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问:怎样正确理解温度、内能、热量、做功之间的关系?
答:温度百年时物体的冷热程度.从分子动理论观点看,温度越高,分子无规则运动速度越大,分子热运动就越激烈,因此可以说温度是分子热运动激烈程度的标志.内能是能的一种形式,它是物体内所以分子无规则运动所具有的动能和分子势能的总和.它与温度是两个不同的概念.但可以从下面这句话找到它们的联系:物体温度升高,它的内能增大;温度降低,它的内能减少.热量指热传递过程中内能的改变量.因此热量是一个过程量, 与内能是一个状态量不同,在热传递过程中物体内能的变化不能用功来量度,只能用热量来量度.做功也是一个过程量,也可以改变内能,因此也能量度内能的变化.做功和热传递堆于改变物体的内能是等效的,但两者是有区别的:做功改变内能是物体的机械能转化为内能,热传递是内能在物体间的转移.
问:能量守恒定律的内涵是什么?
答:能量既不会凭空消失,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,这就是能量守恒定律.
(1)在热现象中,利用内能做功的过程是内能和其他形式能量的转化过程,做了多少功,就有多少内能转化为等量的其他形式的能量或就有多少其他形式的能量转化为等量的内能,能量是守恒的.例如摩擦生热,机械能转化为内能.
(2)在热传递过程中是内能的转移过程.例如,一杯热水誉一杯冷水混合,稳定后,热水降温减少了多少内能,冷水变热会增加等量的内能,能量是守恒的.
(3)自然界中除了内能可以同其他形式的能量 发生转化外,各种形式的能量也都可以发生相互转化,例如,燃料燃烧释放化学能=完全燃烧获得的内能;再如电动机带动水泵消耗的电能=水泵获得的机械能+电动机发热产生的内能,且能量是守
问;怎样从能量的角度理解自然界中的各种现象都是互相联系的?
答;通过课本中的四个学过的相互有联系的现象可知,不同的自然现象之间都有能量的转化:例如摩擦生热(搓手),摩擦是机械运动现象,生热是热现象,摩擦能够生热,说明机械运动现象和热现象有联系.依次类比可逐个分析出其他各种确有能量的转化,能量可以反映这种联系.课本中图15.5-1不同形式的能量的转化实例没有一个标准答案,其中机械能与化学能之间的相互转化,能量的形式稍显生疏,其实在化学课上我们已学习溶液的振荡可加快溶液的反应速率,其实就是一个例证.另外,还有就是食物在人体内“燃烧”转化为人的日常活动所需的机械能等也是化学能转化为机械能的例子.
问:为什么热机的效率比较低?
答:根据热机效率的定义可知,热机的效率比较低,说明热机中燃料完全燃烧放出的能量中用来做有用功的部分比较少.为什么会比较少呢?要回答这个问题,先要弄清热机工作过程中有哪些损失能量的原因,归纳起来应该有以下几个原因:
(1)燃料并未完全燃烧,使部分能量白白浪费掉了.例如,一辆汽车从身边驶过,有时我们从汽车排出的气体中嗅到了汽油味,这说明汽油机中的汽油未完全燃烧.
(2)热机工作的排气冲程要将废气排出,而排出的气体中还具有内能,另外汽缸壁等也会传走一部分内能.
(3)由于热机各零部件之间有摩擦,需要克服做功而消耗部分能量.
(4)曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功,而有一部分传给飞轮以维持其继续转动,这部分虽然是机械能,但不能称之为有用功.据上所述,热机中能量损失的原因这么多,所以热机的效率一般都比较低.
在能量的转化过程中,一个物体的机械能可以百分之百的转化为内能,那么一个物体的内能能不能百分之百的转化为机械能?为什么?
不能,因为在内能转化为机械能的过程中,克服摩擦做功会有一部分机械能转化为内能,所以内能转化为机械能不能达到100%
我们都知道植物生长离不开太阳,在这个过程中发生了怎样的能量转化?
太阳能转化为生物能
在热机的整个工作过程中,哪些方面可能造成热量损失?
燃料的不完全燃烧;热机部件散热;克服摩擦做功消耗能量;废气带走一部分热量.
我们经常可以看到汽车喷黑烟的情景,其主要原因是汽油燃烧不充分.试分析这对热机的效率有何影响?
汽油燃烧不充分,降低了热机的效率
热机(如汽车、拖拉机的发动机等)是将燃料的内能转化为机械能的装置,热机的发展和应用推动了社会的快速发展.热机在能的转化过程中,不可避免的要损失一部分能量,并且对环境造成一定程度的污染,请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失,同时指出可能造成哪些环境污染.
燃料的不完全燃烧损失一部分内能,克服摩擦做功损失一部分内能,排出的废气仍有较高的温度损失一部分内能,热机部件散热等;燃料燃烧生成的气体排放到大气中会造成大气污染.
分析热机中燃料燃烧释放能量的去向,说明提高热机效率的方法.
热机中燃料燃烧释放的能量,除用来做有用功外,排出的废气带走一大部分能量,一部分能量消耗在散热上,还有一部分能量消耗在克服摩擦做功上.保证良好的润滑可以减小摩擦;减少各种能量损失,都可提高热机效率