22.能舉例說明自然界存在多種多樣的運動形式.知道世界處于不停的運動中.A機 械 運 動 和 力 查看更多

 

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梁實秋
我愛鳥。
從前我常見提籠架鳥的人,清早在街上溜達(dá)。我感覺興味的不是那人的悠閑,卻是那鳥的苦悶。胳膊上架著的鷹,有時頭上蒙著一塊皮子,羽翮不整的蜷伏著不動,哪里有半點瞵視昂藏的神氣?籠子里的鳥更不用說,常年地關(guān)在柵欄里,飲啄倒是方便,冬天還有遮風(fēng)的棉罩,十分的“優(yōu)待”,但是如果想要“摶扶搖而直上”,便要撞頭碰壁。鳥到了這種地步,我想它的苦悶,大概是僅次于粘在膠紙上的蒼蠅,它的快樂,大概是僅優(yōu)于在標(biāo)本室里住著罷?
我開始欣賞鳥,是在四川。黎明時,窗外是一片鳥囀,不是吱吱喳喳的麻雀,不是呱呱噪啼的烏鴉,那一片聲音是清脆的,是嘹亮的,有的一聲長叫,包括著六七個音階,有的只是一個聲音,圓潤而不覺其單調(diào),有時是獨奏,有時是合唱,簡直是一派和諧的交響樂。不知有多少個春天的早晨,這樣的鳥聲把我從夢境喚起。等到旭日高升,市聲鼎沸,鳥就沉默了,不知到哪里去了,一直等到夜晚,才又聽到杜鵑叫,由遠(yuǎn)叫到近,由近叫到遠(yuǎn),一聲急似一聲,竟是凄絕的哀樂?鸵孤劥,說不出的酸楚!
在白晝,聽不到鳥鳴,但是看得見鳥的形體。世界上的生物,沒有比鳥更俊俏的。多少樣不知名的小鳥,在枝頭跳躍,有的曳著長長的尾巴,有的翹著尖尖的長喙,有的是胸襟上帶著一塊照眼的顏色,有的是飛起來的時候才閃露一下斑斕的花彩。幾乎沒有例外的鳥的身軀都是玲瓏飽滿的,細(xì)瘦而不干癟,豐腴而不臃腫,真是減一分則太瘦,增一分則太肥那樣的儂纖合度,跳蕩得那樣輕靈,腳上像是有彈簧,看它高踞枝頭,臨風(fēng)顧盼——好銳利的喜悅刺上我的心頭。不知是什么東西驚動它了,它倏地振翅飛去,它不回顧,它不悲哀,它像虹似的一下就消逝了,它留下的是無限的迷惆。有時候稻田里佇立著一只白鷺,舉著一條腿,縮著頸子,有時候“一行白鷺上青天”,背后還襯著黛青的山色和油綠的梯田。就是抓小雞的鳶鷹,啾啾地叫著,在天空盤旋,也有令人喜悅的一種雄姿。
我愛鳥的聲音鳥的形體,這愛好是很單純的,我對鳥并不存在任何幻想。有人初聞杜鵑,興奮得一夜不能睡,一時想到“杜宇”“望帝”,一時又想到啼血,想到客愁,覺得有無限詩意。我曾告訴他事實上全不是這樣的。杜鵑原是很健壯的一種鳥,比一般的鳥魁梧得多,扁嘴大口,并不特別美,而且自己不知構(gòu)巢,依仗體壯力大,硬把卵下在別個的巢里,如果巢里已有了夠多的卵,便不客氣地給擠落下去,孵育的責(zé)任則由別個代負(fù)了,孵出來之后,羽毛漸豐,就可把巢據(jù)為己有。那人聽了我的話之后,對于這豪橫無情的鳥,再也不能幻出什么詩意來了。我想濟慈的《夜鶯》、雪萊的《云雀》,還不都是詩人自我的幻想,與鳥何干?鳥并不永久地給人喜悅,有時也給人悲苦。詩人哈代在一首詩里說,他在圣誕的前夕,爐里燃著熊熊的火,滿室生春。桌上擺著豐盛的筵席,準(zhǔn)備著過一個普天同慶的夜晚,驀然看見在窗外一片美麗的雪景當(dāng)中,有一只小鳥趵瘠縮縮地在寒枝的梢頭踞立,正在啄食一顆殘余的僵凍的果兒,禁不住那料峭的寒風(fēng),栽倒地上死了,滾成一個雪團!詩人感喟曰:“鳥!你連這一個快樂的夜晚都不給我!”我也有過一次類似經(jīng)驗,在東北的一間雙重玻璃窗的屋里,忽然看見枝頭有一只麻雀,戰(zhàn)栗地跳動抖擻著,在啄食一塊干枯的葉子。但是我發(fā)現(xiàn)那麻雀的羽毛特別地長,而且是蓬松戟張著的:像是披著—件蓑衣,立刻使人聯(lián)想到那垃圾堆上的大群襤褸而臃腫的人,那形容是一模一樣的。那孤苦伶仃的麻雀,也就不暇令人哀了。
自從離開四川以后,不再容易看見那樣多型類的鳥的跳蕩,也不再容易聽到那樣悅耳的鳥鳴。只是清早遇到煙突冒煙的時候,一群麻雀擠在檐下的煙突旁邊取暖,隔著窗紙有時還能看見伏在窗欞上的雀兒的映影,喜鵲不知逃到哪里去了,帶哨子的鴿子也很少看見在天空打旋。黃昏時偶爾還聽見寒鴉在古木上鼓噪,入夜也還能聽見那像哭又像笑的鴟梟的怪叫。再令人觸目的就是那些偶然一見的囚在籠里的小鳥兒了,但是我不忍看。
1.文章依照不同的鳥給予自己的不同感受,把鳥分為四類:________,________,________,________。2.作者著力寫了鳥給人的喜悅和鳥的生活的悲苦,從這些描寫中,你感悟到作者希望有怎樣的社會和人生?(6分)
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3.第2段和第7段用了什么手法?在文中所起的作用是什么?(5分)
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4.對文章鑒賞不當(dāng)?shù)膬身検牵?分)(  )
A.作者觸景生情,借物抒懷,淋漓盡致地描寫了自己對鳥的種種感受。
B.作者愛所有的鳥,對鳥的悲苦給于深深地同情。
C.文章借對鳥的感受,抒發(fā)了對于自由、平等、博愛、幸福、生活的懷念、追求的感情。
D.文章逐層加以細(xì)致描寫,內(nèi)容豐富,層次井然。
E.這篇散文善于發(fā)揮聯(lián)想,在寫鳥的各種情態(tài)時,十分自然地聯(lián)想到了濟慈、雪萊、哈代有關(guān)鳥的作品,聯(lián)想到自己經(jīng)歷中有關(guān)鳥的種種鏡頭,豐富了描寫的內(nèi)容,增加了文章的厚度。

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焦耳

  焦耳(James Prescort Joule,1818~1889)英國杰出的物理學(xué)家。1818年12月24日生于曼徹斯特附近的索爾福德。父親是個富有的啤酒廠廠主。焦耳從小就跟父親參加釀酒勞動,學(xué)習(xí)釀酒技術(shù),沒上過正規(guī)學(xué)校。16歲時和兄弟一起在著名化學(xué)家道爾頓門下學(xué)習(xí),然而由于老師有病,學(xué)習(xí)時間并不長,但是道爾頓對他的影響極大,使他對科學(xué)研究產(chǎn)生了強烈的興趣。1838年他拿出一間住房開始了自己的實驗研究。他經(jīng)常利用釀酒后的業(yè)余時間,親手設(shè)計制作實驗儀器,進(jìn)行實驗。焦耳一生都在從事實驗研究工作,在電磁學(xué)、熱學(xué)、氣體分子動理論等方面均作出了卓越的貢獻(xiàn)。他是靠自學(xué)成為物理學(xué)家的。

  焦耳是從磁效應(yīng)和電動機效率的測定開始實驗研究的。他曾以為電磁鐵將會成為機械功的無窮無盡的源泉,很快他發(fā)現(xiàn)蒸汽機的效率要比剛發(fā)明不久的電動機效率高得多。正是這些實驗探索導(dǎo)致了他對熱功轉(zhuǎn)換的定量研究。

  從1840年起,焦耳開始研究電流的熱效應(yīng),寫成了《論伏打電所生的熱》、《電解時在金屬導(dǎo)體和電池組中放出的熱》等論文,指出:導(dǎo)體中一定時間內(nèi)所生成的熱量與導(dǎo)體的電流的二次方和電阻之積成正比。此后不久的1842年,俄國著名物理學(xué)家楞次也獨立地發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律,所以被稱為焦耳-楞次定律。這一發(fā)現(xiàn)為揭示電能、化學(xué)能、熱能的等價性打下了基礎(chǔ),敲開了通向能量守恒定律的大門。焦耳也注意探討各種生熱的自然“力”之間存在的定量關(guān)系。他做了許多實驗。例如,他把帶鐵芯的線圈放入封閉的水容器中,將線圈與靈敏電流計相連,線圈可在強電磁鐵的磁場間旋轉(zhuǎn)。電磁鐵由蓄電池供電。實驗時電磁鐵交替通斷電流各15分鐘,線圈轉(zhuǎn)速達(dá)每分鐘600次。這樣,就可將摩擦生熱與電流生熱兩種情況進(jìn)行比較,焦耳由此證明熱量與電流二次方成正比,他還用手搖、砝碼下落等共13種方法進(jìn)行實驗,最后得出:“使1磅水升高1°F的熱量,等于且可能轉(zhuǎn)化為把838磅重物舉高1英尺的機械力(功)”(合460千克重米每千卡)?偨Y(jié)這些結(jié)果,他寫出《論磁電的熱效應(yīng)及熱的機械值》論文,并在1843年8月21日英國科學(xué)協(xié)會數(shù)理組會議上宣讀。他強調(diào)了自然界的能是等量轉(zhuǎn)換、不會消滅的,哪里消耗了機械能或電磁能,總在某些地方能得到相當(dāng)?shù)臒。這對于熱的動力說是極好的證明與支持。因此引起轟動和熱烈的爭議。

  為了進(jìn)一步說服那些受熱質(zhì)說影響的科學(xué)家,他表示:“我打算利用更有效和更精確的裝置重做這些實驗!币院笏淖儨y量方法,例如,將壓縮一定量空氣所需的功與壓縮產(chǎn)生的熱量作比較確定熱功當(dāng)量;利用水通過細(xì)管運動放出的熱量來確定熱功當(dāng)量;其中特別著名的也是今天仍可認(rèn)為是最準(zhǔn)確的槳葉輪實驗。通過下降重物帶動量熱器中的葉片旋轉(zhuǎn),葉片與水的摩擦所生的熱量由水的溫升可準(zhǔn)確測出。他還用其他液體(如鯨油、水銀)代替水。不同的方法和材料得出的熱功當(dāng)量都是423.9千克重·米每千卡或趨近于423.85千克重·米每千卡。

  在1840~1879年焦耳用了近40年的時間,不懈地鉆研和測定了熱功當(dāng)量。他先后用不同的方法做了400多次實驗,得出結(jié)論:熱功當(dāng)量是一個普適常量,與做功方式無關(guān)。他自己1878年與1849年的測驗結(jié)果相同。后來公認(rèn)值是427千克重·米每千卡。這說明了焦耳不愧為真正的實驗大師。他的這一實驗常數(shù),為能量守恒與轉(zhuǎn)換定律提供了無可置疑的證據(jù)。

  1847年,當(dāng)29歲的焦耳在牛津召開的英國科學(xué)協(xié)會會議上再次報告他的成果時,本來想聽完后起來反駁的開爾文勛爵竟然也被焦耳完全說服了,后來兩人合作得很好,共同進(jìn)行了多孔塞實驗(1852),發(fā)現(xiàn)氣體經(jīng)多孔塞膨脹后溫度下降,稱為焦耳-湯姆孫效應(yīng),這個效應(yīng)在低溫技術(shù)和氣體液化方面有廣泛的應(yīng)用。焦耳的這些實驗結(jié)果,在1850年總結(jié)在他出版的《論熱功當(dāng)量》的重要著作中。他的實驗,經(jīng)多人從不同角度不同方法重復(fù)得出的結(jié)論是相同的。1850年焦耳被選為英國皇家學(xué)會會員。此后他仍不斷改進(jìn)自己的實驗。恩格斯把“由熱的機械當(dāng)量的發(fā)現(xiàn)(邁爾、焦耳和柯爾。┧鶎(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化的證明”列為19世紀(jì)下半葉自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)的第一項。

選自:《物理教師手冊》

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人教版第十六章  熱和能 復(fù)習(xí)提綱  

  一、分子熱運動

   1.物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型,其直徑以10-10m來度量。

   2.一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。

  、贁U散:不同物質(zhì)在相互接觸時,彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。

  、跀U散現(xiàn)象說明:A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī)則的運動。

  、壅n本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是:防止二氧化氮擴散被誤認(rèn)為是重力作用的結(jié)果。實驗現(xiàn)象:兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻,結(jié)論:氣體分子在不停地運動。

  、芄、液、氣都可擴散,擴散速度與溫度有關(guān)。

  、莘肿舆\動與物體運動要區(qū)分開:擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結(jié)果,而飛揚的灰塵,液、氣體對流是物體運動的結(jié)果。

   3.分子間有相互作用的引力和斥力。

  、佼(dāng)分子間的距離d=分子間平衡距離r,引力=斥力。

  、冢洌迹驎r,引力<斥力,斥力起主要作用,固體和液體很難被壓縮是因為:分子之間的斥力起主要作用。

  、郏洌荆驎r,引力>斥力,引力起主要作用。固體很難被拉斷,鋼筆寫字,膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。

   ④當(dāng)d>10r時,分子之間作用力十分微弱,可忽略不計。

   破鏡不能重圓的原因是:鏡塊間的距離遠(yuǎn)大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。

   二、內(nèi)能

   1.內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。

   2.物體在任何情況下都有內(nèi)能:既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用,那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水,還是寒冷的冰塊。

   3.影響物體內(nèi)能大小的因素:①溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大;②質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大;③材料:在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內(nèi)能可能不同;④存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內(nèi)能也可能不同。

   4.內(nèi)能與機械能不同:

   機械能是宏觀的,是物體作為一個整體運動所具有的能量,它的大小與機械運動有關(guān)。

   內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動,而不是物體的整體運動。

   5.熱運動:物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。

   溫度越高擴散越快。溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度越大。

   三、內(nèi)能的改變

   1.內(nèi)能改變的外部表現(xiàn):

   物體溫度升高(降低)──物體內(nèi)能增大(減小)。

   物體存在狀態(tài)改變(熔化、汽化、升華)──內(nèi)能改變。

   反過來,不能說內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。(因為內(nèi)能的變化有多種因素決定)

   2.改變內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。

   A、做功改變物體的內(nèi)能:

  、僮龉梢愿淖儍(nèi)能:對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。

  、谧龉Ω淖儍(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。

  、廴绻麅H通過做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。(W=△E)

  、芙忉屖吕簣D15.2-5甲看到棉花燃燒起來了,這是因為活塞壓縮空氣做功,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火:使木頭相互摩擦,人對木頭做功,使它的內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到木頭的燃點而燃燒。圖15.2-5乙看到當(dāng)塞子跳起來時,容器中出現(xiàn)了霧,這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功,內(nèi)能減小,溫度降低,使水蒸氣液化凝成小水滴。

   B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。

   ①熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。

   ②熱傳遞的條件是有溫度差,傳遞方式是:傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能(熱量),而不是溫度。

  、蹮醾鬟f過程中,物體吸熱,溫度升高,內(nèi)能增加;放熱溫度降低,內(nèi)能減少。

  、軣醾鬟f過程中,傳遞的能量的多少叫熱量,熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。

   C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別:由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同,前者能的形式發(fā)生了變化,后者能的形式不變。

   D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別:

     四、熱量

   1.比熱容:⑴定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。

  、莆锢硪饬x:表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。

   ⑶比熱容是物質(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。

  、人谋葻崛轂4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)的熱量為4.2×103J。

  、伤U{(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱,是因為水的比熱容大。

   2.計算公式:Q=Cm(t-t0),Q=Cm(t0-t)。

  3.熱平衡方程:不計熱損失Q=Q。

   五、內(nèi)能的利用、熱機

   (一)內(nèi)能的獲得──燃料的燃燒

   燃料燃燒:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

   (二)熱值

   1.定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。

   2.單位:J/kg。

   3.關(guān)于熱值的理解:

  、賹τ跓嶂档母拍,要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料:說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。

   ②熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。

   3.公式:Q=mq(q為熱值)。

  實際中,常利用Q=Q即cm(t-t0)=ηqm′聯(lián)合解題。

   4.酒精的熱值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。

   煤氣的熱值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。

   5.火箭常用液態(tài)氫做燃料,是因為:液態(tài)氫的熱值大,體積小便于儲存和運輸。

   6.爐子的效率:

  、俣x:爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。

  、诠剑害=Q有效/Q=cm(t-t0)/qm′。

   (三)內(nèi)能的利用

   1.內(nèi)能的利用方式:

  、爬脙(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。

  、评脙(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

   2.熱機:定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。

   能的轉(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

   蒸氣機──內(nèi)燃機──噴氣式發(fā)動機。

   3.內(nèi)燃機:將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。

   4.內(nèi)燃機大概的工作過程:內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程,是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

   5.熱機的效率:熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。

   公式:η=W有用/Q=W有用/qm。

  提高熱機效率的途徑:使燃料充分燃燒;盡量減小各種熱量損失;機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

   6.汽油機和柴油機的比較:

 

 

汽油機

柴油機

構(gòu)造:

頂部有一個火花塞

頂部有一個噴油嘴

吸氣沖程

吸入汽油與空氣的混合氣體

吸入空氣

點燃方式

點燃式

壓燃式

效率

應(yīng)用

小型汽車、摩托車

載重汽車、大型拖拉機

相同點

沖程:活塞在往復(fù)運動中從汽缸的一端運動到另一端。

一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周,經(jīng)歷四個沖程,做功1次。

   六、能量守恒定律

   1.自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí),但在日常生活中我們也有所了解,如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能,跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能,跟原子核的變化有關(guān)的核能,跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。

   2.在一定條件下,各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移(列舉學(xué)生所熟悉的事例,說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移)。在熱傳遞過程中,高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球,甲球的機械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。

   3.在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;在水力發(fā)電中,水的機械能轉(zhuǎn)化為電能;在火力發(fā)電廠,燃料燃燒釋放的化學(xué)能,轉(zhuǎn)化成電能;在核電站,核能轉(zhuǎn)化為電能;電流通過電熱器時,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電流通過電動機,電能轉(zhuǎn)化為機械能。

   4.能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。

   能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。

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人教版第十六章  熱和能 復(fù)習(xí)提綱  

  一、分子熱運動

   1.物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型,其直徑以10-10m來度量。

   2.一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。

  、贁U散:不同物質(zhì)在相互接觸時,彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。

   ②擴散現(xiàn)象說明:A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī)則的運動。

  、壅n本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是:防止二氧化氮擴散被誤認(rèn)為是重力作用的結(jié)果。實驗現(xiàn)象:兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻,結(jié)論:氣體分子在不停地運動。

  、芄獭⒁、氣都可擴散,擴散速度與溫度有關(guān)。

  、莘肿舆\動與物體運動要區(qū)分開:擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結(jié)果,而飛揚的灰塵,液、氣體對流是物體運動的結(jié)果。

   3.分子間有相互作用的引力和斥力。

  、佼(dāng)分子間的距離d=分子間平衡距離r,引力=斥力。

   ②d<r時,引力<斥力,斥力起主要作用,固體和液體很難被壓縮是因為:分子之間的斥力起主要作用。

  、郏洌荆驎r,引力>斥力,引力起主要作用。固體很難被拉斷,鋼筆寫字,膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。

  、墚(dāng)d>10r時,分子之間作用力十分微弱,可忽略不計。

   破鏡不能重圓的原因是:鏡塊間的距離遠(yuǎn)大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。

   二、內(nèi)能

   1.內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。

   2.物體在任何情況下都有內(nèi)能:既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用,那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水,還是寒冷的冰塊。

   3.影響物體內(nèi)能大小的因素:①溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大;②質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大;③材料:在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內(nèi)能可能不同;④存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內(nèi)能也可能不同。

   4.內(nèi)能與機械能不同:

   機械能是宏觀的,是物體作為一個整體運動所具有的能量,它的大小與機械運動有關(guān)。

   內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動,而不是物體的整體運動。

   5.熱運動:物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。

   溫度越高擴散越快。溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度越大。

   三、內(nèi)能的改變

   1.內(nèi)能改變的外部表現(xiàn):

   物體溫度升高(降低)──物體內(nèi)能增大(減。。

   物體存在狀態(tài)改變(熔化、汽化、升華)──內(nèi)能改變。

   反過來,不能說內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。(因為內(nèi)能的變化有多種因素決定)

   2.改變內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。

   A、做功改變物體的內(nèi)能:

  、僮龉梢愿淖儍(nèi)能:對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。

  、谧龉Ω淖儍(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。

  、廴绻麅H通過做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。(W=△E)

  、芙忉屖吕簣D15.2-5甲看到棉花燃燒起來了,這是因為活塞壓縮空氣做功,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火:使木頭相互摩擦,人對木頭做功,使它的內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到木頭的燃點而燃燒。圖15.2-5乙看到當(dāng)塞子跳起來時,容器中出現(xiàn)了霧,這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功,內(nèi)能減小,溫度降低,使水蒸氣液化凝成小水滴。

   B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。

  、贌醾鬟f是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。

   ②熱傳遞的條件是有溫度差,傳遞方式是:傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能(熱量),而不是溫度。

  、蹮醾鬟f過程中,物體吸熱,溫度升高,內(nèi)能增加;放熱溫度降低,內(nèi)能減少。

   ④熱傳遞過程中,傳遞的能量的多少叫熱量,熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。

   C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別:由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同,前者能的形式發(fā)生了變化,后者能的形式不變。

   D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別:

     四、熱量

   1.比熱容:⑴定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。

  、莆锢硪饬x:表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。

  、潜葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。

   ⑷水的比熱容為4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)的熱量為4.2×103J。

  、伤U{(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱,是因為水的比熱容大。

   2.計算公式:Q=Cm(t-t0),Q=Cm(t0-t)。

  3.熱平衡方程:不計熱損失Q=Q

   五、內(nèi)能的利用、熱機

  。ㄒ唬﹥(nèi)能的獲得──燃料的燃燒

   燃料燃燒:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

  。ǘ嶂

   1.定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。

   2.單位:J/kg。

   3.關(guān)于熱值的理解:

  、賹τ跓嶂档母拍睿⒅乩斫馊齻關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料:說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。

  、跓嶂捣从车氖悄撤N物質(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。

   3.公式:Q=mq(q為熱值)。

  實際中,常利用Q=Q即cm(t-t0)=ηqm′聯(lián)合解題。

   4.酒精的熱值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。

   煤氣的熱值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。

   5.火箭常用液態(tài)氫做燃料,是因為:液態(tài)氫的熱值大,體積小便于儲存和運輸。

   6.爐子的效率:

  、俣x:爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。

   ②公式:η=Q有效/Q=cm(t-t0)/qm′。

  。ㄈ﹥(nèi)能的利用

   1.內(nèi)能的利用方式:

  、爬脙(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。

  、评脙(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

   2.熱機:定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。

   能的轉(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

   蒸氣機──內(nèi)燃機──噴氣式發(fā)動機。

   3.內(nèi)燃機:將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。

   4.內(nèi)燃機大概的工作過程:內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程,是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

   5.熱機的效率:熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。

   公式:η=W有用/Q=W有用/qm。

  提高熱機效率的途徑:使燃料充分燃燒;盡量減小各種熱量損失;機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

   6.汽油機和柴油機的比較:

 

 

汽油機

柴油機

構(gòu)造:

頂部有一個火花塞

頂部有一個噴油嘴

吸氣沖程

吸入汽油與空氣的混合氣體

吸入空氣

點燃方式

點燃式

壓燃式

效率

應(yīng)用

小型汽車、摩托車

載重汽車、大型拖拉機

相同點

沖程:活塞在往復(fù)運動中從汽缸的一端運動到另一端。

一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周,經(jīng)歷四個沖程,做功1次。

   六、能量守恒定律

   1.自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí),但在日常生活中我們也有所了解,如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能,跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能,跟原子核的變化有關(guān)的核能,跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。

   2.在一定條件下,各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移(列舉學(xué)生所熟悉的事例,說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移)。在熱傳遞過程中,高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球,甲球的機械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。

   3.在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;在水力發(fā)電中,水的機械能轉(zhuǎn)化為電能;在火力發(fā)電廠,燃料燃燒釋放的化學(xué)能,轉(zhuǎn)化成電能;在核電站,核能轉(zhuǎn)化為電能;電流通過電熱器時,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電流通過電動機,電能轉(zhuǎn)化為機械能。

   4.能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。

   能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。

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(1)2.75(說明:答案在2.71~2.79之間即可);

(2)溫度計的玻璃泡碰到容器底部                                                                                  (容易題)

2.請你試一試:

(1)如圖9―10所示的水筆芯,當(dāng)上端開口堵住后書寫了一會兒,筆尖就無法寫出字了。發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是                   

(2)當(dāng)水筆的筆尖朝上書寫了一會兒,筆尖也無法寫出水了。發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是                                           。

(3)圖中的水筆在太空中是無法使用的,請發(fā)揮你的想象力為這種筆提出一種改進(jìn)措施:                                           

                               。

【參考答案】

(1)大氣壓的作用;

(2)重力的作用;

(3)略(說明:只要能針對水筆在太空中由于失重而造成無法朝著筆尖的方向流出墨水的現(xiàn)象,提出改進(jìn)措施,使得墨水受到一個持續(xù)向筆尖方向的力即可 )

                         (中檔題)

3. 小小文具盒里蘊含著豐富的物理知識,可以用來做很多物理實驗。請你利用文具盒中的文具設(shè)計兩個物理小實驗,只要求寫出實驗的做法和要說明的物理問題。

[ 示例 ]把鉛筆立在桌面上,可以看到鉛筆形成一個影子。說明光是沿直線傳播。

答:(1)                                                         

   (2)                                                         

 

【參考答案】

(1)用力彎塑料尺,塑料尺變彎。說明力可以改變物體的形狀。

(2)用兩手指按住圓珠筆的筆尖和筆尾,按住筆尖的手指更痛。(說明:用其他方法進(jìn)行實驗,能說明問題的同樣給分)

                                                 (中檔題)

4.小明彎曲手中的鋼鋸片,感覺到彈力大小與彎曲程度有關(guān),同時他猜想,彈力大小可能還跟鋼鋸片的長度有關(guān)。于是他和同學(xué)合作進(jìn)行了圖9―11所示的實驗,將鋼鋸片夾在厚書內(nèi),伸出的長度(簡稱長度)用L表示;鋼鋸片形變量(彎曲程度)用末端側(cè)移量x表示,鋼鋸片的彈力用F表示,其大小等于測力計的讀數(shù)。實驗數(shù)據(jù)如下表。

(1)由第              次實驗數(shù)據(jù)分析可知,鋼鋸片在形變量x一定時,彈力F 隨長度L的                    (選填“增大”或“減小”);

(2)由第3~7次實驗數(shù)據(jù)分析可知,鋼鋸片在長度L一定時,彈力F跟形變量x成           ;

(3)請用表中鋼鋸片長度L為25cm時的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上畫出彈力F跟形變量x關(guān)系的圖象;

(4)分析圖象,進(jìn)一步歸納得出:                                    

                                  

【參考答案】

(1)1、2、4 , 增大(或減。,減。ɑ蛟龃螅;

(2)正比 ;

(3)圖象略;

(4)彈力F與x成正比只在x小于5cm時成立, x大于5cm后F與x不成正比。

                                              (稍難題)

(四)計算題

1.餐飲業(yè)的浪費現(xiàn)象比較嚴(yán)重。小偉同學(xué)利用暑假到某餐館進(jìn)行社會調(diào)查,以事實來提醒人們注意節(jié)約。他每天從餐館收集到顧客剩余、丟棄的啤酒約20kg,測出一只空酒瓶(含瓶蓋)的質(zhì)量是0.55kg,未開封的一瓶啤酒總質(zhì)量是1.15kg,酒瓶標(biāo)簽上注明每瓶啤酒的凈含量是620ml。求:

(1)一瓶未開封啤酒的質(zhì)量;

(2)該餐館相當(dāng)于每天浪費幾瓶未開封的啤酒;

(3)啤酒的密度。

【參考答案】                                                      

(1)一瓶未開封啤酒的質(zhì)量:m1=m-m0=1.15kg-0.55kg=0.6kg 

(2)每天浪費的啤酒瓶數(shù):  (取33瓶)

(3)啤酒的密度:

                                                                                    (容易題)

2.發(fā)光二極管是一種發(fā)展前景十分看好的節(jié)能照明燈具,我國計劃在2008年北京奧運會上大量使用它。電子制作興趣小組的同學(xué)用“2.5V  10mA”的高亮發(fā)光二極管制作手電筒,電路如圖9―12所示。

(1)若電源電壓為3V,為使發(fā)光二極管正常發(fā)光,R應(yīng)取何值?

(2)實驗發(fā)現(xiàn),4只高亮發(fā)光二極管與1只“2.5V  0.3A”的小燈泡都正常發(fā)光時亮度相當(dāng),若累積使用10h,使用二極管手電筒能節(jié)約多少焦耳的電能?

 

【參考答案】                 

(1)電阻R與發(fā)光二極管串聯(lián)

UR U U = 3V 2.5V = 0.5 V

I R= I = 10 mA = 0.01A      

由歐姆定律  得        

(2)P管總= 4P = 4 UI = 4 × 2.5V × 0.01A = 0.1W     

P = UI = 2.5V × 0.3A = 0.75 W     

ΔP =  P-P管總 = 0.75 W-0.1W = 0.65 W

W = ΔPt = 0.65 W×10×3600s = 2.34×104J

                                                                                           (中檔題)


同步練習(xí)冊答案