3.5 物体的内能(二)
一、比热容
1、比热容
(1)比热容:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃ 吸收(或放出)的热量叫这种物质的比热容。比热容的单位:J/(kg·℃ )。
(2)水的比热容:水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃ )。,其表示的物理意义是质量为1 kg的水温度升高1 ℃时吸收的热量是4.2×103 J。
(3)比热容是物质本身的一种属性,每种物质都有自己的比热容。下表列出了一些物质的比热容。
从表中可见,水的比热容比砂石大得多。在质量和吸收或放出的热量相同的条件下,水的温度的变化比砂石要小得多。因此,在同样的阳光照射的条件下,一天之内内陆地区的气温变化比沿海地区大。 2、热量的计算
(1)在热传递过程中,传递能量的多少叫做 热量 ,用Q表示。物质从外界吸收多少热量,内能就增加多少;物体向外界放出多少热量,内能就减少多少。
(2)热量的计算公式:Q=cm(t-t0)或Q?cm?t(c为物质的比热容,m为物体的质量,是t0初温,t是末温)。
二、热机
1、热机:是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的机器。热机有多种类型,蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机等都属于热机。
2、内燃机就是燃料在机器气缸内燃烧的热机。以汽油为燃料的内燃机叫做汽油机,以柴油为燃料的内燃机叫做柴油机。
3、汽油机工作示意图(如图3-70):汽油在汽油机的汽缸内燃烧,生成高温高压的燃气,推动活塞做功,把内能转化为机械能。活塞在汽缸内往复运动,通过连杆带动曲轴转动。活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程,叫做一个冲程。大多数的汽油机都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环往复来保证机器正常工作。在一辆汽车的发动机中有多只汽缸,如四只、六只或八只汽缸,每一只汽缸都循环往复地重复“四个冲程”。
4、汽油机工作具体过程:
(1)在图3-70甲中,进气门打开,排气门关闭,活塞从上向下运动,汽油和空气的混合物吸入汽缸,这就是吸气冲程。
(2)在图3-70乙中,进气门和排气门都关闭,活塞从下向上运动,压缩已吸入的燃料混合物,这就是压缩冲程。
(3)在图3-70丙中,在压缩冲程末,火花塞产生电火花,点燃压缩后的燃料,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气。高温高压的燃气推动活塞向下运动,通过连杆带动曲轴转动,对外做功,实现把内能转化为机械能,这就是做功冲程。
(4)在图3-70丁中,进气门关闭,排气门打开,活塞从下向上运动,把废气排出汽缸。
5、热机效率:热机工作时,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比, 就是热机的效率。汽油机的效率一般为20%~30%,柴油机的效率可达 45%。
三、燃料的热值
1、燃料燃烧时发生的是化学变化,要释放大量的热。燃料燃烧的过程中 化学 能转化为 内 能。 2、燃料的热值
(1)定义:1 kg某种燃料 完全 燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。