《物质的比热容》教学课件

学习就像一个无望无际的海洋，那样宽广，那样伟大，我们就像一艘小船，在这迷茫的大海中，寻找着彼岸。以下是小编给大家整理的内容，希望大家能够喜欢!

《物质的比热容》教学课件1

“比热容”教学目标

a. 知道什么是物质的比热

b. 知道比热的单位是焦/(千克·℃)及其读法

c. 会查物质的比热表

d. 能用学的比热知识解释一些常见日常现象，培养学生解决实际问题的能力

教学建议

教材分析

分析一：比热是初中物理中一个非常重要的物理量，也是一个比较难理解的物理量.教材首先从日常生活常识出发，说明物质在温度变化时，吸收(或释放)的热量与物体质量和温度变化量有关，从而为比热概念的引出作好铺垫.然后安排演示实验，引导学生观察、对比、分析，最终抽象出比热的概念，并进一步由比热的定义说明其单位.最后列出一些常见物质的比热表，并联系实际讨论一些日常现象.

分析二：比热是一个比较抽象的概念，通过对它的学习，可以有意识地培养学生抽象思维能力.

教法建议

建议一：比热的概念比较抽象，因此通过实验总结出来是一个好办法，做好演示实验，引导学生有意识地观察和思考至关重要.实验前明确实验要研究的是不同的物质在质量相等、温度升高相同时吸收的热量是否相同.在实验前要格外强调杯子内的水和煤油质量相同，两个热水器也是完全相同的，这些实验条件对学生正确得出比热概念是非常重要的.当学生观察到煤油的温度上升得快时，要引导学生认识到相等质量的不同物质在吸收相同热量时，升高的温度不同，并进一步引申到其它物质.最后引导学生怎样描述物质的这一特性，从而得出比热的概念.

建议二：在介绍比热表时，要教会学生怎样运用比热表，通过比较，指出水的比热较大，为讲解水在日常生活中应用做好铺垫.另外，根据水和冰的比热不同，说明不仅不同的物质比热不同，即使是同一种物质在不同状态下的比热值也不同.

建议三：为巩固学生对比热概念的理解，可以多联系实际，列举一些日常生活中的现象，并运用比热进行解释.

“比热容”教学设计示例

“比热容”探究活动

想一想日常生活中有哪些现象是利用水的比热较大的原理?

《物质的比热容》教学课件2

一.说教材

一.教材分析:比热容是11章《热和能》的重点,同时也是初中物理的一个难点。它是反映物质特性的一个重要物理量,自然界中的许多现象和生产技术上的许多问题都跟物质比热容有关,但比热容这一概念对于初中学生来说是比较抽象的,针对这一特点,应从学生熟悉的生活常识引入课题,突出物理教学以观察、实验为基础的特点,进行实验探究,体现从形象思维到抽象思维的认识规律。按照新课标要求,体现物理知识来源于生活。在正确理解比热容物理意义的基础上,总结出热量的计算公式q=cm⊿t,运用公式进行简单的计算是本节的又一重点。故本节课分两个课时,第一课时:探究比热容实验.

二.教学目标

(一)知识与技能

1.通过实验了解比热容的概念.

2.尝试用比热容解释简单的自然现象

3.会查比热容表,知道比热容是物质的一种特性。

(二)过程与方法

通过探究比较不同物质的吸热能力,培养学生具有实验观察能力,合作探究能力,分析概括能力及抽象思维能力;学会用表格法表示物理量间的相互联系;训练学生应用物理知识解决实际问题的能力。通过探究,学会科学研究方法──控制变量法。

(三)情感、态度与价值观

利用探究性学习活动培养学生自己动脑想办法解决问题的能力, 体验从实验到理论的科学方法。故本节的学习目标为:(出示课件)

三.教学重、难点和关键

重点:比热容的概念的建立.

难点:1.制定实验探究方案;2.了解比热容概念并能利用它解释有关现象。

关键:做好水与煤油吸热升温的对比实验是突破难点的关键

(二).说学情

1.初中学生对事物存在着浓厚的好奇心,具有强烈的操作兴趣,但学生仍处于从形象思维向抽象思维过渡时期。

2.在学习本节之前,学生对质量、温度、热量已有一定的认识,但这种认识具有一定的孤立性、片面性,没有深刻意识到它们之间的相互联系。

(三).说教法和学法

说教法:依据《课标》要求,本课以小组合作学习方式,让学生经历实验探究的全过程,学生在交流合作中深入了解比热容的含义。引导学生经历科学探究的过程,学习科学的研究方法。

说学法:

1.通过本节课的学习,使学生领会物理学的基本研究方法之一──“控制变量法”,让学生从生活现象入手,进行实验设计、实验操作,学会记录实验数据和信息,进行合作与交流。

2.在教学过程中教师适时启发引导学生根据实验数据信息,学会分析、比较、归纳、总结,得出实验结论,进一步从形象思维过渡到抽象思维,让学生在探究活动中切实体验物质的属性,加深对比热容概念的了解。结合《课标》本节的教学程序设计如下:

(四).说教学程序设计

1.新课引入

从生活走向物理,从物理走进社会,这是新课程理念。(出示课件)本节课从学生熟悉的汽车发动机用水冷却,新疆谚语“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”等实例引出需要探究的物理问题。为了解决这些问题需学习本节内容:《物质的比热容>>,引入课题。(情景引入,拉近了物理和生活的距离,并有效激发了学生的求知欲望和探索欲望。)

2.生活感知:(出示课件)

①烧水时,水吸收的热量与水的质量有什么关系?(用生活里的现象支持你的观点)

②烧水时,水吸收的热量与水的温度升高多少有什么关系? (用生活里的现象支持你的观点)(这种设置问题的方法,比教材中直接提问水吸收的热量与水的质量和升高的温度是什么关系,更具开放性,能有效培养学生的发散思维。)

总结得到:水在温度升高时吸收的热量,跟水的质量有关,和升高的温度有关 。

那么(出示课件)

③将质量相同的铜块和铁块加热,升高相同的温度,需要的热量一样多吗?(强调质量、升高的温度相等)

(通过层层递进的问题设置引导学生猜想物质吸热可能与物质种类有关,使探究目标更为显性化。)

提出探究问题:不同的物质,在质量相等,升高相同温度时,吸收的热量是否相同?

3.制定计划与设计实验:

实验方案的制定是探究是否顺利的关键,由于本实验涉及的内容较多,学生综合考虑有一定的难度,故教师可引导学生重点探讨如下问题,以帮助学生设计实验。(出示课件)

(一)根据问题讨论设计实验

(1)选取什么物质进行对比?用什么工具测质量?

(2)用什么工具对它们加热?

(3)用什么工具显示它们温度的变化?

(4)怎样比较它们吸收热量的多少?(学生在完成本实验提示的基础上来)

(二)讨论设计实验方案

学生交流讨论、展示设计方案,表述自己的设计思路,应有两种方案(出示课件)。

方案一:取等质量的水和煤油,加热相同的时间(吸收相等的热量)后,比较温度的变化。

方案二:取等质量的水和煤油,使其升高相同的温度,比较加热的时间(吸收热量的多少)。

(让各小组讨论,然后教师特别强调“相同条件”是哪些,强调控制变量法的思想,明确按实验方案二进行实验,与提出的问题一致,简化了实验,可使学生做实验的目的更明确一些)

4.进行实验,收集数据(本环节事先应安排好小组分工,明确小组要求)(出示课件)

《物质的比热容》教学课件3

第三节 比热容

教学目标

1.知识与技能

●尝试用比热容解释简单的自然现象.

●能根据比热容进行简单的热量计算.

●了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性.

2.过程与方法

●通过探究，比较不同物质的吸热能力.

●通过阅读“气候与热污染”，了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，并了解一下“热岛效应”.

3.情感态度与价值观

●利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的 能力.

教学重点与难点

重点：比热容的概念和热量有关计算.

难点：理解比热容概念并能利用它解释有关现象.

教学课时：1时

教学过程：

引入新课

学生阅读教材前面的“?”，在学生理解“水温度升高时吸收的热量和水的质量、温度升高的度数有关，水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量越多”的基础上，让学生讨论所有的物质，在质量相等、温度升高的度数也相等时，吸收的热量之间的关系。

进行新课

(1)演示实验：出示盛有等质量的水和煤油的两只烧杯，但我们明显地看出两者的体积不相同，这是为什么?(请学生回答)不同的物质其密度不同，密度是物质的属性。

介绍电加热器(俗称：“热得快”)，强调电加热器每一秒钟放出的热量是一定的，两个电加热器是相同的，在相同的时间里它们放出的热量也是相等的。

请两名同学帮助观察温度计，并随时报告温度。

实验结果：煤油温度升得快。这表明质量相等的水和煤油在温度升高的度数相同时，水吸的热量比煤油多。

(2)比热容：换用其他物质，重复上述实验，得到的结果是类似的。就是说，质量相等的不同物质，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。这跟我们在测量物体质量时，遇到的情况相似;相同体积的不同物质，质量一般不相同。当时为表示物质的这一特性，引入了密度的概念棗某种物质单位体积的质量。那么，现在我们应该怎样表示上述实验所反映的物质特性呢?(启发学生讨论，在此基础上归纳出比热容的概念)

单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。

比热是通过比较单位质量的某种物质温升1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。

(3)比热的单位：在国际单位制中，比热的单位是焦/(千克·℃)，读作焦每千克摄氏度。

如果某物质的比热是a焦/(千克·℃)，它是说单位质量为一千克的该种物质，每升高1℃时(或降低1℃时)，吸收(或放出)的热量是a焦。

(4)比热表

比热是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热。物理学中，常把由实验测定的物质的比热，列成表格，便于查找。

课本中列出了几种物质的比热，请同学们查出铝的比热及它的单位。你能具体地说明铝的比热的物理意义吗?(提问)

从表中还可以看出，各物质中，水的比热最大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响很大。在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。

水比热大的特点，在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。(分析课本图2-15，2-16，说明利用水取暖和汽车发动机散热器的原理)

小 结：

通过一些具体问题的讨论，使学生进一步理解比热的概念。

(1)在做课本图2-14的实验时，把水改换成蓖麻油，那么煤油和蓖麻油哪一个升温快?为什么?

(2)把质量相同的铝块、铜块、铅块放到沸水中加热，当沸水再次沸腾后，取出金属块，并把它们放到石蜡块上。它们都能使石蜡熔化，那么哪个金属块熔化的石蜡多呢?

作业布置：

复习本节内容，预习第四节

《物质的比热容》教学课件4

知识点1

比热容定义：单位质量的某种物质，温度升高(降低)1℃时，吸收(放出)的热量叫这种物质的比热容。从定义中可以看出，比热容的单位由热量、质量和温度的单位共同决定。

单位：J/(kg.℃)

例1　温度相同的铝块甲和铁块乙，m甲=m乙，将它们分别加热，使其吸收相同的热量后接触，此时(　　)

A、温度从甲传向乙 B、内能从甲传向乙C、内能从乙传向甲 D、甲、乙间不发生热传递思路解析　在热传递时，传递的是能量而不是温度，故A不正确。由于能量是从高温物体传向低温物体，所以此题的解题关键是判断甲、乙两物体吸收热量后温度的高低。

由Q甲=c甲m甲(t甲-t0甲)，　Q乙=c乙m乙(t乙-t0乙)，因它们吸收相同的热量，有Q甲=Q乙，又m甲=m乙，所以c甲(t甲-t0甲)=c乙(t乙-t0乙)，因为c甲>c乙，t0甲=t0乙，所以t甲

知识点2　比热容的意义比热容是物质的特性之一，由物质本身和物质所处的状态决定，对处于某一定状态下的物质来说，其比热容是一定的，跟物质的质量和体积的大小、温度的高低、吸收(或放出)热量的多少无关。

例2　把两个质量相等的20℃的铜球，分别放进质量相等的、温度均为50℃的水和煤油中，达到热平衡后，水和煤油的温度相比哪个低?

思路解析　本题是关于热平衡现象的问题。可以利用热平衡方程，以及公式Q=cm△t来解。

正确解答　设水的质量为m1，比热为c1，水的初温为t01=50℃，热平衡后温度为t末1;又设煤油质量m2 (m1=m2)，比热为c2，煤油的初温为t02=50℃，热平衡后温度为t末2;铜的质量为m3，比热为c3，铜球的初温为t03=20℃，铜在水中热平衡后温度为t末3=t末1;铜在煤油中热平衡后的温度为t′末3=t末2.铜球放在水中的情况下，根据热平衡方程，有Q铜吸=Q水放，即c3m3 (t末1-t03)=c1m1 (t01-t末1)　　　　　　　　　　　　　①铜在煤油中时，同理可得c3m3 (t末2-t03)=c2m2 (t02-t末2)　　　②由①/②得 .又m1=m2，化简上式得 .因为c1>c2，所以 .所以(t末1-t03)(t02-t末2)>(t01-t末1)(t末2-t03)。

两边展开，代入已知条件，合并同类项，得30t末1>30t末2，所以t末1>t末2.所以达到热平衡后煤油的温度低些。

误点警示　此题中的热平衡是指不计热损失的情况下。

知识点3　水的比热容水的比热容为4.2×103 J/(kg.℃)。水的比热容比较大，在工、农业生产和日常生活中有广泛的应用，其应用主要有两方面：一是用水来做制冷剂或取暖;二是调节气候。

例3　宿迁境内的洪泽湖在盛夏季节，对周围地区气温起着很好的调节作用，这主要是因为洪泽湖的水面大，水量多。更重要的是因为水的　　　　　　　比陆地大，太阳晒后水的　　　　　　　　　　变化比陆地小。

思路解析　从小的比热比干泥土的比热大3倍多去理解、分析。

正确解答　根据公式 ，可知当比热较大的水在吸收或放出与陆地相当的热量时，温度的变化较小。所以，本题答案为：比热　　温度。

误点警示　公式Q=cm△t，体现了各种物质吸收或放出热量与物质的比热、物质的质量以及温度变化之间的关系。

知识点4　热量的计算吸热计算式：Q吸=cm(t-t0)

放热计算式：Q放=cm(t0-t)

其中Q为热量，单位是J;c为物质的比热容，单位J/(kg.℃);m为物体质量，单位为kg;t0为物体初始温度，t为物体末温，单位为℃。

「注意」应用计算式进行计算时，代入的数据一定要连同单位一起代入，且单位要统一。

例4　质量为5 kg的冷水和质量2 kg的热水混合后，其共同温度是40℃，则冷水和热水的初温可能是(　　)

A、10℃，52℃ B、20℃，50℃C、20℃，90℃ D、30℃，70℃思路解析　根据题意可知cm冷(t末 -t冷初)=cm热(t热初-t末)，即5(40℃-t冷却)=2(t热初-40℃)展开，合并可得5t冷初+2t热初=280℃此式为二元一次方程，应有无数组解，但题中只给了四个选项。

当t冷初=20℃，t热初=90℃时，满足上述二元一次方程。

正确解答　选C.误点警示　解好本题除了要掌握好所学的物理知识，还要应用好有关的数学知识。

例5　把质量为4 kg的冷水与3 kg、80℃的热水混合后的温度为40℃，若不计热量损失，求冷水的温度是多少?

命题意图　本题考查了能量守恒定律在热传递过程中的应用。

题型特点　本题是理想状况下的热传递，解题时的关键是明确热传递过程中热水放出的热量与冷水吸收的热量相等。且本题涉及的物理量较多，因此解题时应注意加脚标以示区别。

分析解答　热水与冷水混合会发生热传递，直到二者温度相同时为止。若不计热量损失，根据能量守恒定律，热水放出的热量等于冷水吸收的热量。下面以两种解法示例。

解法一：分步计算法：由题意得，热水放出的热量为Q放=cm1(t1-t)=4.2×103 J/(kg.℃)×3 kg×(80℃-40℃)=5.04×105 J，冷水吸收的热量为Q放=Q吸=5.04×105 J由于Q吸=cm2 (t-t2)，变换得冷水的温度

解法二：综合法：由题意得Q放=Q吸，展开得cm1 (t1-t)=cm2 (t-t2)

所以冷水的温度为

课堂小结比热容的定义比热容表示的物理意义，物质的比热容物质的比热容　比热容的单位水的比热容及其应用热量的计算同步练习一、填空题1、质量为200g的某金属，温度从100℃降到20℃，共放出7360J的热量，则此金属的比热容是　　　 　　。由几种物质的比热容表可以知道，此金属可能是　　　　 　　。

二、选择题1、质量和温度都相等的水和煤油，吸收相等的热量后(　　)

A、水的温度与煤油的温度一样B、水的温度比煤油的温度低C、水的温度比煤油的温度高D、水的温度可能比煤油的温度高，也可能比煤油的温度低2、质量相等的某种液体和水在降低相同的温度时，放出热量之比为1：2，则该液体的比热容与水的比热容的关系是(　　)

A、c液= c水 B、c液=c水 C、c液=2c水 D、无法确定3、相同体积的空气、酒精和铜块，分别对它们加热后，体积都增加了0.1%，可以判断(　)

A、空气的温度上升得最多 B、酒精的温度上升得最多C、铜块的温度上升得最多 D、它们上升的温度一样多三、简答题沙漠地带昼夜温差很大，而沿海地区昼夜温差不大，请说说其中的道理。

参考答案一、1、460 J/(kg.℃)　　钢铁(全解：m=200g=0.2 kg　　t0=100℃　t=20℃　Q放=7360J由公式Q放=cm(t0-t)可得)

二、1、B　(提示：由Q=cm(t-t0)可知，物体吸收质量后，温度升高的多少与物质的种类、质量和吸收热量的多少有关。在本题中质量和吸收热量相等，所以t-t0与比热容c的大小有关：比热容越大，t-t0越小。水的比热容比煤油的大，所以水升高的温度比煤油少，初温相同，所以煤油的末温高。)

2、A　(提示：由热量的计算公式Q=cm(t-t0)可以知道，质量和降低温度相等的不同物质，比热容与放出的热量成正比。所以c液 ：c水=1：2，c液= c水)

3、C　(提示：本题好像无从下手，从体积增加如何来判断物体温度上升呢?这三种物质的休积都膨胀了0.1%，我们知道气体受热后比较容易膨胀，固体由于分子间作用力比较大，不容易膨胀，要膨胀到气体的体积，就必须要达到一个更高的温度，所以，铜块上升的温度最多。)

《物质的比热容》教学课件5

第十三章热和能

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：①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;②分子之间有间隙。

固体、液体、气体都可以发生扩散现象，只是扩散的快慢不同，气体间扩散速度最快，固体间扩散速度最慢。

汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。

扩散速度与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。

由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。

2、分子间的作用力：

分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。

①当分子间距离等于r0(r0=10-10m)时，分子间引力和斥力相等，合力为0，对外不显力;

②当分子间距离减小，小于r0时，分子间引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力;

③当分子间距离增大，大于r0时，分子间引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，引力大于斥力，分子间作用力表现为引力;

④当分子间距离继续增大，分子间作用力继续减小，当分子间距离大于10r0时，分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略了。

第二节内能

1、内能：

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。

任何物体在任何情况下都有内能。

内能的单位为焦耳(J)。

内能具有不可测量性。

2、影响物体内能大小的因素：

①温度：在物体的质量、材料、状态相同时，物体的温度升高，内能增大，温度降低，内能减小;反之，物体的内能增大，温度却不一定升高(例如晶体在熔化的过程中要不断吸热，内能增大，而温度却保持不变)，内能减小，温度也不一定降低(例如晶体在凝固的过程中要不断放热，内能减小，而温度却保持不变)。

②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。

③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。

④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。

3、改变物体内能的方法：做功和热传递。

①做功：

做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加(将机械能转化为内能)。

物体对外做功物体内能会减少(将内能转化为机械能)。

做功改变内能的实质：内能和其他形式的能(主要是机械能)的相互转化的过程。

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。

②热传递：

定义：热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。

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“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。)

热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少;低温物体吸收热量，温度升高，内能增加;

注意：

①在热传递过程中，是内能在物体间的转移，能的形式并未发生改变;

②在热传递过程中，若不计能量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量;

③因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度，所以在热传递过程中，高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度;

④热传递的条件：存在温度差。如果没有温度差，就不会发生热传递。

做功和热传递改变物体内能上是等效的。

第三节比热容

1、比热容：

定义：单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量。

比热容用符号c表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg•℃)

比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。

物理意义：水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)，物理意义为：1kg的水温度升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的热量为4.2×103J。

比热容是物质的一种特性，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。

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。

比较比热容的方法：

①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。

②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。

2、热量的计算公式：

①温度升高时用：Q吸=cm(t-t0)c=Q吸m(t-t0)m=Q吸c(t-t0)t=Q吸cm+t0t0=t-Q吸cm

②温度降低时用：Q放=cm(t0-t)c=Q放m(t0-t)m=Q放c(t0-t)t0=Q放cm+tt=t0-Q放cm

③只给出温度变化量时用：Q=cm△tc=Qm△tm=Qc△t△t=Qcm

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(℃)

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(△t)。

由公式Q=cm△t可知：物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。

第十四章：内能的利用

第一节：内能的利用

内能的利用方式

利用内能来加热：实质是热传递。

利用内能来做功：实质是内能转化为机械能。

第二节：热机

1、热机：

定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。

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

2、内燃机：

内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

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。

在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。

在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程(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。

压缩冲程将机械能转化为内能。

做功冲程是由内能转化为机械能。

①汽油机工作过程：

②柴油机工作过程：

3、汽油机和柴油机的比较：

①汽油机的气缸顶部是火花塞;

柴油机的气缸顶部是喷油嘴。

②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;

柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。

③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式;

柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。

④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。

⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。

4、热值

燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。

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。用符号q表示。

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/m3)。

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、是否完全燃烧等无关。

公式：、

①Q=qmm=Qqq=Qm

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)。

②Q=qVV=Qqq=QV

Q——放出的热量——焦耳(J);q——热值——焦耳每立方米(J/m3);V——燃料体积——立方米(m3)。

物理意义：酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

第三节：热机效率

影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。

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。

热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。

公式：Q总=Q有用ηQ有用=Q总η

由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。

热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。

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。③在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%

内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。

第十五章电流与电路

第一节电荷摩擦起电

1、电荷：

带电体：物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说是物体带了电(荷)。这样的物体叫做带电体。

自然界只有两种电荷——被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷(+);被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷(-)。

电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

带电体既能吸引不带电的轻小物体，又能吸引带异种电荷的带电体。

电荷：电荷的多少叫做电荷量，简称电荷，符号是Q。电荷的单位是库仑(C)。

2、检验物体带电的方法：

①使用验电器。

验电器的构造：金属球、金属杆、金属箔。

验电器的原理：同种电荷相互排斥。

从验电器张角的大小，可以判断所带电荷的多少。但验电器不能检验带电体带的是正电荷还是负电荷。

②利用电荷间的相互作用。

③利用带电体能吸引轻小物体的性质。

3、使物体带电的方法：

(1)摩擦起电：

定义：用摩擦的方法使物体带电。

背景：

宇宙是由物质组成的，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的，原子核的质量比电子的大得多，几乎集中了原子的全部质量，原子核带正电，电子带负电，电子在原子核的吸引下，绕核高速运动。原子核又是由质子和中子组成的，其中质子带正电，中子不带电。

在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷，通常用符号e表示。任何带电体所带电荷都是e的整数倍。6.25×1018个电子所带电荷等于1C。

在通常情况下，原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷在数量上相等，整个原子呈中性，也就是原子对外不显带电的性质。

原因：由于不同物质原子核_电子的本领不同。两个物体相互摩擦时，原子核_电子的本领弱的物体，要失去电子，因缺少电子而带正电，原子核_电子的本领强的物体，要得到电子，因为有了多余电子而带等量的负电。

注意：①在摩擦起电的过程中只能转移带负电荷的电子;

②摩擦起电的两个物体将带上等量异种电荷;

③由同种物质组成的两物体摩擦不会起电;

④摩擦起电并不是创造电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正负电荷分开，但电荷总量守恒。

能量转化：机械能-→电能

(2)接触带电：物体和带电体接触带了电。(接触带电后的两个物体将带上同种电荷)

(3)感应带电：由于带电体的作用，使带电体附近的物体带电。

4、中和：放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象。

如果物体所带正、负电量不等，也会发生中和现象。这时，带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的物体中和，剩余的电荷可使两物体带同种电荷。

中和不是意味着等量正负电荷被消灭，实际上电荷总量保持不变，只是等量的正负电荷使物体整体显不出电性。

5、导体和绝缘体：

容易导电的物体叫做导体;不容易导电的物体叫做绝缘体。

常见的导体：金属、石墨、人体、大地、湿润的物体、含杂质的水、酸碱盐的水溶液等。

常见的绝缘体：橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷、纯水、空气等。

导体容易导电的原因：导体中有大量的自由电荷(既可能是正电荷也可能是负电荷)，它们可以脱离原子核的_，而在导体内部自由移动。

绝缘体不容易导电的原因：在绝缘体中电荷几乎都被_在原子范围内，不能自由移动。(绝缘体中有电荷，只是电荷不能自由移动)

金属导体容易导电靠的是自由电子;酸碱盐的水溶液容易导电靠的是正负离子。

导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，在一定条件下可相互转化。一定条件下，绝缘体也可变为导体。

绝缘体不能导电但能带电。

第二节电流和电路

1、电流

电流的形成：电荷在导体中定向移动形成电流。

电流的方向：把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电流的方向与负电荷、电子的移动方向相反。

在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极;在电源内部，电流的方向是从电源的负极流向正极。

3、电路的构成：电源、开关、用电器、导线。

电源：能够提供电能的装置，叫做电源。

干电池、蓄电池供电时，化学能转化为电能;发电机发电时，机械能转化为电能。

持续电流形成的条件：①必须有电源;②电路必须闭合(通路)。(只有两个条件都满足时，才能有持续电流。)

开关：控制电路的通断。

用电器：消耗电能，将电能转化为其他形式能的装置。

导线——传导电流，输送电能。

4、电路的三种状态：

通路——接通的电路叫通路，此时电路中有电流通过，电路是闭合的。

开路(断路)——断开的电路叫断路，此时电路不闭合，电路中无电流。

短路——不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起，电路中会有很大的电流，可能把电源烧坏，或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾，这是绝对不允许的。用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路(此时电流将直接通过导线而不会通过用电器，用电器不会工作)。

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