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文档简介
1、第五章 热和能5.1温度、温标 1 热现象:与温度有关的现象叫做热现象。2 温度:物体的冷热程度。 3 温度计:要准确地判断或测量温度就要使用的专用测量工具。 4 温标:要测量物体的温度,首先需要确立一个标准,这个标准叫做温标。 (1)摄氏温标:单位:摄氏度,符号,摄氏温标规定,在标准大气压下,冰水混合物的温度为0;沸水的温度为100。中间100等分,每一等分表示1。 (a)如摄氏温度用t表示:t=25 (b)摄氏度的符号为,如34 (c)读法:37,读作37摄氏度;4.7读作:负4.7摄氏度或零下4.7摄氏度。 (2)热力学温标:在国际单位之中,采用热力学温标(又称开氏温标)。单位:开尔文,
2、符号:K。在标准大气压下,冰水混合物的温度为273K。热力学温度T与摄氏温度t的换算关系:T=(t+273)K。0K是自然界的低温极限,只能无限接近永远达不到。 (3)华氏温标:在标准大气压下,冰的熔点为32,水的沸点为212,中间 180等分,每一等分表示1。华氏温度F与摄氏温度t的换算关系:F=5 9 t+32 5 温度计 (1)常用温度及:构造:温度计由内径细而均匀的玻璃外壳、玻璃泡、液面、刻度等几部分组成。原理:液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的。常用温度计内的液体有水银、酒精、煤油等。6 正确使用温度计 (1)先观察它的测量范围、最小刻度、零刻度的位置。 实验温度计的范围为-2
3、0-110,最小刻度为1。 体温温度计的范围为35-42,最小刻度为0.1。 (2)估计待测物的温度,选用合适的温度计。 (3)温度及的玻璃泡要与待测物充分接触(但不能接触容器底与容器侧面) (4)待液面稳定后,才能读书。(读数时温度及不能离开待测物)。 (5)读数时视线与液面相平。7 体温计 (1)、构造特点: (a)玻璃泡上方有一个做得非常细小的弯管(缩口),它可以使水银柱上升通过弯管,但不能自动退回玻璃泡,因此,可以明确地显示人体温度,所以体温计可以离开人体读数。 (b)体温计玻璃泡容积与细管的容积之比远比普通温度计大得多。所以体温计的精准度高。 (2)、刻度范围:35-42。 (3)、
4、最小刻度:0.1。8 分子动理论 分子的直径1A=10-10 -m(A:埃)。1、 一切物体都是由大量分子组成的。 2、分子在不停地做无规则运动。例:扩散:物体分子从浓度较大的地方向浓度较小的地方迁移的现象。(扩散可发生在固体、液体、气体中)。温度越高,分子的运动越激烈。 3、分子之间存在着引力和斥力。5.2 热量 比热容 1、 热传递:热总是从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分。 2、 热传递的条件:不同物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。3、 热传递的方式:热传导、对流、热辐射。4、 热传递的结果:直到温度相同为止。 5、 方式一:热传导:热从物体温度较
5、高部分,沿着物体传到温度较低部分的传递方式。 (1)、传导的特点:在传导中,物体本身并不移动。 (2)、不同物质导热本领不同。 (3)、热的良导体:善于传热的物体。例如:金属(依次为银、铜、铝、铁) (4)、热的不良导体:不善于传热的物体。例如:石棉、瓷、木头、竹子、水、空气 方式二:对流:靠液体或气体的流动来传递热的方式。 (1)、对流的特点:只能在气体或液体中进行,靠空气或液体的流动来传热。 (2)、对流产生的条件:热的液体或气体要有可能上升,冷的液体或气体要有可能下降。 方式三:热辐射:高温物体直接向外发射热的现象。 辐射的特点:不需要任何媒介物,可以在真空中进行。2、 热量(Q) 1、
6、 热量:在热传递过程中物体吸收或放出能量的多少。 2、 热量的单位:焦耳(J)。例如:一根火柴完全燃烧放热大约1400J;一千克水每升高(或降低)1吸收或放出的热量是4.2103焦耳。 3、 比热容(c)单位质量的某种物质,温度每升高(或降低)1,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。 4、 比热容的计算公式:C=Q/mt(Q表示吸收或放出热量,C表示比热容,m表示物体的质量,t表示物体升高或降低的温度) 5、 比热容的单位J/(kg),读作:焦耳每千克摄氏度。例如C水=4.2103J/(kg)。物理意义:一千克水温度一摄氏度吸收的热量为4.2103J6、 比热容是物质的特性之一,不同物体
7、的比热容不同,通过测定比热容,可以用来鉴别物质。比热容只跟物质有关,不随温度、质量吸收热量的改变而改变。7、 常见物质中,水的比热容较大。 8、 热量的计算公式:物体吸收(放出)的热量跟物质的比热容、物体的质量、升高(或降低)的温度有关:Q=Cmt(t=t高温t低温)5.3 内能 1、 热运动:把构成物体的大量分子的无规则运动叫热运动。2、 温度越高,分子的无规则运动速度越快。3、 分子动能:分子因热运动而具有的动能。 4、 分子势能:分子之间存在着引力与斥力,当物体被拉伸或压缩时都要用力。 由于分子之间的相互作用而具有的势能。 5、 内能:构成物体的所有分子的动能和势能的总和叫内能。6、 内
8、能的单位(J) 7、 内能跟物体的温度有关,温度升高,内能就增大;温度降低,内能就减小。内能跟物体的体积、状态有关。8、 如何改变物体的内能 (1)做功:对物体做功,物体内能增加;物体对外做功,物体内能减小。 (2)热传递:吸热升温,物体内能增加;放热降温,物体内能减小。 内能改变的外部表现: 物体温度升高(降低)物体内能增大(减小)。 物体存在状态改变(熔化、汽化、升华)内能增大。 总结:做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。它们的差异是:做功是内能与其他形式能量之间的相互转化。而热传递是物体间能量的转移。 9、 内能与机械能不同:机械能是宏观的,它的大小与机械运动有关。内能是微观的,它的
9、 大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。 10、 热传递中的“热”是指:热量;热现象中的“热”是指:温度;摩擦生热中的“热” 是指:内能(热能)。5.4 物态变化 1、 物质的三种状态:固态、液态、气态。 2、 固体中的粒子靠得很近,有规则地紧挨在一起,所以固态有一定的体积和形状。 3、 液体中的粒子靠得较近,在一定限度内,粒子能成群地运动,所以液体没有确定的形状,但占有一定的体积。 4、 气体中的粒子靠得很远,各个粒子能自由地运动,所以气体没有确定的形状和体积。 5、 物态变化:物质由一种状态变成另一种状态的现象。6、 熔化:物质由固态变成液态的现象,物质熔化要吸热。7、 凝固:物质由液
10、态变成固态的现象,物质凝固要放热。8、 晶体:在熔化过程中温度保持不变的固体。9、 熔点:晶体熔化时,保持不变的温度。10、 凝固点:晶体凝固时的温度。11、 同一种的晶体:熔点和凝固点相同。 12、 实验表明:物质在熔化过程中要吸收热量,在凝固过程中要放出热量。13、 汽化:物质由液态变成气态的现象。14、 汽化有蒸发和沸腾两种方法。 15、 蒸发是在液体表面发生的汽化现象。它可以在任何温度下发生。蒸发要吸热,有制冷作用。 16、 影响蒸发快慢的因素:液体温度越高,液体的表面积越大,液面上方空气流动越快,蒸发越快。 17、 沸腾是在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。 18、 液体必须达
11、到一定的温度才会沸腾。沸腾时要吸热。但温度保持不变沸点。(高压锅)液体的沸点跟液面上方的大气有关,气压越高,沸点越高。19、 液化:物质从气态变成液态的现象。气体液化要放热。20、 液化的方式:降低温度:压缩体积(增大压强)。 21、 升华:物质直接从固态变成气态的现象。物质升华要吸热。22、 凝华:物质直接从气态变成固态的现象,气体凝华要放热。23、 自然界水的三态,水汽是指小水珠(液态)。5.5 热机 1、 热机:燃料燃烧时,将储存的化学能转化为蒸汽或燃气的内能,各种将蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发动机统称为热机。 2、内燃机:与蒸汽机不同的是内燃机的燃料在内燃机的气缸内直接燃烧,产生高
12、温高压燃气推动活塞做功。3、 四冲程:汽油机工作时,活塞在气缸内做一次单向运动称为一个冲程。它的一次工作全过程包括四个冲程: (1)、吸气冲程:活塞向下运动,进气阀门开启,空气和汽油的混合气体进入气缸。 (2)、压缩冲程:两个阀门都关闭。活塞向上运动,将混合气体压缩至原来体积的8 1 左右。 (3)、做功冲程:气缸顶端的电火花塞通电点火,混合气体爆发性燃烧,高温高压气体向下推动活塞做功。在此过程中,燃气的内能部分转化为机械能 (4)、排气冲程:活塞向上运动,排气阀开启,废气被排出气缸。 以上四个冲程除了做功冲程外,其余三个冲程中,活塞均靠旋转飞轮(惯性)带动曲轴连杆而运动。 四个冲程组合起来叫做一个工作循环。在此过程中,活塞往返两次,曲轴连杆转动两圈。4、 汽油机和柴油机的比较:柴油机与汽油机的不同:吸气冲程只有空气通过进气阀进入气缸。压缩冲程中活塞将空气压缩至原来体积的1/16左右,使空气压强增加,从而使温度升高至柴油燃点。此时,喷油嘴喷出雾状柴油,达到燃点的柴油立即燃烧,使气缸内的气体压强大大增加,从而有力地推动活塞对外做功。同时它们还存在点火方式的不同点
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