第十三章内能
第一节分子的热运动
1、分子动理论
（1）分子动理论的内容是：①物质由分子、原子构成的，分子间有间隙；②一切物体的分子都永不停息地做无规则运动；③分子间存在相互作用的引力和斥力。
2、分子很小，通常用10-10m为单位来量度分子。
3、扩散现象
①定义：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象。
②扩散现象表明：一切物质的分子都不停地做无规则运动；分子之间有间隙。
4、注意：能够用肉眼看到的物体或微粒，无论多小，都不是分子，它们在外力的作用下的运动属于机械运动，不属于分子热运动。
如：灰尘在空中飞舞，雪花飞舞，空气流动形成风。
都不是扩散现象。
5、分子热运动与温度的关系：温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显。
6、分子间的作用力：
（1）分子间存在相互作用的引力和斥力
（2）分子间有个平衡距离（r0 ）
①当分子间的距离r = r0时，引力等于斥力，分子间的作用力表现为0
②当分子间的距离r > r0时，引力大于斥力，分子间的作用力表现为引力
③当分子间的距离r < r0时，引力小于斥力，分子间的作用力表现为斥力
④当分子间的距离r> 10r0时,分子间的作用力十分微弱，可以忽略
7、说明分子间存在引力和斥力的现象：
（1）铁棒很难被拉伸、平整的铅块紧压后结合在一起，说明分子间存在引力
（2）固体很难被压缩，说明分子间存在斥力
第二节内能
1．内能：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。
2．物体的内能与温度有关：物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大。
3．改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。
4．物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。
5．热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。
6. 热传递的理解
（1）热传递的条件是：不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差。
（2）热传递的方向：热量由从高温物体转移到低温物体或由同一物体的高温部分转移到低温部分
（3）过程：高温物体放出了热量，内能减小；低温物体获得热量内能增大。
（4）结果：温度相同
（5）热传递的实质是：内能发生了转移，能量的形式没有变化
7、做功和热传递改变内能的区别：做功是其它形式的能（主要是机械能）和内能之间的转化；热传递是内能的转移。
8、理解热量应注意：
（1）热量是内能转移多少的量度，是一个过程量，要用“吸收”、“放出”等词来表述而不能用“具有”、“含有”来表述。
如：可以说吸收热量，放出热量；不能说含有热量、具有热量。
（2）物体放出多少热，内能就减少多少；物体吸收多少热，内能就增加多少。
（3）热量的多少与物体内能多少，物体温度高低没有关系
9、内能的大小与物体的温度、体积、质量、物态、材料等有关。
初中阶段需从几个方面认识。
（1）温度从宏观上反映物体的冷热程度，微观上反映物体中大量分子热运动的剧烈程度。
因此：物体温度升高时，内能增大。
如：一杯水在20℃和50℃时，显然50℃的内能大
（2）相同的物质在同样的温度下的内能比较。
如：1杯20℃的水和一桶20℃的水，显然在温度相同时，分子热运动的剧烈程度相同，但一桶水分子数量更多，具有的内能更大。
（3）物体的状态改变了，伴随吸放热，有可能温度不变，但内能改变。
如：①晶体（冰）熔化时吸热，温度不变，内能增加。
（吸收了热量，内能中的分子势能增大）②晶体（水）凝固时放热，温度不变，内能减小。
（放出了热量）③水沸腾时吸热，温度不变，内能增大。
因此：物体的内能改变了，温度可能是不变的。
10、检验成果，以下说法中只有一个是正确的，请在序号处打勾，其余错误说法，请在序号后写出理论依据或举出反例。
选（4）
（1）温度为0℃的物体没有内能。
（2）温度高的物体内能一定多。
（3）物体内能增加，温度一定升高。
（4）物体温度升高，它的内能一定增加。
（5）物体吸收了热量，温度一定升高
（6）物体温度升高，一定吸收了热量
（7）温度高的物体，含有的热量一定多
（8）在热传递过程中，能量是由内能多的物体向内能少的物体传递。
第三节比热容
1．物体吸收热量的多少与物体质量、上升的温度和种类有关。
如：（1）1kg的水和2kg的水，都升高10℃，2kg的水吸收热量更多。
（2）1kg的水升高10℃和升高20℃，升高20℃吸收热量更多。
（3）1kg的水和1kg的煤油都升高10℃，水吸收热量更多。
2．比热容（c ）：一定质量的某种物质，温度升高时吸收的热量与它的质量和温度升高的乘积之比叫做这种物质的比热容。
单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。
3．比热容是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，比热容与物质的状态有关，水和冰的比热容不同。
4．比热的单位是：焦耳/(千克·℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。
5．水的比热容是：C水=4.2×103J/(kg·℃)，它表示的物理意义是：1千克的水温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103J。
6．热量的计算：Q=cm△t
① Q吸=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克·℃)；m是质量；t0
是初始温度；t 是后来的温度）② Q放 =cm(t0-t)
第十四章内能的利用
第一节热机
1、热机：利用内能做功的机械
2、热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
3、最常见的内燃机是：汽油机和柴油机。
4、燃料燃烧的能量转化：化学能转化为内能
5、汽油机
（1）工作冲程：汽油机工作时，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。
（2）一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
次序 1 2 3 4
冲程名称吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程
工作示意图
气门开闭情况进气门打开，
排气门关闭进气门，排气门
都关闭
进气门，排气门
都关闭
进气门关闭，
排气门打开
活塞运动方向活塞向下运动活塞向上运动活塞向下运动活塞向上运动
冲程作用吸入汽油和空气的混合
物
压缩汽油和空气的
混合物，使其内能增
加。
压缩冲程末端，
火花塞产生电火花，
点燃燃料
燃料产生的高温高
压气体，推动活塞向
下运动，带动曲轴转
动，对外做功
排出废气
能量转化无机械能转化为内能内能转化为机械能无（4）汽油机一个工作循环中，有四个冲程，曲轴、分轮转动两周，对外做功一次。
（5）做功冲程使汽车获得动力，其余几个冲程依靠飞轮的惯性完成
6、柴油机与汽油机的对比
比较柴油机汽油机
燃料柴油汽油
一个工作循环吸气冲程只吸入空气吸入汽油和空气的混合物压缩冲程压缩程度较大压缩程度较小
做功冲程压燃式（柴油运高温空气而燃烧）点燃式（火花塞点火）排气冲程排出废气
主要特点笨重，效率高，适用于载重汽车、火车轻巧、效率低，适用于小汽车
第二节热机的效率
1、燃料的种类
（1）固体：木柴、煤等 （2）液体：汽油、酒精等 （3）气体：煤气、天然气等 2、燃料燃烧时的能量转化：化学能转化为内能。
也就是常说的燃烧释放能量 3、燃料的热值(q)
（1）热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
（2）单位：焦每千克，符号：J/kg
（3）热值反映了燃料完全燃烧时放热本领的大小
（4）木炭热值为3.4×107
J/kg 表示：1kg 的木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107
J
（5）公式：Q 放=mq (m---质量----kg ； q---热值----J/kg ；Q 放----燃料完全燃烧放出热量----J) 4、对热值的理解：
（1）热值是燃料本身的一种性质，只与燃料的种类有关；与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量多少都无关。
（2）对气体燃料而言，还经常用：焦每立方米（J/m 3
）为单位。
对应公式：Q 放=Vq(V---气体的体积—m 3
) （3）热值在数值上等于1kg 燃料完全燃烧放出的热量，若1kg 燃料不完全燃烧，放出的热量在数值上小于热值。
5、热机的效率
（1）内燃机燃料燃烧时能量走向：
①燃料未完全燃烧 ②废气带走很大一部分热量 ③一部分损失在散热 ⑤克服机械摩擦的能量 ⑤对外做有用功
（2）热机的效率
①定义：用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比 ②公式：放
有用Q W =
η×100% 燃料烧水的效率：放
吸Q Q =
η
（3）热机效率总小于1的原因：热机工作过程中，总有能量损失，用来做有用功的能量总小于燃料完全燃烧所放出的热量
（4）柴油机的效率比汽油机高。
第三节 能量守恒定律
2、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。