2023人教版物理热学部分知识总结

第三章 物态变化知识点一：温度一、温度（用T 表示）1、物理意义：温度是表示物体冷热程度的物理量2、单位：通常情况下温度采用摄氏温度，单位是摄氏度，符号是℃3、摄氏温度的规定一个标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为100℃；把0℃至100℃之间分成100等份，每份代表1℃3、常见的温度值正常人的体温约为37℃、舒适的室内气温约为23℃、洗澡水的温度约42℃、绝对零度为-273.15℃.二、温度计1、用途：测量物体的温度2、常用温度计的构造（1）玻璃外壳内是内径很细而且粗细均匀的玻璃管，下端与玻璃泡相连.（2）泡内装有适量的水银、煤油或酒精等液体，外壳上标有均匀的刻度及符号.3、常用温度计原理：根据液体热胀冷缩的规律制成4、常用温度计分类（1）按用途分：如“实验用温度计”、“体温计”和“寒暑表”等.（2）按测温物质分：如“水银温度计”、“煤油温度计”、“酒精温度计”等.1、估计被测液体的温度，选择量程合适的温度计.2、认清温度计的分度值3、温度计的玻璃泡应全部浸入被测的液体中，不要碰到容器底和容器壁.4、温度计玻璃泡浸入被测液体后，要待温度计的示数稳定后再读数.5、读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线要与温度计中液柱的上表面相平.四、体温计量程是C o 42~35，分度值是0.1C o ，玻璃泡上方有一段非常细的“缩口”，读体温时体温计离开人体，水银变冷收缩，在“缩口”处断开，仍指示原来的温度；所以体温计可以离开人体读数.知识点二：熔化和凝固一、物态变化物质存在三种状态：固态、液态、气态，随着温度的变化，物质会在三种状态之间变化，这种变化叫做物态变化.二、熔化和凝固的定义1、熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化，熔化过程要吸热.2、凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固，凝固过程要放热.三、探究固体熔化和凝固时温度变化规律1、海波和石蜡的熔化实验（1）实验设计（如上图）（2）实验现象海波通过加热，温度升高，当海波升至一定温度时，有液态海波出现，随着加热的不断进行，有更多的固态海波变成液态，但温度始终保持不变；当海波全部熔化后温度继续上升.石蜡通过加热后，温度升高，逐渐变软、变稀，温度不断升高；完全熔化后温度继续升高. （3）温度随时间变化图像（如上图）（4）实验结论海波熔化时的特点：持续吸热，温度不变，处于固液共存状态；石蜡熔化时的特点：持续吸热，温度升高.2、海波和石蜡的熔化实验（1）实验现象将熔化后的海波和石蜡停止加热，每隔一定时间记录一次温度，在海波和石蜡完全凝固后在记录几次温度；同时会发现海波开始处于液态、温度下降，然后处于固液共存状态、温度保持不变，最后变成固态，温度下降；石蜡由硬变软、由软变稠、由稠变稀、最后变成液态，温度一直在下降.（2）温度随时间变化图像（如上图）（3）实验结论海波凝固时的特点：持续放热，温度不变；石蜡凝固时的特点：持续放热，温度下降.3、晶体和非晶体（1）晶体：有一定的熔化温度的固体（如海波、冰、各种金属等）（2）非晶体：没有一定的熔化温度的固体（如松香、沥青、玻璃、蜡等）（3）晶体和非晶体区别晶体熔化时有一定的熔化温度（熔点），凝固时有一定的凝固温度（凝固点）；同一种晶体的凝固点和熔点相同；非晶体没有的熔点和凝固点.四、熔点和凝固点1、熔点和凝固点（1）熔点：晶体熔化时的温度（2）凝固点：晶体凝固时的温度2、晶体的熔化（1）晶体的熔化的条件：温度达到熔点，不断吸收热量.（2）晶体熔化的特点：熔化过程中吸收热量，但温度保持不变（熔点）3、晶体凝固（1）晶体凝固的条件：温度达到凝固点，不断放出热量.（2）晶体凝固的特点：凝固过程中放出热量，但温度保持不变（凝固点）4、非晶体的熔化和凝固：非晶体熔化过程中吸热，温度逐渐升高；凝固过程中放热，温度逐渐降低.5、温度等于熔点或凝固点时晶体物质的状态可能是固体、可能是液体、也可能是固液共存态（如“冰水混合物”的温度是0℃、冰的熔点是0℃、水的凝固点是0℃）知识点三：汽化和液化一、汽化1、汽化：物质从液态变为气态的过程叫做汽化，汽化过程要吸热；汽化的方式：蒸发和沸腾.2、沸腾：沸腾是在一定温度下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象；液体在沸腾过程中要吸热.3、探究液体沸腾的特点（1）实验装置（如下图所示）（2）实验过程：如图所示，用酒精灯给水加热直至沸腾，当水温接近90℃时每隔0.5min记录一次温度.（3）实验现象及图像（如图所示）（4）实验结论：水沸腾时持续吸热，温度不变.4、液体沸腾的条件：温度达到沸点；持续吸热.5、液体的沸点与液面上方气压的关系液面上方的气压越高，液体的沸点越高；在一标准大气压下，水的沸点是100℃6、蒸发：蒸发在任何温度下都能发生的，是只在液体表面上发生的缓慢的汽化现象. （1）影响蒸发快慢的因素：液体的温度；液体表面积的大小；液体表面上的空气流动快慢. （2）蒸发具有至冷作用：液体在蒸发过程中吸热，能使液体和它附近物体温度下降.7、蒸发和沸腾的异同点汽化方式异同点蒸发沸腾相同点都是从液态变成气态，都要吸热不同点发生部位在液体表面进行液体内部和表面同时进行剧烈程度缓慢平和剧烈温度条件在任何温度下在一定温度下（即沸点）影响因素液体的温度高低、液体表面积的大小和液体表面上方空气流动的快慢液体沸点的高低与液面上方气压大小有关（气压越高沸点越高）二、液化1、液化：物质从气态变为液态的过程叫做液化；液化过程要吸热；液化有两种方式：降低温度和压缩体积.2、降低温度使气体液化：一切气体在温度降到足够低的时候都可以液化3、压缩体积使气体液化：部分气体，在体积压缩到一定程度的时候可以液化；有的气体单靠压缩不能使它液化，必须先使它降低到一定温度以下，才能使它液化.4、液化的好处：气体液化后体积缩小，便于贮存和运输.知识点四：升华和凝华一、升华1、升华：物质从固态直接变成气态叫做升华（如灯丝变细，“干冰”不见了等）2、物质在升华过程中吸热二、凝华1、凝华：物质从气态直接变成固态叫做凝华（如窗玻璃上结的“冰花”，“雪”等）2、物质在凝华过程中放热三、升华和凝华在生活中的应用1、利用升华吸热得到低温（如利用“干冰”的升华吸热来进行人工降雨、存放食品等）2、利用凝华放热形成“白云”（舞台上的“白云”是在舞台上喷洒干冰，干冰升华吸收大量的热，使其周围气温迅速降低，使处于低温区内的水蒸气被液化成小水珠，许多细小的水珠聚在一起，在大气中漂浮而成为“白云”）四、物态变化1、物态变化的三组互逆过程（如图所示）熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华；分别对应固液间变化、气液间变化、固气间变化.3、吸热的过程和放热的过程（1）吸热的过程：熔化、汽化、升华（2）放热的过程：凝固、液化、凝华五、自然界的水循环自然界中的水在不停地循环，海洋的海水蒸发升到空中，形成云（小水滴）；小水滴凝结成为雨（雪或雹）落到地面；落在地面的水主要成为小溪或地下水，最终汇合为江河，流向大海.第十三章内能知识点一：分子热运动一、物质的构成1、物质的构成：常见的物质是由大量极其微小的粒子——分子、原子构成（无论是生命体还是非生命体，无论大或小，都是由大量的分子、原子构成的）.例如，草叶上的一滴露珠中含有约1021个水分子；阳光下看到空气中的一粒很小的灰尘，其所包含的分子数也是一个天文数字.2、分子的大小：分子很小，用肉眼和光学显微镜无法看到分子，只能靠电子显微镜才能观察到（如果把分子看成球形，一般分子的直径只有百亿分之几米，人们通常以10-10m为单位来量度分子）二、分子热运动1、探究物质的扩散实验一：气体扩散【实验现象】无色的空气与红棕色的二氧化氮气体混合在一起，最后颜色变得均匀.【现象分析】二氧化氮分子和空气分子在不停地运动彼此进入对方实验二：液体扩散【实验现象】无色的清水与蓝色的硫酸铜溶液混合在一起，最后颜色变得均匀.【现象分析】硫酸铜分子和水分子在不停地运动彼此进入对方实验三：固体扩散.【实验现象】五年后将叠放在一起的铅块和金块切开，发现它们互相渗入约mm 1深.【现象分析】金原子和铅原子在不停地做无规则的运动彼此进入对方【实验结论】气体、液体和固体在互相接触时，彼此都能进入对方，说明分子（或原子）都在不停地做无规则运动.2、扩散现象（1）定义：不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象（2）扩散现象说明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动；物质的分子之间有间隙.例如酒精和水混合后总体积变小（如下图所示)，说明分子之间有间隙.（3）气体的扩散速度最快，其次是液体，固体的扩散速度最慢.（4）生活中的扩散现象：花香四溢、闻到饭菜的香味、装修房屋内甲醛的气味、长时间堆放煤的墙角变黑等都属于扩散现象（而尘土飞扬、炊烟袅袅、雨滴下落等是物体的运动，不是扩散现象）3、分子热运动（1）探究分子运动与温度的关系【实验现象】热水杯中的水很快变红了，冷水杯中的水变红较慢.【现象分析】热水温度高，红墨水扩散快；冷水温度低，红墨水扩散慢.【实验结论】分子运动的快慢与温度有关，物体温度越高，扩散得越快，分子运动越剧烈.（2）定义：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种运动叫做分子的热运动.三、分子间的作用力 1、认识分子间存在引力和斥力 现象 分析把两个铅块的底面削平，然后紧紧地压在一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开.两个铅块紧密结合不能被重物拉开，说明铅块分子之间存在引力.用力挤压桌面，桌面没有发生明显形变. 挤压桌面，桌面没有发生明显形变，说明桌面的分子之间存在斥力；水不容易被压缩，说明水分子之间存在斥力. 将注射器筒中吸入一定量的水，用手指堵紧出口，用力向里压活塞，注射器筒中的水没有明显的体积变化.探究归纳：分子间存在相互作用的引力和斥力.2、理解分子间引力和斥力的关系分子间距离的关系关系分析 分子间作用力 分子间距离等于平衡距离分子在平衡位置附近振动，相当于弹簧的自然伸长状态.引力等于斥力，分子间作用力为零.分子间距离小于平衡距离相当于压缩弹簧引力小于斥力，分子间作用力表现为斥力. 分子间距离大于平衡距离相当于拉伸弹簧 引力大于斥力，分子间作用力表现为引力. 分子间距离很大时 相当于弹簧断开分子间的作用力十分微弱，可以忽略.3、由于分子间引力和斥力而引起的现象（1）由于分子间引力而引起的现象：很多物体有形状，而不是散开；固体很难被拉伸；两滴水能合并为一滴水；露珠呈球形等.（2）由于分子间斥力而引起的现象：固体、液体很难被压缩；气体不能被压缩到无限小.（3）不同物质分子间的引力和斥力不一样（例如长度、粗细相同的一根面条和一根铁丝，面条与铁丝相比，面条很容易被拉断，这是因为面条分子之间的引力远小于铁分子之间的引力；压缩物体时，有的容易压缩、如气体；有的很难压缩、如固体、液体，这就是不同物质间斥力大小不一样的缘故）4、物质三态的微观特性和宏观特性状态 分子间距离 分子间作用力 分子运动状况 宏观特性固态 很小 很大 只能在平衡位置附近做无规则振动有一定的体积和形状、无流动性液态 较小 较大 既可以在一个位置附近振动、又可以移动位置有一定的体积、无固定的形状、有流动性气态 很大 很微弱 无规则运动 无固定的体积和形状有流动性5、分子动理论的内容⎪⎩⎪⎨⎧力分子之间存在引力和斥地做无规则运动物质内的分子永不停息分子、原子构成的常见的物质是由大量的分子动理论知识点二：内能一、内能1、探究物体的内能（类比法）（1）分子动能：分子在不停地做无规则的运动，分子由于运动而具有的能叫做分子动能（物体的温度越高，分子热运动的速度越大，分子的动能就越大）（2）分子势能：由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子具有势能，叫做分子势能.（3）物体的内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能（内能的单位是焦耳、符号J ，各种形式能量的单位都是焦耳）2、影响内能大小的因素（1）温度：同一物体，状态不变时，温度越高，物体的内能越大.（2）质量：同种物质，温度、状态相同的两个物体，物体的质量越大，分子的个数就越多，内能就越大.（3）状态：同种物质，温度、质量不变时，状态改变，内能改变.（4）种类：物质的质量、温度、状态相同时，物质的种类不同，内能不同.（5）体积：体积改变，分子间的距离就会改变，分子间距离的变化会影响分子势能的大小，从而影响物体内能的大小. 3、内能和机械能的比较内能 机械能定义 物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和物体的动能和势能统称为机械能影响因素 物体的温度、质量、种类、体积、存在的状态等物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度等研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体联系 一切物体都具有内能，但不一定都具有机械能；内能和机械能可以相互转化.二、物体内能的改变1、热传递改变物体的内能⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧....形式没有发生改变温部分的过程，能量的温部分转移到低低温物体或从物体的高能量从高温物体转移到能量的转移实质：同，即没有温度差结果：两个物体温度相内能增加升高，温物体吸收热量，温度度降低，内能减小；低高温物体放出热量，温过程在温度差物体的不同部分之间存条件：不同物体或同一热传递2、做功改变物体的内能：（1）探究做功改变物体的内能提出问题做功可以改变物体的内能吗?猜想假设对物体做功可能使物体的内能增加物体对外做功可能使物体的内能减少探究过程如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，棉花燃烧.如图所示，在烧瓶中装入少量的水，用塞子塞紧瓶口，通过塞子上的孔给瓶内打气，可看到瓶塞跳起的同时，瓶内出现“白雾”实验现象分析论证当活塞迅速下压时，玻璃筒内的空气被压缩，活塞对筒内空气做功，从而使筒内空气的内能增加，温度升高，当温度达到硝化棉的燃点时，棉花开始迅速地燃烧.“白雾”是由水蒸气液化形成的小水滴；瓶塞跳起是因为瓶内的空气膨胀推动瓶塞做了功，瓶内气体内能减少，温度降低，瓶内空气里的水蒸气遇冷液化成小水滴，这就是看到的“白雾”归纳总结做功可以改变物体的内能；对物体做功，物体的内能会增加；物体对外做功，物体的内能会减少.（3）做功改变物体内能的实质：能量的转化；是内能与其他形式能量的相互转化过程，能量的形式发生了改变.3、热传递与做功的区别方式实质条件方法示例热传递能量的转移过程不同的物体或物体不同部分之间存在温度差热传导、热对流、热辐射炭火烤肉、炉灶烧水、太阳能热水器加热水等做功能量的转化过程外界对物体做功，物体的内能增加.压缩体积、摩擦生热、锻打物体、拧弯物体等.打气筒打气、钻木取火、擦燃火柴、来回弯折铁丝等物体对外界做功，物体的内能减少.体积膨胀等装开水的暖水瓶内的水蒸气将瓶盖顶起来三、热量1、定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量（热量用字母Q表示）2、单位：热量和功都可以用来量度物体内能的改变，单位都是焦耳；内能的单位也是焦耳，符号是J3、理解热量（1）热量是度量内能转移多少的物理量，是一个过程量；物体本身没有热量，只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的.（2）吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系（3）有些物体吸收热量或放出热量后，温度不改变；如晶体在熔化过程中，吸收热量，内能增加，但温度保持不变；晶体在凝固过程中，放出热量，内能减少，但温度保持不变.4、温度、热量、内能的区别与联系物理量温度热量内能概念宏观上表示物体的冷热程度；微观上反映物体内大量分子无规则运动的剧烈程度.在热传递过程中，传递能量的多少.构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和.性质状态量过程量状态量表述可以用“降低”、“升高”、“降低到”、“升高到”等表述可以用“放出”、“吸收”等表述可以用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”等表述单位摄氏度（C o）焦耳（J）焦耳（J）联系热传递可以改变物体的内能，使其内能增加或减少，但温度不一定改变（如晶体的熔化、凝固过程），即物体吸热（或放热），内能会增加（或减少），但物体的温度不一定发生改变.知识点三：比热容一、比较不同物质吸热（或放热）能力探究不同物质的吸热能力提出问题不同种类的物质，吸热本领一样吗？猜想与假设不同种类的物质吸热能力不同实验设计和分析选择两种不同的物质，控制实验中的其余条件(如质量、上升的温度、加热的热源等)相同，通过比较加热的时间来判断吸收热量的多少；也可以在加热时间相同时，比较温度上升的多少来判断物质的吸热能力的强弱.实验器材和装置实验步骤（1）用两个相同的电加热器分别给盛在两个相同的玻璃杯里的质量和初温均相同的水和食用油加热相同的时间，比较两种液体的温度变化情况.（2）用两个相同的电加热器分别给盛在两个相同的玻璃杯里的质量和初温均相同的水和食用油加热，当它们升高相同的温度时，比较加热的时间.分析与论证（1）加热相同的时间，比较温度计示数的变化，示数变化小的吸热能力强.（2）温度计示数升高相同的温度，比较加热时间，加热时间长的吸热能力强.实验现象质量相等的水和食用油，在升高相同的温度时，水吸收的热量多；若加热相等的时间，水的温度变化小.实验结论不同物质的吸热本领不同二、比热容1、比热容物理意义比热容是描述物质吸（放）热本领强弱的物理量（4）o t 表示物体的初温，t 表示物体的末温；单位：C o（5）用t ∆表示温度的变化量注意事项 （1）运用公式进行计算时，各物理量必须都用国际单位（2）使用热量公式时，应特别注意文字叙述中“温度升高（降低）到……”和“温度升高（降低）了……”的区别，“升高（降低）到”对应的是物体的末温t ，“升高（降低）了”对应的是物体温度的变化量t ∆（3）公式只适用于无物态变化时升温（或降温）过程中吸收（或放出）的热量第十四章 内能的利用知识点一：热机一、热机1、探究内能是否可以做功实验装置注意事项实验时，橡胶塞不要塞得太紧，避免橡胶塞不能冲出，导致试管炸裂伤人，同时试管口不能对着人.实验过程 在试管内装些水，用橡胶塞塞住试管口，用酒精灯给水加热至沸腾.实验现象 橡胶塞被冲出来，试管口出现“白雾”分析论证 酒精燃烧放出热量，热量通过试管传递给水使其内能增加，温度升高，产生大量的高温、高压水蒸气；水蒸气将橡胶塞推出试管口，同时水蒸气的内能减少，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可观察到大量的“白雾”实验结论利用内能可以做功 2、热机（1）定义：利用内能做功的机械；把内能转化为机械能.（2）种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等（3）能量转化：机械能内能燃料的化学能做功燃烧−−→−−−→− 3、内燃机⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧→的内燃机柴油机：以柴油为燃料的内燃机汽油机：以汽油为燃料种类的热机机汽缸内燃烧产生动力概念：燃料直接在发动内燃机 二、汽油机1、工作原理：利用汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功2、构造：如图所示是四冲程汽油机的剖面图.汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞用连杆和曲轴相连；汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动.3、工作过程：要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动；活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程；多数汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程工作图示进气门打开关闭关闭关闭排气门关闭关闭关闭打开活塞运动由上到下由下到上由上到下由下到上能量转化机械能转化为内能内能转化为机械能温度和内能变化温度升高、内能增加温度降低、内能减小1、柴油机和汽油机相似，工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程.种类汽油机柴油机构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油工作过程吸气冲程吸进汽油和空气的混合物吸进空气压缩冲程燃料被压缩后，压强达atm15~6，温度达C o300~250空气被压缩后，压强达atm45~35，温度达Co700~500做功冲程压缩冲程末，火花塞点火，燃料燃烧产生atm50~30高压，C o2500~2000高温.压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油，遇高温燃烧，产生atm100~50高压,Co2000~1700高温.排气冲程排出废气排出废气效率%30~%20%45~%30用途轻巧、体积小，常用于汽车、飞机和小型农业机械等.笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克、带动发电机发电等.⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧−−→−−−→−→机械能做功冲程：内能内能压缩冲程：机械能两次能量转化对外做功一次活塞往复运动两次曲轴、飞轮转动两周，包括四个冲程一个工作循环转化转化.,即：吸、压、做、排四冲程，一个循环一次功，曲轴刚好转两转，活塞往复两次行. 知识点二：热机的效率一、燃料的热值1、燃料。