量较多 1. 实验方法：控制变量法和转换法。 (1)控制物质的质量相同、物质升高的温度相同、电加热器的规格相同。 (2)物质吸热的多少由加热时间决定。 2. 实验器材：电加热器(相比酒精灯，热效率高且稳定)、玻璃杯、温度计等。 3. 实验过程：加热质量相等的物质A 和 B, 使它们升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少。 4. 实验结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。 ( 二、 比热容 ) 1. 定义：物质在热传递过程中吸收(或放出)的热量与物质的质量和此过程中物质升高(或降低)的 温度的乘积的比值。符号是C。 (1)定义式： 说明：Q 表示吸收(或放出)的热量，单位是焦耳(J);c 表示比热容，单位是焦每千克摄氏度 [J/(kg·℃)];m 表示质量，单位是千克(kg);△t 表示升高(或降低)的温度，单位是摄氏 度(℃)。 (2)变换式：①Q吸=cm△t=cm(t-t );②Q 放=cm△t=cm(t -t)。 2. 物理意义：反映物质在热传递过程中吸(放)热本领的物理量。物质的比热容越大，在热传递过 程中吸(放)热能 ... ...
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