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分子动理论  内能(二)

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学习目标要求:

  1.理解比热容的概念;知道比热容的单位及其物理意义。

  2.会查比热容表,记住水的比热容。

  3.会根据物质比热容这一特性解释有关现象。

  4.记住并理解热量计算的公式,会利用它进行有关热量的计算。

  5.知道能的转化的普遍性,并能举出一些能量转化的实例。

  6.知道能量守恒定律的内容,并能用来说明简单的现象。

  知识要点精析:

  1.对比热容概念的理解
  (1)比热容是单位质量某种物质温度升高(或降低) 时吸收(或放出)的热量,“单位质量”一般指 ;

  (2)比热容的单位是热量、质量、温度三个单位复合而成,应注意读写方法及意义;

  (3)比热容是反映物质特性的量,它反映的是单位质量的某种物质吸热(或放热)而引起温度变化的特性,每种物质都有自己的比热容,不同物质的比热容一般是不同的,即使是同种物质,状态不同时,比热容也不相同。物质的比热容可以由质量、温度变化量、吸放热的多少共同度量,但比热容不随物质的质量、吸放热的多少以及温度变化量的变化而变化,所以可以通过比热容来鉴别物质的种类。

  2.水的比热容特点及其意义
  水的比热容的特点就是其值较大。这一特点在日常生活和生产中具有重要意义,主要表现为两个方面。一方面,由于水的比热容较大,所以一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,这就有利用水来作冷却剂或保暖。前者是让水吸收带走更多的热量;后者是让水放出更多的热量。另一方面,由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却变化不大,这有利于调节气候,夏天,太阳晒到海面上,海水温度升高过程中吸收大量的热,所以住在海边的人们并不觉得热;冬天,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海地区温度变化较慢,不至降得太低,所以住在海边的人们也不觉得太冷。

  3.热量的计算公式
4.能量守恒定律
  自然界有许多不同形式的能量,如机械能、内能、化学能、光能、电能等。各种形式的能量之间可以互相转化,即一种形式的能量转化为另一种形式的能量。例如,摩擦生热是机械能转化为内能,水电站里水轮机带动发电机发电,是机械能转化为电能,电流通过灯泡使灯泡发光,是电能转化为光能,等等。能量还可以发生转移,即一种能量从一个物体转移到另一个物体。例如,热传递就是能量从温度较高的物体转移到温度较低的物体。能量在转化和转移过程中都遵循能量守恒定律,即能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。它反映了自然现象的普遍联系,也是人类认识自然、利用自然的有力武器。

  5.机械能转化和守恒定律与能量守恒的区别
  机械能的转化是指一个物体的动能和势能之间的相互转化。在转化过程中,如果机械能没有转化为其他形式能量,也没有其他形式的能量补充,则机械能的总量将保持不变。例如,一个物体沿光滑斜面下滑时,物体的势能 转化为物体的动能,而总的机械能守恒;如果在转化过程中有能量损失或者有其他能量的补充,机械能就不再守恒,因此机械能的守恒是有条件的,即机械能没有转化为其他形式的能量,也没有其他形式的能量补充。




1楼2006-06-17 06:12回复
    所以,热量是物体热能变化的量度。摩擦生热的现象也可以用分子运动论来解释:当两个物体相互摩擦时,摩擦做功使物体的热能发生变化,当分子平均动能加大以后,物体的温度就升高了。热量的单位是千卡,功的单位是千克米。伦福德在实验之后,写了一篇论文,粗略地说明了功和热的关系。这个论文中的这一部分并没有引起广泛的注意。当时还有不少人死抱住热素说不放。然而,蒸汽机的广泛应用急迫地需要解决热功转换的问题,历史要求人们测出热功当量即究竟多少功相当于1千卡的热。当时英国有一位酿酒师叫詹姆斯·晋雷斯各·焦耳,他从伦福德的论文中得到启发,决定探索热功当量.焦耳写道:“伦福德伯爵的论文的最重要部分,虽然也是人们至今极少注意的部分,就是他为产生某量的热所需要机械力的量作出估计。在提到他的第三次实验时,他说:“在冰水中摩擦产生的以及累积在两小时半中的热能够把水加热到180°或沸腾的总量=26.58磅。”焦耳从1843年到1878年的35年间,进行了大约400次测定热功当量的实验。起初,焦耳让水通过一根很窄的管子,由于水和管子的摩擦,水温升高,从而测定功和热的关系。后来,他又用压缩空气的办法来研究这个问题:用打气筒时,气筒里增加的热量就是做功以后转化的,测定气体吸收的热量,就可以研究热和功的关系了。

      焦耳经过许多次的实验,最终确定428.7千克米的功相当于1千卡的热。后来,经过校正,人们终于找到了热功当量的确切值是427千克米的功相当于1千卡的热。

      在现在的国际单位制中,功、能和热量的单位都是焦耳。

        1焦耳=0.24卡       1卡=4.18焦耳



        1焦耳=0.102千克米    1千克米=9.8焦耳

      当时蒸汽机已经得到广泛应用,有人计算了蒸汽机做功时所消耗的热量,再计算蒸汽机所做的功,对于改进蒸汽机起了积极的作用。


    3楼2006-06-17 06:13
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