第15讲 机械能与内能计算专题（原卷版）.docxVIP

第15讲机械能与内能计算专题

进一步掌握比热容的应用及吸放热计算

进一步掌握热值的计算

进一步掌握热机及热机效率计算

比热容

比热容

在热传递过程中，传递能量的多少叫做。温度不同的两个物体相互接触，高温物体内能，低温物体内能；对物体做功时，物体内能会，物体对外做功时，物体内能会。

比热容是物质的一种，与物质的种类和，与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。

水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：。

热量的简单计算

热量的计算：(1)吸热：)；(2)放热：

其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦(J)，Q放—放出的热量。

c—比热容，单位：焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))

m—质量，单位：千克(kg)

△t—变化的温度(升高或降低的温度)，单位：摄氏度(℃)；t0—初始温度、t—末温。

内燃机的工作原理

汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。

冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

汽油机的工作过程：、、、。

吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；

压缩冲程—外界对做功，机械能转化为，气体温度；

做功冲程—化学能转化为，气体温度，气体做功，内能转化为；

排气冲程—靠惯性运动，排出废气。

柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。

柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1)吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2)压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3)做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。

内燃机一次工作循环包括4个冲程、飞轮转动2圈、活塞往复2次以及1次对外做功

热值

热值(q)：1kg某种燃料完全燃烧放出的，叫热值；热值单位是：。

燃料燃烧放出热量：；(Q放是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m是质量，单位是kg。)

对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种，只与燃料的有关，与燃料的形态、质量、体积等均。

热机效率

热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：

在热机的各种损失中，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。

注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧(完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒)；②废气排出带走能量(废气的利用)；③克服磨擦，消耗能量(使用润滑剂，减小摩擦)

能量转化与守恒

能量守恒定律：能量既不会，也不会，它只会从一种形式转化为另一种，或者从一个物体转移到另一个，而在转化和转移过程中，能量的总量。

能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。

定律中能的转化，是指通过做功，能的形式发生了变化，一种形式的能转化为另一种形式的能。如钻木取火，就是通过克服摩擦做功，使机械能转化为内能。能的转移，是指同一种能从一个物体转移到另一个物体上，能的形式没有变化，如热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体。

知识点一：比热容特性及计算

【探究重点】

比热容定义式：

比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。

【例题精讲】

（2022·江苏扬州·一模）用某煤气灶将质量为5kg的水从20°C加热到100°C，水吸收的热量为______J，若消耗的煤气质量为0.16kg，煤气灶烧水时的效率为______。[c水＝4.2×103J/(kg?°C)，q煤气＝4.2×107J/kg]

【巩固训练】

为了