動圖及解釋:物質構成、分子運動、內能及應用

2021-01-19 濟外物理



1.物質的構成

碳原子的空間結構

【知識連結】

物質的構成:常見的物質是由極其微小的粒子——分子、原子構成的。無論大小,無論是否是生命體,物質都是由分子、原子等粒子構成

2.擴散

氣體的擴散


液體的擴散

【知識連結】

(1)擴散定義:不同物質在相互接觸時彼此進入對方的現象。比如墨水在水中擴散等等。

(2)擴散的物理意義:表明一切物質的分子都在不停地做無規則運動。表明分子之間存在間隙。

(3)擴散的特點:無論固體、液體,還是氣體,都可以發生擴散。發生擴散時每一個分子都是無規則運動的

3.分子的熱運動

墨水的擴散

(1)定義:分子永不停息地做無規則運動叫做熱運動。無論物體處於什麼狀態、是什麼形狀、溫度是高還是低都是如此。因此,一切物體在任何情況下都具有內能。

(2)影響因素:分子的運動與溫度有關,物體溫度越高,分子運動越劇烈

4.分子間的作用力

分子引力

【知識連結】

分子間相互作用的引力和斥力是同時存在的,具體表現為:

(1)當分子間距離等於r0(r0=10^-10m)時,分子間引力和斥力相等,合力為0,對外不顯力;

(2)當分子間距離減小,小於r0時,分子間引力和斥力都增大,但斥力增大得更快,斥力大於引力,分子間作用力表現為斥力;

(3)當分子間距離增大,(關注微信公眾號:初中生家長 獲取更多初中學習資料)大於r0時,分子間引力和斥力都減小,但斥力減小得更快,引力大於斥力,分子間作用力表現為引力;

(4)當分子間距離繼續增大,分子間作用力繼續減小,當分子間距離大於10 r0時,分子間作用力就變得十分微弱,可以忽略了。

5.內能

氣體分子運動模型

【知識連結】

(1)定義:構成物體的所有分子,其熱運動的動能與分子勢能的總和。分子動能:分子由於運動而具有的能,其大小決定於溫度高低。分子勢能:分子由於存在相互作用力而具有的能,其大小決定於分子間距。單位是焦耳(J)。

(2)一切物體的分子都永不停息地做無規則運動,無論物體處於什麼狀態、是什麼形狀、溫度是高還是低都是如此。因此,一切物體在任何情況下都具有內能

(3)同一物體的內能的大小與溫度有關,溫度越高,具有的內能就越多。但不同物體的內能則不僅以溫度的高低為依據來比較。

(4)影響內能大小的因素:分子的個數、分子的質量、熱運動的劇烈程度(溫度高低)、分子間相對位置

6.改變物體內能

做功改變內能


熱傳遞改變內能

【知識連結】

物體內能的改變:

(1)改變內能的方法:做功和熱傳遞。

做功:兩種不同形式的能量通過做功實現轉化。

熱傳遞:內能在不同物體間的轉移。

(2)熱量:

a.定義:在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少叫做熱量。

b.單位:焦耳(J)。

7.比熱容

比熱容

【知識連結】

(1)定義:一定質量的某種物質,在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比,叫做這種物質的比熱容,用符號c表示。單位:焦每千克攝氏度,符號是J/(kg·C)

(2)比熱容是反映物質自身性質的物理量,比熱容只決定於物質本身,反映了物質吸熱(或放熱)的本領,與物質的質量、吸收或放出熱量的多少、溫度的高低、形狀、位置等都沒有關係。(關注微信公眾號:初中生家長 獲取更多初中學習資料)但是,物質的比熱容不但與物質的種類有關,還與物質的狀態有關。

(3)熱量的計算:

計算公式:Q=cm△t,其中,吸熱公式Q吸=cm(t-t0):,放熱公式:Q放=cm(t0-t)。c表示物質的比熱容,m表示物質的質量,△t是指溫度的變化量,t0表示物質的初溫,t表示末溫。


內能的利用

1.熱機

汽油機的基本構造

【知識連結】

(1)把內能轉化為機械能的機械叫熱機。

(2)內燃機:

a.定義:燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機叫做內燃機。

b.分類:汽油機和柴油機。構造圖:

c.工作過程:

活塞在汽缸內往復運動時,從汽缸的一端運動到另一端的過程,叫做一個衝程。

工作循環:多數汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個衝程的不斷循環來保證連續工作的,經歷四個衝程,做功1次。汽油機的工作過程如下:

d.汽油機和柴油機的比較:


汽油機

柴油機

 

不同點

構造

頂部有一個火花塞

頂部有一個憤油嘴

吸氣衝程

吸入汽油和空氣的混合氣體

吸入空氣

點燃方式

點燃式

壓燃式

效率

應用

轎車、摩託車

載重型汽車、大型拖拉機

 

相同點

①衝程:活塞在往復運動中從氣缸的一端運動到另一端;

②一個工作循環活塞往復運動2次,曲軸和飛輪轉動2周,經歷四個衝程,做功1次

2.能量的轉化和守恆


能量轉換——風車發電

【知識連結】

(1)在一定條件下,各種形式的能都可以相互轉化。

(2)能量既不會憑空消失,也不會憑空產生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到其他物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變。這就是能量守恆定律,所有能量轉化的過程,都服從能量守恆定律。


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