人教版初中物理知识点总结--物态变化分子运动内能

第四章物态变化

第一节温度计

1.温度：我们把物体的冷热程度叫做温度。

2.测量温度的工具：温度计。

●常见的温度计：实验室用温度计、体温计和寒暑表（见下图）。

常见量程分度值原理所用液体特殊构造使用注意事项

实验室用温度计-21℃～110℃1℃

液体热

胀冷缩水银或煤油使用时不能甩（其他见

下）

寒暑表－30℃～50℃1℃酒精

体温计35℃～42℃0.1℃水银玻璃泡上方

有缩口

①使用之前用力甩

②可离开人体读数

●温度计内液体：酒精、水银或煤油。

●温度计的使用：首先要看清量程，然后看清它的分度值。

如果使用温度计时超过它的量程，后果：①玻璃泡胀破；②测不出温度。

●在使用温度计测量液体的温度时，正确的方法如下：

(1) 温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中，不要碰到容器壁或容器底。

(2) 温度计玻璃泡浸入被测物体后要稍候一会儿，待温度计的示数稳定后再读数。

(3) 读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中，视线要与温度计中液柱的上表面相平。

●读数时视线不与温度计中液柱的上表面相平的后果（见右上图）。

3.摄氏度：“℃”表示摄氏温度。在一个大气压下冰水混合物的温度是0 ℃，沸水的温度是100 ℃。0 ℃和100 ℃之间有100个等份，每个等份代表1摄氏度。

4.体温计：体温计用于测量人体温度。

第二节熔化和凝固

1.物态变化：物质从一种状态变成另一种状态的变化叫做物态变化。

2.物质的三态：固态、液态、气态。

3.熔化和凝固的定义：物质从固态变成液态的过程叫做熔化，从液态变成固态的过程叫做凝固。

4.固体分为两类：晶体和非晶体。

●晶体：晶体在熔化过程中尽管不断吸热，但是温度保持不变，这类固体有确定的熔化温度（熔点）。

晶体熔化时的温度叫做熔点。晶体形成时也有确定的温度，这个温度，这个温度叫做凝固点。

海波、冰、金属、萘、盐等物质是晶体。

●非晶体：非晶体在熔化过程中只要不断吸热，温度就不断地上升，这类固体没有确定的熔化温度。

非晶体没有确定的熔点和凝固点。

松香、玻璃、沥青、蜡等物质是非晶体。

●晶体和非晶体的区别：是否有确定的熔点。

●物质熔化和凝固时的温度变化曲线：

●

对曲线(1)的分析：

AB 段——吸热、温度升高，物质为固态；

BC 段（熔化过程）——吸热、温度不变，物质状态为固液共存。 CD 段——吸热、温度升高，物质为液态。 ●

对曲线(3)的分析：

EF 段——放热、温度降低，物质为液态；

FG 段（凝固过程）——放热、温度不变，物质状态为固液共存。 GH 段——放热、温度降低，物质为固态。 5.

探究实验：固体熔化时温度的变化规律（见右下图）

【实验器材】铁架台、酒精灯、石棉网、盛水的烧杯、试管（装有蜡或海波）、温度计、搅拌器、秒表、（火柴）。

【设计实验】将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右时开始，每隔大约1min 记录一次温度；在海波或蜡完全熔化后再记录4～5次。 6.

【实验表格】

时间/min 0 1 2 3 4 5 … 海波的温度/℃ 蜡的温度/℃

【图象】见上4.“物质熔化的温度变化曲线”，甲图为海波，乙图为石蜡。图象需要标明温度。 【注意事项】 ● 石棉网的作用：均匀热量。 ● 搅拌器的作用：使物质均匀受热。

● 图表的作用：将规律反映在图上，便于总结。

● 图中应用的是水浴加热法，目的是为了使海波（蜡）均匀受热。 7. 晶体熔化的特点：不断吸热，但温度不变。 晶体熔化的条件：①

温度达到熔点； ② 继续吸热。

8. 非晶体熔化的特点：吸热，温度不断升高。 9. 利用和防止熔化吸热、凝固放热的实例：

● 利用熔化吸热：用冰保鲜、冷敷给病人降温；吃雪糕解暑。 ● 防止熔化吸热：雪熔化吸热，多穿衣服，防止感冒。 ● 利用凝固放热：冬天在菜窖中放几桶水。

● 凝固放热的坏处：浇注钢铁时（或马路上刚铺的沥青），凝固放热，产生的高温伤人。

第三节 汽化和液化

1. 汽化和液化的定义：物质从液态变成气态的过程叫做汽化，从气态变成液态的过程叫做液化。 ●

沸腾：沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。 沸腾的特点：不断吸热，温度不变。

沸腾的条件：① 温度达到沸点； ② 继续吸热。

沸点：各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。不同液体的沸点不同。 ●

蒸发：发生在液体表面的缓慢汽化叫蒸发。 蒸发在任何温度下都能发生。

O

温度

时间

O

温度 时间

O

温度 时间

O

温度

时间

甲 晶体

甲 晶体

乙 非晶体

乙 非晶体

物质熔化的温度变化曲线

物质凝固的温度变化曲线

A

B C

D

E F

G

H

蒸发的特点：吸热，温度降低。

加快液体蒸发的方法：① 提高液体温度； ② 增大液体表面积； ③ 加快液体表面上方空气流动速度。 ●

蒸发和沸腾是汽化的两种方式，它们的异同如下表所示。 蒸发

沸腾

不同点 只在液体表面进行 液体内部和表面同时发生 在任何温度下都能发生

必须达到沸点且继续加热

缓慢地汽化 剧烈地汽化 温度降低

温度保持不变

相 同 点 1. 都是汽化现象 2. 都使液体变成气体

3. 都要吸收热量

● 蒸发吸热的应用：擦拭酒精给病人降温；夏天向地面洒水，降低室温。 2. 液化的两种方式：① 气体降到足够低的温度； ② 压缩体积。 ● 液化的现象：雾、露、“白气”（小水珠聚集） 3.

探究实验：水的沸腾

【目的】观察水沸腾时的现象及温度变化。

【实验器材】铁架台、酒精灯、石棉网、盛水的烧杯、温度计、带有小孔的纸板、秒表、（火柴）。 【设计实验】用酒精灯给水加热至沸腾。当水温接近90℃时每隔1min 记录一次温度。 【实验表格】

时间/min 0 1 2 3 4 5 … 温度/℃

【图象】见右上图。其中BC 段为沸腾过程。

【实验现象】（水沸腾前）气泡上升，越来越小。（原因：下部水温高于上部水温）

（水沸腾时）大量气泡上升，变大，到水面破裂，里面的水蒸气散发到空气中。（原因：下部压强大） 【注意事项】 ● 纸板的作用：① 减少热损失； ② 固定温度计； ③ 防止液体飞溅出来。 ● 纸板上小孔的作用：使内外大气压平衡。

● 水的沸点不是100℃，原因：① 气压低于1标准大气压； ② 水中有杂质； ③ 温度计有问题。 ● 长时间水不沸腾，原因： ① 水的初温太低； ② 水的质量太大； ③ 未用酒精灯的外焰加热； ④ 没有盖中央留孔的纸板；

● 移去酒精灯后沸腾不马上停止。

第四节 升华和凝华

1. 升华和凝华的定义：物质从固态直接变成气态叫升华；从气态直接变成固态叫凝华。

2. 升华也需要吸热，凝华也会放热。

3. 升华在任何温度下都能发生。

4. 常见的升华现象：樟脑片变小；用干冰进行人工降雨；冬天晾衣服，冰直接升华；碘升华。

5. 常见的凝华现象：霜、雪、冰花、雾凇；白炽灯变黑（钨丝先升华后凝华）。

6.

物质三态变化的关系：

7.

做简答题时，需要注意以下两点：① 必须联系课本中的知识点（公式、定理或者规律）；② 语言简洁，并且一般人看了答案

后能够看明白（通俗易懂、能够解决问题）。

液

气态

固

液化

汽化 凝固 熔化

凝华

升华

O

时间

温度

A

B C

第十五章 功和机械能

第一节 功

1. 功和功的计算：

● 力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 ● 不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 ● 功的定义：力与力在方向上移动的距离的乘积叫做功。 ● 公式

：W

＝

Fs

W ——功——焦耳（J ）；F ——力——牛顿（N ）；s ——在力的方向上移动的距离——米（m ）

● 应用公式时注

意

： ① 分清哪

个

力对物体做功，计算时F

就是这个力。 ②

公

式

中

S

一

定是

在

力

的

方

向

上

通

过

的

距

离

，强调

对

应

。

③ 功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。 ④ 千瓦时是电功单位，在力学中没有千瓦时这个单位。 2. 功的原理

● 内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。 ● 说

明

： ①

功

的

原

理

对

任何

机

械

都

适

用

。

② 功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 ③ 使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用机械，是因为使用机械或者可以省力，或者可以省距离，或者可以改变力的方向，它们

给

人

类

工

作

带

来

很

多

方

便

。

④ 我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械自重），使用理想机械时，Fs ＝Gh （使用机械所做的功等于直接用手提重物所做的功）。在实际情况下，Fs ＞Gh 。

第二节 机械效率

1. 有用功：人利用机械在达到目的的过程中，所做的对人们有用的功，叫做有用功。有用功相当于不使用机械时，人直接对物体所做的功。

● W 有用＝Gh ＝W 总－W 额＝ηW 总

2. 额外功：在工作时，人们不需要的但不得不做的功，叫做额外功。使用机械时，由于克服摩擦以及机械自重所做的功就是额

外功。

● W 额＝W 总－W 有用

● 在忽略绳重、摩擦的前提下，滑轮组的额外功W 额＝G 动h ● 斜面的额外功W 额＝fl

3. 总功：有用功加额外功是总共做的功。

● W 总＝W 有用＋W 额外＝Fs ＝η

W 有用

● 斜面的总功W 总＝fl ＋Gh ＝Fl

4. 机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。 ●

公式：总

有用W W =

η

● 有用功总小于总功，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。

● 提高机械效率的方法：① 减小机械自重；② 减小机件间的摩擦，保持零件间的润滑。 ● 提高滑轮组机械效率，还有一种方法是在绳能承受的范围内增加物重。 5.

影

响

滑

轮

组

机

械

效

率

大

小

的

因

素

滑轮组的机械效率

（忽略绳重、摩擦）（万能公式）动动

动额有用有用总有用总有用G

G G G G h G Gh Gh W W W W W Fn

G

Fnh Gh Fs Gh W W +

=

+=+=+======

11

ηη

● 滑轮组机械效率的高低与动滑轮重、摩擦力的大小、物重等因素有关。绕线方法不影响滑轮组的机械效率。

● 使用相同的滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高。原因：使用相同的滑轮组提升重物时，额外功不变，而物体变重，有用功变大，有用功占总功的比值变大，机械效率提高。

● 使用滑轮组时，轮与轴之间的摩擦力越小，机械效率越高。

● 当被提升的物体重力相同时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。 6.

影

响

斜

面

机

械

效

率

大

小

的

因

素

斜面的机械效率

fl

Gh Gh

W W W W W Fl

Gh

W W +=

+==

==

额有用有用总有用总有用ηη

● 斜面机械效率的高低与斜面的光滑程度及斜面的倾斜程度有关。 ● 在斜面的倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高。 ● 光滑程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。 7. 测

量滑

轮

组

的机

械

效

率

【

实

验

原

理

】

Fs

Gh

W W =

=

总有用η 【需要测量的物理量】物体的重力G 、物体被提升的高度h 、拉力F 、绳子自由端移动的距离s 【实

验

器

材

】钩

码

、

铁

架

台、

滑

轮

、

细线

；

弹

簧

测

力计

、

刻

度

尺 【

注意

事

项

】

① 弹簧测力计要沿着竖直方向匀速拉动物体。沿竖直方向拉的目的是减小误差。匀速拉动的目的是使示数稳定。 ② 如果物体静止时读数，测量的结果不包括摩擦，会使测量结果偏大。 【实验表格】下表可供参考

物体的重力G /N 物体被提升的高度h /m

有用功W 有/J

拉力

F /N

绳子自由端移动的

距离s /cm

总功W 总/J

机械效率η

8. 测

量斜面

的

机

械

效

率

【

实

验

原理

】Fl

Gh

W W =

=总有用η 【需要测量的物理量】物体的重力G 、斜面的高度h 、拉力

F 、斜面的长度

l

【实验器材】斜面、大小木块（大木块用来垫高）、弹簧测力计、刻度尺 【注意事项】① 注意控制变量。② 要使用弹簧测力计拉着物体沿斜面方向匀速运动。 【实验表格】下表可供参考（按照下表做实验时需要控制斜面粗糙程度一定）

斜面倾斜程度 物体的重力G /N 斜面高度h /m

有用功W 有/J

拉力

F /N

斜面长度l /cm

总功W 总/J

机械效率η

最缓 较陡 最陡

第三节 功率

1. 定义：单位时间内所做的功叫做功率。

2.

物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。某小轿车功率6.6×103

W ，表示：小轿车1s 内做功6.6×103

J 。

3. 公式：

Fv t

W

P ==

P ——功率——瓦特（W ）；W ——功——焦耳（J ）；t ——时间——秒（s ）；F ——力——牛顿（N ）；v ——速度——米每秒（m/s ）

4. 单位：主单位是瓦特（W ），常见单位有千瓦（kW ）和兆瓦（MW ）：1W ＝10-3

kW=10-6

MW

5. 机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。

6. 测

量人爬

楼

梯

时的

功

率 【实验原理】

t

m

t Gh t W P ===

【实

验

器

材

】人

体秤

、

卷

尺、

停

表

【需要测量的物理量】人的质量m 、楼梯的高度h 、爬楼梯所用时间t

第四节 动能和势能

1. 能量：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 ● 能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。

● 一个物体“能够做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”。 2. 动能

● 定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。 ● 探究：动

能的大小

与什么因素有关 【

实

验

器

材】

斜

面

、

木块

、

大

铁

球

和

小

铁

球

【实验设计】① 如图所示，在桌面上架起一个斜面，在斜面末端放上木块，让铁球从斜面上自由滑下。 ② 让大铁球和小铁球先后从斜面的同一高度自由滚下，推动桌面上的木块，分别记下铁球推动木块移动的距离。 ③ 让同一铁球先后从斜面上的不同高度自由滚下，分别记下木块两次被推动的距离。

【实验方法】控制变量法、转换

法

【实验分析】实验②说明：物体动能与质量有关。运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 实验③说明：物体动能与速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大。 【实验结论】物体动能与质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 【注意事项

】① 判

断动能大小的

方法：看木

块被推动的

距离。 ②

控

制速

度

不变

的

方法

：使

钢

球

从

同

一

高

度滚

下

。

③ 改变钢球速度的方法：使钢球从不同高度滚下。（注意控制钢球质量一定）

● 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 ● 对物体动能大小影响较大的是速度。 3. 势能：重力势能和弹性势能统称势能。 ● 重

力

势能

：

物体

由

于被

举高

而

具有

的

能量

，

叫做

重

力势

能

。 物体的重力势能与质量和被举高度有关。质量相同的物体，被举高度越大，它的重力势能越大；被举高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。 重力势能具有相对性。选择的参照物不同，物体的重力势能也不同。一般情况下，我们选择水平地面作参照物。 ● 弹

性势

能

：物

体

由于

弹

性形

变而

具

有的

能

量叫

做

弹性

势

能。

弹性势能与物体弹性形变程度大小有关。

第五节 机械能及其转化

1. 机械能：动能和势能统称为机械能。

2.

机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变（机械能是守恒的）。

人造地球卫星的机械能守恒。人造地球卫星在近地点速度最大，在远地点速度最小。

3.动能和重力势能的转化

●质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；

●质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。

4.动能和弹性势能的转化

●如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；

●如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。

●实例：拉弓射箭、拧钟表的发条、高台跳水、撑杆跳高、篮球比赛等

5.动能与势能转化问题的分析：

①首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素，观察动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。

②注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。

③题中如果有“在光滑斜面上滑动”，则“光滑”表示没有能量损失（机械能守恒）；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失（机械能不守恒）。

6.水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。水电站修筑拦河大坝的目的：提高水位，增大水的重力势能，使水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的势能。

第十六章热和能

分子和原子

1.一切物体都是由物质组成的，物质处于不停地运动和发展中。

2.微观粒子：

●分子：能保持物质原来性质的最小微粒为分子。物质是由分子组成的。分子的大小通常以10-10m做单位来量度。我们只能用电子显微镜来观察分子。

●原子：分子是由原子组成的。有的分子由多个原子组成，有的分子只由一个原子组成。原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，由一定数目的电子在绕核运动。

3.物质三态的微观模型：

●多数物质从液态变为固态时体积变小。但水结冰时体积变大。

●液态变为气态时体积显著增大。

●物质的状态变化时体积发生变化，主要是由于构成该物质的分子在排列方式上发生了变化。

分子排列分子间作用力体积和形状流动性

固态物质十分紧密强大形状固定无

液态物质位置不固定，运动自由比固体的小无确定的形状有

气态物质极度散乱、间距很大极小无确定的形状，易被压缩有

4.纳米科学技术（1nm＝10-9m）：

第一节分子热运动

1.扩散现象

●定义：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。

●扩散现象说明：①分子之间有间隙；②分子在不停地做无规则的运动。

●在课本图16.1-2中，二氧化氮被放在下面的目的：防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。

●固体、液体、气体都可以发生扩散现象，扩散速度与温度有关。

●分子运动与物体运动要区分开：扩散、蒸发等是分子运动的结果，而灰尘飞扬、液体对流、气体对流是物体运动的结果。

2.分子的热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。温度越高，热运动越剧烈。

3.分子间的作用力

●分子间的作用力包括分子间的引力和斥力。

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，叫做物体的内能。

2.任何物体在任何情况下都有内能。

3.内能的单位为焦耳。

4.影响物体内能大小的因素

●温度：在物体的质量、材料、状态相同时，物体的温度越高，物体内能越大。

●质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

●材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。

●存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。

5.内能与机械能不同

●机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关。

●内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。

6.内能改变的外部表现

●物体温度升高，说明物体内能增大；物体温度降低，说明物体内能减小。

●内能改变，温度不一定变化。温度变化，内能一定改变。熔化、凝固、沸腾过程中，物体的内能发生了改变，但是温度不变。

7.改变物体内能的方法：做功和热传递。

8.做功：

●做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。

●做功改变内能的实质：内能和其他形式的能的相互转化。

●如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。

●如课本图16.2-5甲，引火仪内的棉花燃烧起来，因为：活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花着火点，使棉花燃烧。

●如课本图16.2-5乙，瓶塞跳出时容器内出现白雾，因为：瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水滴。

9.热传递：

●定义：热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。热传递传递的是内能（热量），不是温度，温度变化只是热传递的一个表现。

●实质：内能的转移

●热量：在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。

热量是变化量，只能说“吸收热量”或“放出热量”，不能说“具有热量”。“传递温度”的说法也是错的。

●条件：存在温度差。如果没有温度差，就不会发生热传递。

如右图，烧杯中的水不沸腾，因为没有温度差。

●热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；物体放热，温度降低，内能减少。

10.做功与热传递的异同

●相同点：由于它们在改变内能上的效果相同，所以做功和热传递改变物体内能上是等效的。

●不同点：做功时能量的形式发生了变化，热传递时能量的形式不变。

11.温度、热量、内能的区别

●温度表示物体的冷热程度。温度升高，内能一定增加，但不一定吸收热量。

●热量是在热传递过程中的变化量。吸收热量，温度不一定升高，内能也不一定增加。

●内能是一个状态量。内能增加，温度不一定升高，也不一定吸收热量。

●“热”可以指热量、温度和内能，具体含义要根据实际情况而定。

12.内能的利用方式

●利用内能来加热：从能的角度看，这是内能的转移过程。

●利用内能来做功：从能的角度看，这是内能转化为机械能。

1.探究：比较不同物质的吸热能力【实验设计】用天平称质量相等的水和食用油，调节两个酒精灯的火焰使火焰大小相同。用这两个酒精灯分别给水和食用油加热一段时间，用温度计测量水和食用油的温度，比较二者温度上升速度。

【实验表格】下表可供参考。

物质初温t0/℃末温t/℃温度变化△t/℃质量m/g 加热时间/s

水

食用油

【实验结论】质量相等的不同物质，吸收的热量相同，升高的温度不同。【注意事项】①比热容的概念是通过本实验引出来的，所以实验中不可以有“比热容”三个字。

②本实验利用到控制变量法，所以要控制水和食用油的质量相等，控制酒精灯的火焰大小，控制加热时间相同。

2.定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。

3.物理意义：比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。水的比热容c水＝

4.2×103J/(kg·℃)，物理意义为：1kg的水温度升高（降低）1℃，吸收（放出）的热量为4.2×103J。

4.比热容是物质的一种性质，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。

5.水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。

6.海陆风：由于水的比热容比砂石大，导致沿海地区和内陆地区的温差不同。温度不同导致大气压不同，白天和夜晚刮的风也不同。白天陆地温度高，风由海洋吹向陆地；夜晚海洋温度高，风由陆地吹向海洋。

7.比较比热容的方法：

●质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。

●质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢，比热容大。

8.热量的计算公式：

●温度升高时用：Q吸＝cm（t－t0）

●温度降低时用：Q放＝cm（t0－t）

●只给出温度变化量时用：Q＝cm△t

●Q——热量——焦耳（J）；c——比热容——焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）；m——质量——千克（kg）；t——末温——摄氏度（℃）；t0——初温——摄氏度（℃）

●用公式求液体温度时，一定要注意液体的沸点：求出水的温度为105℃，但最终结果应该是100℃。

●审题时注意“升高（降低）到10℃”还是“升高（降低）了10℃”，前者的“10℃”是末温（t），后面的“10℃”是温度的变化量（t0）。

9.热平衡方程：在不计热损失的情况下，Q吸＝Q放。

第四节热机

1.内燃机

●热机的定义：利用内能来做功的机器。

●热机的能量转换：内能转化为机械能。

●热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等

●四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

●内燃机的工作过程（图16.4-3）：在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。

冲程进气门排气门活塞运动方向缸内温度飞轮转速能量转化

吸气 打开 关闭 向下

压缩 关闭 关闭 向上 升高 减慢 机械能转化为内能 做功 关闭 关闭 向下 降低 加快 内能转化为机械能

排气

关闭

打开

向上

● 汽油机和柴油机的比较：

汽油机 柴油机 不 同 点

构造

顶部有一个火花塞

顶部有一个喷油嘴

燃料 汽油

柴油 吸气冲程 吸入汽油与空气的混合气体

吸入空气 点燃方式 点燃式 压燃式 效率 低

高

应用

小型汽车、摩托车

载重汽车、大型拖拉机

相 同 点

冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。

一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。

2. 热值

● 定义：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。

● 单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg ）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m 3

）。 ● 热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积无关。 ●

公

式

：

Q

放

＝

qm 、Q

放

＝qV

① Q ——放出的热量——焦耳（J ）；q ——热值——焦耳每千克（J/kg ）；m ——燃料质量——千克（kg ）。 ② Q ——放出的热量——焦耳（J ）；q ——热值——焦耳每立方米（J/m 3

）；V ——燃料体积——立方米（m 3

）。 ● 酒精的热值是

3.0×107

J/kg ，它表示：1kg

酒精完全燃烧放出的热量是

3.0×107

J 。

煤气的热值是3.9×107

J/m 3

，它表示：1m 3

煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107

J 。

● 火箭常用液态氢做燃料，是因为：① 液态氢的热值大；② 液态氢的体积小，便于储存和运输。 3. 燃料的有效利用、热机的效率

● 燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。

●

在实际应用中，燃料很难完全燃烧，所以放出的热量比实际计算出的要少。另外，放出的热量又很难得到全部有效利用，总

会有一部分热量损失。例如，用蜂窝煤烧水时，热量损失的部分包括：① 未完全燃烧的部分；② 高温烟气带走的热量；③ 被容器、炉具、周围空气等吸收的热量。 ● 有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度） 以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）

●

热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 公式：总

有用Q Q η

● 提高热机效率的途径：① 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。 ● 常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%

第五节 能量的转化和守恒

1. 我们接触过以下形式的能量：机械能、内能、光能、化学能、电能 动能和势能属于机械能，“动能或势能转化为其他形式的能量”的说法是错误的。

2. 能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

3. 判断能量的转化，要看能量大小的变化。在某一现象中，如果一种形式的能力在减小的同时，引起另一种形式的能量增大，那么就可以确定这种形式的能量转化成了另一种形式的能量。

4.

若发生能量的转移，必有一物体能量减少，另一种物体能量增加，并且能量的形式不变。

热传递的过程是内能的转移过程，内能转移的多少等于吸收或放出热量的多少。

5.火箭上升时，机械能增加，内能增加。

第十七章能源与可持续发展

第一节能源家族

1.化石能源：煤、石油、天然气。

2.生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。所有生命物质中都含有生物质能。

3.一次能源：可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如风能、太阳能、地热能和核能。二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。

4.不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如化石能源、核能。可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。如水的动能、风能、太阳能、生物质能。

5.按使用开发的时间长短来分类，能源还可以分成常规能源和新能源。如化石能源、水能、风能等属常规能源，核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。

第三节太阳能

1.在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。

2.大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。

3.我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。

4.太阳能的利用：①利用集热器加热物质（太阳能转化为内能）；

②用太阳能电池把太阳能转化为电能（太阳能转化为电能）。

5.目前利用太阳能方面存在的困难：①分散，不便于集中使用；②功率变化较大，不稳定；③利用时转换效率太低。

第四节能源革命

1.人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，就是所谓的能源革命。

2.能源革命的轨迹：利用天然能源（太阳能、风能、水能）→钻木取火→蒸汽机的发明→利用电能→利用核能等新能源。

3.能量的转化和转移具有方向性。

第五节能源与可持续发展

1.21世纪的能源趋势：由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗量持续增长，特别是近40年以来，能耗增长速度明显加快，而目前人类的主要能源仍是化石能源。

2.能源消耗对环境的影响：人类在能源革命的进程中给自己带来了便利，也给自己带来了麻烦，主要表现为大量燃烧化石能源，使得空气污染和“温室效应”加剧；一些欠发达国家过分依靠柴薪能源，加剧了水土流失和土地沙漠化。

3.未来的理想能源必须满足以下四个条件：①必须足够丰富；②必须足够便宜，多数人用得起；③相关技术必须成熟；④必须足够安全，不会严重影响环境。

4.解决能源紧张的途径：由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长，因此人类必须不断地开发和利用新能源，同时增强节能意识，不断提高能源的利用率，这是目前解决能源紧张的重要途径。

5.我们对待化石能源的态度：减少使用。