第十四章 《内能与热机》
14.1认识内能
1．内能：在物理学中,把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能.一切物体在任何情况下都具有内能.内能的单位是焦（J）
2．影响内能大小的因素之一是：温度,温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能越大,物体的内能也越多.这说明,同一物体的内能是随温度的变化而变化的.
3．改变物体内能的方法是：①做功；②热传递 这两种方式对于改变物体的内能是等效的.
4．对物体做功,物体的内能增大,温度升高；物体对外做功,自身内能减小,温度降低
5．热传递发生的条件是：两个物体有温度差；热传递的方式有：传导、对流和辐射；发生热传递时,热量（内能）从高温物体传向低温物体,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到温度相同时,热传递才停止.
14.2热量与热值
1．热量：在物理学中,把在热传递过程中物体内能改变的多少叫做热量.物体吸收热量,内能增加；放出热量,内能减少.
2．热量用字母Q表示,单位是焦（J）.一根火柴完全燃烧放出的热量约为1000J.
3．实验表明：对同种物质的物体,它吸收或放出的热量跟物体的质量大小、温度的变化多少成正比.
4．热值：把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值.
5．热值是燃料的一种属性,与质量、是否完全燃烧等没有关系,只与燃料的种类有关,不同燃料的热值一般不同.
6．燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q=qm或Q=qV
7．Q表示热量,单位是焦（J）,q表示热值,单位是焦/千克（J/kg）或焦/米3（J/m3）；m表示质量,单位是千克（kg）；V表示体积,单位是米3（m3）
8．氢气的热值很大,为q氢=1.4×108J/m3,表示的物理意义是：1m3的氢气在完全燃烧时所放出的热量为1.4×108J.
9．提高炉子效率的方法：①改善燃烧条件,使燃料尽可能充分燃烧；②尽可能减少各种热量损失
14.3研究物质的比热容
1．比热容：单位质量的某种物质,温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量,叫这种物质的比热容.
2．比热容是物质的一种属性,与物质的质量、体积等无关,只与物质的种类有关.不同物质的比热容一般不同,同种物质的比热容与物质的状态有关.
3．比热容用字母c表示,单位是：焦/(千克•℃),符号是：J/(kg•℃)
4．水的比热容很大,为c水=4.2×103J/(kg•℃),表示的物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×103J.
5．水的比热容大,在质量和吸收的热量相同时,升高的温度比其它物质小；放出的热量相同时,降低的温度比其它物质小,因而温差变化较小.
6．水的比热容大,在质量和升高的温度相同时,比其它物质吸收的热量多,因而可用水来降温；在降低的温度相同时,比其它物质放出的热量多,因而可用水来取暖.
7．发生热传递时,低温物体吸收的热量计算公式为：Q吸=cmΔt （Δt=t－t0）
高温物体放出的热量计算公式为：Q放=cmΔt （Δt=t0－t）
14.4热机与社会发展
1．热机的种类包括有：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等.
2．热机的共同特点：将燃料燃烧时的化学能转化为内能,然后通过做功,把内能转化为机械能.
3．汽油机和柴油机工作时,一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程这四个冲程组成的.在这四个冲程中,只有做功冲程是将内能转化为机械能而对外做功,其他三个冲程均为辅助冲程,要靠飞轮的惯性完成.
4．汽油机与柴油机的对比
比较项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造 有火花塞 有喷油嘴
吸气冲程 汽油和空气的混合物 空气
压缩冲程 机械能转化为内能 机械能转化为内能
做功冲程 点燃式（内能转化为机械能） 压燃式（内能转化为机械能）
排气冲程
效率 20%~30% 30%~45%
应用 汽车、飞机、摩托车、小型农业机械 载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械
5．热机的效率：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率.
6．热机对环境造成的污染主要是：①大气污染；②噪声污染
7．人类保护环境的重要措施是：减少热机废气中的有害物质,控制废气排放的总量.具体方面是：①推广使用无铅汽油；②安装电子控制燃油喷射发动机（EFI系统）；③推广新能源汽车,如天然气汽车、太阳能汽车、电动汽车等.