摩擦可分為________、和________三種.用鋼筆寫字時,手與筆之間的摩擦是________摩擦,筆尖與紙間的摩擦是________摩擦.用圓珠筆寫字時,筆珠與紙之間的摩擦是________摩擦.
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人教版第十六章 熱和能 復習提綱
一、分子熱運動
1.物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型,其直徑以10-10m來度量。
2.一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。
①擴散:不同物質(zhì)在相互接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象。
、跀U散現(xiàn)象說明:A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī)則的運動。
③課本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是:防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結(jié)果。實驗現(xiàn)象:兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻,結(jié)論:氣體分子在不停地運動。
、芄獭⒁、氣都可擴散,擴散速度與溫度有關(guān)。
⑤分子運動與物體運動要區(qū)分開:擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結(jié)果,而飛揚的灰塵,液、氣體對流是物體運動的結(jié)果。
3.分子間有相互作用的引力和斥力。
、佼敺肿娱g的距離d=分子間平衡距離r,引力=斥力。
、冢洌迹驎r,引力<斥力,斥力起主要作用,固體和液體很難被壓縮是因為:分子之間的斥力起主要作用。
、郏洌荆驎r,引力>斥力,引力起主要作用。固體很難被拉斷,鋼筆寫字,膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。
④當d>10r時,分子之間作用力十分微弱,可忽略不計。
破鏡不能重圓的原因是:鏡塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。
二、內(nèi)能
1.內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
2.物體在任何情況下都有內(nèi)能:既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用,那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水,還是寒冷的冰塊。
3.影響物體內(nèi)能大小的因素:①溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大;②質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大;③材料:在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內(nèi)能可能不同;④存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內(nèi)能也可能不同。
4.內(nèi)能與機械能不同:
機械能是宏觀的,是物體作為一個整體運動所具有的能量,它的大小與機械運動有關(guān)。
內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動,而不是物體的整體運動。
5.熱運動:物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。
溫度越高擴散越快。溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度越大。
三、內(nèi)能的改變
1.內(nèi)能改變的外部表現(xiàn):
物體溫度升高(降低)──物體內(nèi)能增大(減小)。
物體存在狀態(tài)改變(熔化、汽化、升華)──內(nèi)能改變。
反過來,不能說內(nèi)能改變必然導致溫度變化。(因為內(nèi)能的變化有多種因素決定)
2.改變內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。
A、做功改變物體的內(nèi)能:
、僮龉梢愿淖儍(nèi)能:對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。
②做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。
、廴绻麅H通過做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。(W=△E)
、芙忉屖吕簣D15.2-5甲看到棉花燃燒起來了,這是因為活塞壓縮空氣做功,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火:使木頭相互摩擦,人對木頭做功,使它的內(nèi)能增加,溫度升高,達到木頭的燃點而燃燒。圖15.2-5乙看到當塞子跳起來時,容器中出現(xiàn)了霧,這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功,內(nèi)能減小,溫度降低,使水蒸氣液化凝成小水滴。
B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。
、贌醾鬟f是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。
、跓醾鬟f的條件是有溫度差,傳遞方式是:傳導、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能(熱量),而不是溫度。
③熱傳遞過程中,物體吸熱,溫度升高,內(nèi)能增加;放熱溫度降低,內(nèi)能減少。
、軣醾鬟f過程中,傳遞的能量的多少叫熱量,熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別:由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同,前者能的形式發(fā)生了變化,后者能的形式不變。
D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別:
四、熱量
1.比熱容:⑴定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。
、莆锢硪饬x:表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。
、潜葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。
、人谋葻崛轂4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)的熱量為4.2×103J。
⑸水常調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱,是因為水的比熱容大。
2.計算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)。
3.熱平衡方程:不計熱損失Q吸=Q放。
五、內(nèi)能的利用、熱機
。ㄒ唬﹥(nèi)能的獲得──燃料的燃燒
燃料燃燒:化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
。ǘ嶂
1.定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。
2.單位:J/kg。
3.關(guān)于熱值的理解:
①對于熱值的概念,要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料:說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。
②熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。
3.公式:Q=mq(q為熱值)。
實際中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′聯(lián)合解題。
4.酒精的熱值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。
煤氣的熱值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。
5.火箭常用液態(tài)氫做燃料,是因為:液態(tài)氫的熱值大,體積小便于儲存和運輸。
6.爐子的效率:
、俣x:爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。
、诠剑害=Q有效/Q總=cm(t-t0)/qm′。
。ㄈ﹥(nèi)能的利用
1.內(nèi)能的利用方式:
、爬脙(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。
、评脙(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
2.熱機:定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。
能的轉(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
蒸氣機──內(nèi)燃機──噴氣式發(fā)動機。
3.內(nèi)燃機:將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。
4.內(nèi)燃機大概的工作過程:內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程,是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
5.熱機的效率:熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。
公式:η=W有用/Q總=W有用/qm。
提高熱機效率的途徑:使燃料充分燃燒;盡量減小各種熱量損失;機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。
6.汽油機和柴油機的比較:
|
| 汽油機 | 柴油機 |
不 同 點 | 構(gòu)造: | 頂部有一個火花塞 | 頂部有一個噴油嘴 |
吸氣沖程 | 吸入汽油與空氣的混合氣體 | 吸入空氣 | |
點燃方式 | 點燃式 | 壓燃式 | |
效率 | 低 | 高 | |
應(yīng)用 | 小型汽車、摩托車 | 載重汽車、大型拖拉機 | |
相同點 | 沖程:活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端。 一個工作循環(huán)活塞往復運動2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周,經(jīng)歷四個沖程,做功1次。 |
六、能量守恒定律
1.自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學習,但在日常生活中我們也有所了解,如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能,跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能,跟原子核的變化有關(guān)的核能,跟化學反應(yīng)有關(guān)的化學能等。
2.在一定條件下,各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移(列舉學生所熟悉的事例,說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移)。在熱傳遞過程中,高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球,甲球的機械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。
3.在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;在水力發(fā)電中,水的機械能轉(zhuǎn)化為電能;在火力發(fā)電廠,燃料燃燒釋放的化學能,轉(zhuǎn)化成電能;在核電站,核能轉(zhuǎn)化為電能;電流通過電熱器時,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電流通過電動機,電能轉(zhuǎn)化為機械能。
4.能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。
能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。
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人教版第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展 復習提綱
一、能源家族
(一)、能源:凡是能提供能量的物質(zhì)資源。
(二)、分類:
1、按能源的利用方式分為:
一次能源:(直接從自然界中可以獲取的能源)(化石能源:煤、石油、天然氣;核能;內(nèi)能、太陽能、海洋能、生物質(zhì)能)
二次能源:(無法從自然界直接獲取,必須經(jīng)過一次能源的消耗才能得到)電能
2、按是否可再生分:
不可再生能源(化石能源:煤、石油、天然氣;核能)
可再生能源:內(nèi)能、太陽能、海洋能、生物質(zhì)能
3、按開發(fā)早晚的情況還可分為:常規(guī)能源(煤、石油、天然氣、)和新能源(太陽能、水能、潮汐能、地熱能、核能)。
4、化石能源:煤、石油、天然氣,是千百年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。
5、生物質(zhì)能:由生命物質(zhì)提供的能量。
二、核能
1、原子和原子核
(1)原子的組成:質(zhì)子、中子、電子組成,質(zhì)子帶正電荷,電帶負電荷,中子不帶電。
(2)原子核的組成:由質(zhì)子和中子組成。
2、核能:由于原子核的變化而釋放的巨大能量叫核能,也叫原子核。
裂變:用中子轟擊重核時,重核會分裂成大小相差不大的部分,同時釋放核能。 原子彈:不可控核裂變。
聚變:較輕的核在超高溫下結(jié)合成新核的過程同時釋放巨大的能量。 氫彈:不可控核聚變。
(2)核能獲得的途徑:
①原子核的核裂變:核電站。②原子核的核聚變:太陽能(太陽表核聚變面)的利用。
3、核電站
(1)利用核能發(fā)電的電站。已建成的核電站都是利用重原子核裂變釋放的能量發(fā)電。
(2)核電站具有的消耗的燃料少、運輸量小、成本低、功率大的特點,但需防止放射性物質(zhì)泄漏,避免放射性污染,確保安全。
三、太陽能
太陽能的優(yōu)缺點:
來源 | 優(yōu)點 | 缺點 |
輕核聚變的核能以電磁波的形式輻射出去 | 十分巨大;供應(yīng)時間長;分布廣闊;無需開采、運輸安全;無污染。 | 存在分散;太陽能的功率變化大,不穩(wěn)定,給正常連續(xù)使用造成困難;轉(zhuǎn)換效率低;轉(zhuǎn)換系統(tǒng)造價過高。 |
人類利用太陽能的四個渠道:
被直接利用;被海洋、大地吸收;被植物、微生物吸收;使大氣、水升騰循環(huán)。
直接利用太陽能兩種方式:
2、太陽能的轉(zhuǎn)化
使空氣變熱形成風能;直接使大地變熱,使水汽化,太陽能變?yōu)閮?nèi)能;被生物吸收成為生物質(zhì)能等。
四、能源革命 五、能源與可持續(xù)發(fā)展
1、能源革命
人類歷史上,能量轉(zhuǎn)化技術(shù)在不斷進步,這就在能源革命。
A、第一次能源革命:標識:鉆木取火; 主要能源:柴薪; 持續(xù)時間:近一萬年。
B、第二次能源革命:標識:蒸汽機的發(fā)明;主要能源:煤、石油、天然氣;持續(xù)時間:二百多年
C、第三次能源革命:標識:核能的使用 主要能源: 持續(xù)時間:到現(xiàn)在
2、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性: 例如:汽車制動時,由于摩擦而使一部分動能變?yōu)榈孛婧涂諝獾膬?nèi)能,這部分內(nèi)能就不能再次開動汽車。
3、節(jié)約能源:由于能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性,目前作為人類主要能源的化石能源正逐漸被消耗,所以節(jié)約能源,已成為緊迫部問題。
出路:提高能源的利用率,開發(fā)新能源,特別是開發(fā)利用核能和太陽能。
4、能源消耗對環(huán)境的影響
(1)環(huán)境污染:燃料燃燒過程中會產(chǎn)生有害氣體,不完全燃燒還會產(chǎn)生粉塵,污染大氣,危害人體健康,影響動植物正常生長。
(2)環(huán)境影響:水土流失,土地沙漠化。
(3)環(huán)境保護的主要措施:改進燃燒設(shè)備,盡量使燃料充分燃燒;加裝消煙裝置,減少煙塵排放量。普及使用煤氣和天然氣,以代替家用煤爐。集中供熱,以減少煙囪數(shù)目,既提高了燃料的利用率又減少了污染。開發(fā)利用污染小的新能源。
5、未來的理想能源
理想能源滿足的四個條件:
第一,必須足夠豐富,可以保證長期使用;第二,必須足夠便宜,可以保證大多數(shù)人用得起;第三,相關(guān)的技術(shù)必須成熟,可以保證大規(guī)模使用;第四,必須足夠安全、清潔,可以保證不會污染環(huán)境。
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
人教版第十六章 熱和能 復習提綱
一、分子熱運動
1.物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型,其直徑以10-10m來度量。
2.一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。
①擴散:不同物質(zhì)在相互接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象。
、跀U散現(xiàn)象說明:A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī)則的運動。
③課本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是:防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結(jié)果。實驗現(xiàn)象:兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻,結(jié)論:氣體分子在不停地運動。
、芄獭⒁、氣都可擴散,擴散速度與溫度有關(guān)。
、莘肿舆\動與物體運動要區(qū)分開:擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結(jié)果,而飛揚的灰塵,液、氣體對流是物體運動的結(jié)果。
3.分子間有相互作用的引力和斥力。
①當分子間的距離d=分子間平衡距離r,引力=斥力。
、冢洌迹驎r,引力<斥力,斥力起主要作用,固體和液體很難被壓縮是因為:分子之間的斥力起主要作用。
、郏洌荆驎r,引力>斥力,引力起主要作用。固體很難被拉斷,鋼筆寫字,膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。
、墚敚洌10r時,分子之間作用力十分微弱,可忽略不計。
破鏡不能重圓的原因是:鏡塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。
二、內(nèi)能
1.內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
2.物體在任何情況下都有內(nèi)能:既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用,那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水,還是寒冷的冰塊。
3.影響物體內(nèi)能大小的因素:①溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大;②質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大;③材料:在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內(nèi)能可能不同;④存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內(nèi)能也可能不同。
4.內(nèi)能與機械能不同:
機械能是宏觀的,是物體作為一個整體運動所具有的能量,它的大小與機械運動有關(guān)。
內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動,而不是物體的整體運動。
5.熱運動:物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。
溫度越高擴散越快。溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度越大。
三、內(nèi)能的改變
1.內(nèi)能改變的外部表現(xiàn):
物體溫度升高(降低)──物體內(nèi)能增大(減小)。
物體存在狀態(tài)改變(熔化、汽化、升華)──內(nèi)能改變。
反過來,不能說內(nèi)能改變必然導致溫度變化。(因為內(nèi)能的變化有多種因素決定)
2.改變內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。
A、做功改變物體的內(nèi)能:
①做功可以改變內(nèi)能:對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。
②做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。
③如果僅通過做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。(W=△E)
④解釋事例:圖15.2-5甲看到棉花燃燒起來了,這是因為活塞壓縮空氣做功,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火:使木頭相互摩擦,人對木頭做功,使它的內(nèi)能增加,溫度升高,達到木頭的燃點而燃燒。圖15.2-5乙看到當塞子跳起來時,容器中出現(xiàn)了霧,這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功,內(nèi)能減小,溫度降低,使水蒸氣液化凝成小水滴。
B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。
①熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。
、跓醾鬟f的條件是有溫度差,傳遞方式是:傳導、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能(熱量),而不是溫度。
③熱傳遞過程中,物體吸熱,溫度升高,內(nèi)能增加;放熱溫度降低,內(nèi)能減少。
、軣醾鬟f過程中,傳遞的能量的多少叫熱量,熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別:由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同,前者能的形式發(fā)生了變化,后者能的形式不變。
D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別:
四、熱量
1.比熱容:⑴定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。
⑵物理意義:表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。
、潜葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。
、人谋葻崛轂4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)的熱量為4.2×103J。
⑸水常調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱,是因為水的比熱容大。
2.計算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)。
3.熱平衡方程:不計熱損失Q吸=Q放。
五、內(nèi)能的利用、熱機
(一)內(nèi)能的獲得──燃料的燃燒
燃料燃燒:化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
。ǘ嶂
1.定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。
2.單位:J/kg。
3.關(guān)于熱值的理解:
①對于熱值的概念,要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料:說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。
、跓嶂捣从车氖悄撤N物質(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。
3.公式:Q=mq(q為熱值)。
實際中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′聯(lián)合解題。
4.酒精的熱值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。
煤氣的熱值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。
5.火箭常用液態(tài)氫做燃料,是因為:液態(tài)氫的熱值大,體積小便于儲存和運輸。
6.爐子的效率:
、俣x:爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。
、诠剑害=Q有效/Q總=cm(t-t0)/qm′。
(三)內(nèi)能的利用
1.內(nèi)能的利用方式:
、爬脙(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。
⑵利用內(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
2.熱機:定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。
能的轉(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
蒸氣機──內(nèi)燃機──噴氣式發(fā)動機。
3.內(nèi)燃機:將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。
4.內(nèi)燃機大概的工作過程:內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程,是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
5.熱機的效率:熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。
公式:η=W有用/Q總=W有用/qm。
提高熱機效率的途徑:使燃料充分燃燒;盡量減小各種熱量損失;機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。
6.汽油機和柴油機的比較:
|
| 汽油機 | 柴油機 |
不 同 點 | 構(gòu)造: | 頂部有一個火花塞 | 頂部有一個噴油嘴 |
吸氣沖程 | 吸入汽油與空氣的混合氣體 | 吸入空氣 | |
點燃方式 | 點燃式 | 壓燃式 | |
效率 | 低 | 高 | |
應(yīng)用 | 小型汽車、摩托車 | 載重汽車、大型拖拉機 | |
相同點 | 沖程:活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端。 一個工作循環(huán)活塞往復運動2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周,經(jīng)歷四個沖程,做功1次。 |
六、能量守恒定律
1.自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學習,但在日常生活中我們也有所了解,如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能,跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能,跟原子核的變化有關(guān)的核能,跟化學反應(yīng)有關(guān)的化學能等。
2.在一定條件下,各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移(列舉學生所熟悉的事例,說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移)。在熱傳遞過程中,高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球,甲球的機械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。
3.在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;在水力發(fā)電中,水的機械能轉(zhuǎn)化為電能;在火力發(fā)電廠,燃料燃燒釋放的化學能,轉(zhuǎn)化成電能;在核電站,核能轉(zhuǎn)化為電能;電流通過電熱器時,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電流通過電動機,電能轉(zhuǎn)化為機械能。
4.能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。
能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
人教版第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展 復習提綱
一、能源家族
(一)、能源:凡是能提供能量的物質(zhì)資源。
(二)、分類:
1、按能源的利用方式分為:
一次能源:(直接從自然界中可以獲取的能源)(化石能源:煤、石油、天然氣;核能;內(nèi)能、太陽能、海洋能、生物質(zhì)能)
二次能源:(無法從自然界直接獲取,必須經(jīng)過一次能源的消耗才能得到)電能
2、按是否可再生分:
不可再生能源(化石能源:煤、石油、天然氣;核能)
可再生能源:內(nèi)能、太陽能、海洋能、生物質(zhì)能
3、按開發(fā)早晚的情況還可分為:常規(guī)能源(煤、石油、天然氣、)和新能源(太陽能、水能、潮汐能、地熱能、核能)。
4、化石能源:煤、石油、天然氣,是千百年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。
5、生物質(zhì)能:由生命物質(zhì)提供的能量。
二、核能
1、原子和原子核
(1)原子的組成:質(zhì)子、中子、電子組成,質(zhì)子帶正電荷,電帶負電荷,中子不帶電。
(2)原子核的組成:由質(zhì)子和中子組成。
2、核能:由于原子核的變化而釋放的巨大能量叫核能,也叫原子核。
裂變:用中子轟擊重核時,重核會分裂成大小相差不大的部分,同時釋放核能。 原子彈:不可控核裂變。
聚變:較輕的核在超高溫下結(jié)合成新核的過程同時釋放巨大的能量。 氫彈:不可控核聚變。
(2)核能獲得的途徑:
①原子核的核裂變:核電站。②原子核的核聚變:太陽能(太陽表核聚變面)的利用。
3、核電站
(1)利用核能發(fā)電的電站。已建成的核電站都是利用重原子核裂變釋放的能量發(fā)電。
(2)核電站具有的消耗的燃料少、運輸量小、成本低、功率大的特點,但需防止放射性物質(zhì)泄漏,避免放射性污染,確保安全。
三、太陽能
太陽能的優(yōu)缺點:
來源 | 優(yōu)點 | 缺點 |
輕核聚變的核能以電磁波的形式輻射出去 | 十分巨大;供應(yīng)時間長;分布廣闊;無需開采、運輸安全;無污染。 | 存在分散;太陽能的功率變化大,不穩(wěn)定,給正常連續(xù)使用造成困難;轉(zhuǎn)換效率低;轉(zhuǎn)換系統(tǒng)造價過高。 |
人類利用太陽能的四個渠道:
被直接利用;被海洋、大地吸收;被植物、微生物吸收;使大氣、水升騰循環(huán)。
直接利用太陽能兩種方式:
2、太陽能的轉(zhuǎn)化
使空氣變熱形成風能;直接使大地變熱,使水汽化,太陽能變?yōu)閮?nèi)能;被生物吸收成為生物質(zhì)能等。
四、能源革命 五、能源與可持續(xù)發(fā)展
1、能源革命
人類歷史上,能量轉(zhuǎn)化技術(shù)在不斷進步,這就在能源革命。
A、第一次能源革命:標識:鉆木取火; 主要能源:柴薪; 持續(xù)時間:近一萬年。
B、第二次能源革命:標識:蒸汽機的發(fā)明;主要能源:煤、石油、天然氣;持續(xù)時間:二百多年
C、第三次能源革命:標識:核能的使用 主要能源: 持續(xù)時間:到現(xiàn)在
2、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性: 例如:汽車制動時,由于摩擦而使一部分動能變?yōu)榈孛婧涂諝獾膬?nèi)能,這部分內(nèi)能就不能再次開動汽車。
3、節(jié)約能源:由于能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性,目前作為人類主要能源的化石能源正逐漸被消耗,所以節(jié)約能源,已成為緊迫部問題。
出路:提高能源的利用率,開發(fā)新能源,特別是開發(fā)利用核能和太陽能。
4、能源消耗對環(huán)境的影響
(1)環(huán)境污染:燃料燃燒過程中會產(chǎn)生有害氣體,不完全燃燒還會產(chǎn)生粉塵,污染大氣,危害人體健康,影響動植物正常生長。
(2)環(huán)境影響:水土流失,土地沙漠化。
(3)環(huán)境保護的主要措施:改進燃燒設(shè)備,盡量使燃料充分燃燒;加裝消煙裝置,減少煙塵排放量。普及使用煤氣和天然氣,以代替家用煤爐。集中供熱,以減少煙囪數(shù)目,既提高了燃料的利用率又減少了污染。開發(fā)利用污染小的新能源。
5、未來的理想能源
理想能源滿足的四個條件:
第一,必須足夠豐富,可以保證長期使用;第二,必須足夠便宜,可以保證大多數(shù)人用得起;第三,相關(guān)的技術(shù)必須成熟,可以保證大規(guī)模使用;第四,必須足夠安全、清潔,可以保證不會污染環(huán)境。
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