一、热学
(一)温度、热量、内能
1.温度t
(1)定义:表示物体的冷热程度;温度低—冷,温度高—热。
(2)单位:摄氏度℃,
(3)测量工具:温度计。
液体温度计的原理:液体的热胀冷缩。
2. 热量Q
(1) 定义:在热传递过程中,传递能量的多少。
热量是过程量,所以只能说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“具有”或“含有”热量。
(2) 单位:焦耳J
(3)计算公式:Q=cm▲t
3. 内能
(1)定义:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和。
一切物体在任何温度下都有内能。
(2) 影响因素:质量、温度、状态
质量影响分子个数、温度影响分子热运动的动能、状态影响分子势能。
(3)改变方式:热传递和做功。
热传递:如菜被炒熟了。
发生的条件:存在温度差;方向:从高温到低温。是内能到内能,属于能量的转移;
做功:如摩擦生热,是机械能到内能,属于能量的转化;外界对物体做功,物体内能增大;物体对外界做功,物体内能减少。
(二)物态变化
1.六种物态变化
(1)熔化和凝固
熔化:固态→液态;吸热,如冰化成水;
凝固:液态→固态;放热,如水结成冰;
(2)汽化和液化
汽化:液态→气态,吸热,如撒在地上的水消失了。
液化:气态→液态,放热,如露和雾的形成。
(3)升华和凝华
升华:固态→气态,吸热,如干冰升华、樟脑丸变小。
凝华:气态→固态,放热,如霜、雾凇的形成。
2.物态变化的其他知识
(1)晶体与非晶体
晶体有固定的熔点和凝固点。达到熔点后,持续吸热温度不变,直到完全熔化。有固液共存态。
非晶体没有固定的熔点和凝固点。吸热,温度持续升高,没有固液共存态。
(2)蒸发和沸腾是汽化的两种方式,不是物态变化。沸腾的条件:达到沸点且持续吸热。沸腾的特点:吸热,温度不变。
(3)“白气”是空气中的水蒸气液化成的小水珠。
(三)比热容c
1.定义:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量.
2.公式:c=Q/(m▲t)
3.物理意义:表示物质吸热(或放热)能力;比热容越大,吸热能力越强.
如沿海地区昼夜温差小,因水的比热容大。
4.比热容只与物质的种类和状态有关。与质量、温度变化量、吸收或者放出的热量多少无关。
5.水的比热容大及应用:用水做汽车发动机的冷却剂。生物体内的水可以维持生物体温。
(四)热机
1.原理:利用内能做功。(内能→机械能)。
2.四冲程汽油机:吸气、压缩(机械能→内能)、做功(内能→机械能,对外做功)、排气。
3.热效率:η=Q吸/Q放=cm▲t/mq
4.热机效率:η=W有/Q总=FS/mq或Pt/mq
二、能量
(一)能量的形式及转化
1. 常见形式:机械能、内能、电能、光能、化学能、核能等。
2.常见转化实例:水电站:机械能→电能; 燃料燃烧:化学能→内能;
电动机:电能→机械能;发电机:机械能→电能。
3.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,只会从一种形式转化为其他形式,或从一个物体转移到其他物体,总量保持不变。
注意:虽然能量在转移或转化过程中,总量保持不变,但由于能量的转移和转化具有方向性,所以还是要节约能源。
(二)机械能
1.机械能包括动能和势能;势能包括重力势能和弹性势能。
(1)动能:物体由于运动而具有的能,影响因素:质量、速度;质量越大、速度越大,动能越大。
(2)势能:重力势能:物体由于被举高而具有的能,影响因素:质量、高度;质量越大、高度越高,重力势能越大。
弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能,影响因素:初中只考虑形变程度;形变越大,弹性势能越大。
2. 机械能守恒
(1)只有动能和势能相互转化时,机械能守恒。
(2)有摩擦或其他能量参与时,机械能不守恒。
(三)做功
1.“做功”是能量转化的重要方式,做功的过程实质是能量转化的过程,力对物体做功,物体的能量会发生变化。物体对外做了多少功,就消耗多少能量;外界对物体做了多少功,物体就获得多少能量。是能量守恒的体现。
2.做功的定义:物体在力的作用下,沿力的方向通过了一段距离,就说这个力对物体做了功。
3.做功的两个必要因素:(缺一不可)
(1)作用在物体上的力( F );
(2)物体在力的方向上通过的距离( s )。
4.不做功的三种情况
(1)有力无距离 :如用力推桌子但桌子没动。
(2)有距离无力 :如物体由于惯性在光滑水平面上滑动。
(3)力与距离方向垂直:如 手提水桶水平行走。
5.功的计算公式及单位
(1)公式: W = F s
s 是物体在力的方向上通过的距离且单位为米。
(2)1J表示“1N的力使物体在力的方向上移动1m所做的功”。
5.功的原理:使用任何机械都不省功,即:人们使用机械时,所做的功(总功)至少等于不用机械直接对物体做的功(有用功)。
6.功率
(1)物理意义;功率是表示物体做功快慢的物理量。
(2)公式:基本公式:P = W/t
推导公式:P = W/t=Fs/t=Fv(适用于匀速直线运动)
(四)核能:不可再生的一次能源。
1. 核裂变:链式反应
(1)定义:重原子核在中子轰击下分裂成两个或多个较轻原子核,同时释放出大量能量和中子的过程。
(2)应用:核电站、核动力潜艇、原子弹.
2. 核聚变:热核反应
(1)定义:轻原子核在极高温度和压强下,聚合成一个较重原子核,同时释放出巨大能量的过程。
(2)应用:氢弹、太阳。
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