文档介绍：初升高物理衔接知识第4讲
热学和光学综合
一. 教学目的:
1. 热学的综合归纳
2. 光学的综合归纳
二. 教学内容:
(一)热学中的基本概念和规律
1. 热学的八个概念:
温度;内能;热量;比热容;热值;晶体与非晶体;熔点与凝固点;沸点。
2. 热学的四个现象:
扩散现象;熔化、凝固现象;汽化、液化现象;升华、凝华现象。
3. 热学的两种装置:
温度计;热机
4. 热学的六条规律:
分子动理论的基本事实;热传递规律;物态变化的吸放热规律;使气体液化的规律;影响蒸发快慢的规律;改变物体内能的规律。
5. 热学的三个易混概念:
晶体与非晶体;蒸发与沸腾;液化与凝华。
6. 分子动理论的初步知识:
(1)分子动理论的基本内容(三条,略)
(2)扩散现象
①概念:不同物质在互相接触时,彼此进入对方的现象。
②范围:气体、液体、固体均能发生扩散现象。
③表明:一切物质的分子都在不停地做无规则运动,一切物质的分子之间存在间隙。
(3)分子间相互作用情况
分子间同时存在着相互作用的引力和斥力:
①当分子间距离等于(的数量级约为)时,引力和斥力大小相等,分子间作用力表现为零,这个距离称为平衡距离。
②当分子间距离小于平衡距离时,分子间作用力表现为斥力。
③当分子间距离大于平衡距离时,分子间作用力表现为引力。
④当分子间距离大于10倍分子直径时,分子间作用力可以忽略不计。
7. 内能:
(1)概念:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。物体的温度越高,它的分子运动越剧烈,其内能就越大,自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能。
(2)改变方式:做功和热传递。
①做功:实质是能量的转化过程,是内能和其他形式能的转化过程。
②热传递:实质是能量的转移过程,是内能从一个物体转移到另一个物体的过程。
③热量:热传递过程中传递能量的多少,单位:焦耳。
8. 比热容:
(1)概念:单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。
(2)单位:J/(kg·℃),读作:焦每千克摄氏度。
(3)特性:比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容,它不因物质的形状、质量等改变而改变;同种物质在不同状态下其比热容是不同的,例如水和冰的比热容不同。
9. 热量的计算:
(1)公式:
(2)注意事项:
①公式中各物理量单位的统一性(国际单位)。热量Q的单位是J,比热的单位是,质量的单位是kg,温度变化的单位是℃。
②适用范围:只适用于物体温度改变(升温或降温)时物体吸收或放出热量的计算,对有物态变化的过程不适用,比如求晶体熔化过程中吸收的热量。
10. 能量守恒定律:
(1)反映了自然界各种现象的普遍联系。
(2)是人类认识自然、利用自然的重要工具。
11. 燃料及热值:
(1)燃烧的特点:燃烧是一个化学变化,是化学能转化为内能的过程。
(2)热值的物理意义:热值反映了燃料的燃烧特性,指1kg某种燃料完全燃烧释放出的热量,特别注意三个关键词:1kg、某种燃料、完全燃烧,它的意义有:①针对一定质量的燃料而言,特指1kg,质量不同燃料完全燃烧时放出的热量就不同;②热值与燃料的种类有关,不同的燃料热值不同,与燃料的形状、体积、质量的多少等均无关,只由本身的性质决定;③完全燃烧指烧完、烧尽、如果没有完全燃烧,则放出的热量比同质量的燃料完全燃烧放出的热量少。
(3)燃料完全燃烧时放出热量的计算
用表示燃料的热值,用表示燃料的质量,表示燃料完全燃烧时放出的热量,则有:。
12. 内能的利用
(1)加热物体:是能量转移的过程,内能从一个物体上转移到另一个物体上。
(2)用来做功:是能量转化的过程,内能转化成其他形式能的过程。热机是把内能转化为机械能的机器。
13. 内燃机——热机的一种
(1)分类:汽油机、柴油机(根据气缸内燃料的不同)
(2)工作过程:一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,活塞往复2次,曲轴转动2周,燃气对活塞做功1次,其余的靠飞轮的惯性来完成;压缩冲程中机械能转化为内能,做功冲程中内能转化为机械能。
(3)汽油机和柴油机的区别(见下表)
区别
名称
构造
吸入气体
压缩程度
点火方式
应用
汽油机
火花塞
空气和汽油的混合物
达到汽油的燃点
点燃式
轻型
机械
柴油机
喷油嘴
空气
超过柴油的燃点
压燃式
重型
机械
14. 炉子的效率和热机的效率
(1)炉子的效率
①概念:炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
②计算公式:
③提高途径:使燃料充分完全燃烧、加大受热面积、放出的热量得到充分有效利用。