煤矿特种作业人员考试题库:热与能

一、分子热运动

1、物质是由分子组成的。

分子若看成球型，其直径以10-10m来度量。

2、扩散现象

①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动（热运动）。温度越高，分子的无规则运动越剧烈。

②扩散现象说明：A、分子之间有间隙。B、分子在做不停的无规则的运动。

3、分子间的作用力

分子间有相互作用的引力和斥力

①分子间的引力使得固体和液体保持一定的体积，它们里面的分子不致散开。分子间的斥力使得分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩。

②当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力；如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。

二、内能 

1、内能

①物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

②物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。

③影响物体内能大小的因素：

A温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。

B质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

C材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。

D存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。

④、内能与机械能不同：机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关；内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子间的相互作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。

2、物体内能的改变

①内能改变的外部表现：物体温度改变或物体的存在状态改变。但不能反过来说，内能改变必然导致温度变化。

②改变物体内能的方法

A热传递可以改变物体的内能。

a热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。

b热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。热传递所传递的是内能（热量），而不是温度。

c热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；物体放热，温度降低，内能减少。

d热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。

B做功可以改变物体的内能：

a做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。

b做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。

c如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。

C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。

三、比热容

1、比热容：

⑴ 定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。

⑵ 物理意义：表示不同物质，在质量相等，温度升高（或降低）相同的度数时，吸收（或放出）的热量并不相同这一性质。

⑶比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。

⑷水的比热容为4.2×103J/(kg·℃) 表示：1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J

2、热量的计算

公式：Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）

四、热机

1、热机： 内能转化为机械能的机器。

2、内燃机：

①将燃料移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。

②内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。

3、燃料的热值

①燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，化学能转化为内能。

②燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。

③1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值单位：焦每千克（J/kg），对气体燃料，热值指的是1立方米燃料完全燃烧放出的热量，单位：焦每立方米（J/m3）

④热机的效率：燃料燃烧释放的能量用来开动热机时，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。

⑤提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。

五、能量的转化和守恒

1、能的转化

在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化。

摩擦生热：机械能转化为内能

发电机：机械能转化为电能

电动机：电能转化为机械能

光合作用：光能转化为化学能

燃料燃烧：化学能转化为内能

2、能量守恒定律

能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。