初三上冊物理第一節分子熱運動?第八章 分子熱運動與内能（包括熱機），我來為大家科普一下關于初三上冊物理第一節分子熱運動?以下内容希望對你有幫助!

初三上冊物理第一節分子熱運動

第八章 分子熱運動與内能（包括熱機）

小時候聽評書，經常聽到這麼一句“鹽打哪兒鹹，醋打哪兒酸”，說的是啥事兒都得有個原因。那我們前面說了很多關于冷熱的東西，那冷熱到底是怎麼一回事兒呢？别急，我們還得先來認識一下這個世界。

我們這個世界是由物質組成的。這一點毋庸置疑了。那物質又是由什麼組成的呢？首先得說是分子，那分子是由什麼組成的呢？是原子。原子裡面又有什麼呢？有電子和原子核，原子核裡面有質子和中子。質子和中子還能再進一步分開嗎？還能。咱們就不扯那麼遠了。回到物質組成這件事兒上，有些物質是由原子直接組成的，比如金屬。不過呢，那些都是化學課的内容了。在物理這塊兒，特别是在初中物理的内容裡，隻考慮分子這個結構單元。

物理書上有這麼一句話：一切物質的分子都在不停地做無規則的運動，這種無規則的運動叫做分子的熱運動。什麼叫無規則的運動？就是瞎跑。分子們都在瞎跑。溫度越高，分子做無規則運動的速度越大。你可以通俗的理解為，熱的時候，分子們跑得更歡了。所以這種無規則的運動就叫分子的熱運動。說到這兒你該奇怪了。要是說分子都各自為政到處亂跑，那為啥桌子啊椅子啊水杯啊，都老老實實待在這兒沒動呢？哎，我們就得從分子熱運動這個角度來解釋一下固态液态氣态的問題了。

咱們前面說了，物質有固液氣三态，能在三态間相互轉化。這個轉化過程，就是分子熱運動的模式在發生改變。分子和分子之間，是有作用力的。而且好玩的是，分子和分子之間，既有引力，也有斥力。簡化點兒說呢，當兩個分子距離越來越遠的時候，引力和斥力都會減小。如果越來越近呢，那引力和斥力都會增大。那到底是引力大還是斥力大呢？這裡邊開始有區别了。雖然距離變小了，這兩個力都在增大，但是，斥力比引力增加得要快。那要是兩個分子彼此遠離呢？那斥力的減小也比引力要快。也就是說，同樣的距離變動，斥力的變化比引力的變化要大。所以，當兩個分子處在一個特定的距離時，它們之間的引力和斥力正好相等。這是引力和斥力的平衡位置。對于固體來說，分子間的距離很小，作用力很大。分子在平衡位置附近做着無規則的振動。所以固體有固定的形狀。而且因為分子在平衡位置附近，如果被壓縮，那分子就會彼此接近，這時候分子間的斥力就開始大于引力，也就是說，表現出來的力就是斥力，抗拒着不讓你壓縮。所以固體很難被壓縮。所以，固體有一定的形狀和體積。那氣體呢？氣體分子間的距離太大了，以至于引力和斥力都可以忽略不計。所以氣體分子可以在能達到的空間裡自由飛行。所以氣體沒有一定的形狀和體積。液體的分子結構比較像固體的，所以液體也很難壓縮，但是液體又可以流動。而且，正是因為分子的熱運動，所以兩種氣體放在一起，就會彼此進入對方，這個過程叫做擴散。同樣的，液體與液體之間也會發生擴散。甚至于，固體與固體之間也會擴散，隻不過會慢很多。物理書上一般會用打磨光亮的兩塊鉛來做演示。稍作擠壓後，兩塊鉛就像是被粘在了一起。這就是因為彼此的原子通過擴散進入了對方，這種現象也叫做“冷焊”。在前不久神州十二号的新聞裡面，科學家們提到了一個突破，就是解決這個問題的。因為神州十二号飛船要和天和空間站保持對接狀态三個月，對接裝置的金屬接觸面就會出現“冷焊”導緻的粘連，這樣不利于将來解鎖脫離。科學家們對這個接觸面做了處理，簡單說，也就是阻隔了上面說的擴散現象。

說到這兒，固液氣三态的變化其實也就大緻上弄明白了。熔解的過程就是固體的分子運動加快，脫離了原有的位置，但是又不會跑太遠，于是變成了液體。汽化呢，就是液體裡的分子們幹脆放飛自我，變成了氣體。升華更直接，固體的分子直接跑掉了。現在初中課本在不斷降低難度，所以這個也就不再展開說了。

以前在機械能那段說過動能和勢能，那分子們運動得這麼活躍，它們有什麼能量嗎？有。首先，運動的分子具有動能，溫度越高，分子熱運動的速度也就越快，它們的動能也就越大。其次呢，分子之間有類似于彈簧形變時候的相互作用力，所以分子也具有勢能，這個叫做分子勢能。物理書上有這樣一個定義，構成物體的所有分子，其熱運動的動能與分子勢能的總合，叫做物體的内能。内能是能，所以單位還是焦耳。内能是不同于機械能的另一種形式的能。一切物體都具有内能。溫度升高，内能增加，溫度降低，内能減少。

熱是可以傳遞的。冬天的時候，北方的房間裡一般都有暖氣，暖氣散熱片會讓整個房間都變得暖和起來。這個過程就是熱傳遞。熱傳遞就是内能從一個物體轉移到其他物體的過程。那除了熱傳遞，還有沒有其他改變内能的方法了？有，那就是做功。無論是摩擦，還是對氣體進行壓縮或者使它膨脹，這都是在做功，都會帶來物體内能的改變。做功的過程中，内能和其他形式的能相互轉化。

在這兒，我們要學一個很重要很重要的定律了，能量既不會憑空消滅，也不會憑空産生。它隻會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。這就是能量守恒定律。所以啊，永動機是不可能存在的。為啥不能存在呢？你自己想。

剛才說了，做功可以改變物體的内能。反過來呢，内能也可以用來做功。物理書上喜歡用瓶塞來舉例子。怎麼回事兒呢？就是灌了熱水的試管，把那個瓶塞輕輕塞上，然後給試管加熱，過一會兒，砰的一聲，瓶塞飛出來了。這是為什麼呢？随着不斷加熱，試管裡水不斷蒸發，試管裡的氣壓不斷變大，于是就把瓶塞給頂出來了。瓶塞呢，增加了不少動能。這個就是試管裡的空氣對它做功的結果。在這個例子裡，空氣的一部分内能轉化為瓶塞的機械能。有很多機器在做着類似的工作。人們制造了各種利用内能做功的機械，它們叫做熱機。熱機的種類很多，蒸汽機，内燃機，汽輪機等等。咱們學物理的時候，主要接觸的是内燃機。内燃機是讓燃料在發動機的氣缸内燃燒，生成高溫高壓的燃氣，利用這個燃氣作為工作物質去推動活塞做功，以此産生動力的熱機。内燃機又分為汽油機和柴油機。它們在工作的時候，活塞在氣缸裡往複運動，活塞從氣缸的一端運動到另一端叫做一個沖程。

四沖程汽油機的工作過程是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成的。汽油機工作時這四個沖程循環不停，所以把這四個沖程叫做一個工作循環。每一個循環，活塞往複兩次，曲軸轉動兩周。在吸氣沖程中，活塞向下，氣缸的空間陡然增大，裡面壓強變小，進氣門打開，汽油和空氣的混合物就被吸進來。等活塞往下走到頭，它又返回來壓縮氣缸裡面的混合氣體。這個就是壓縮沖程。這段時間裡，活塞對氣體做功，混合氣體的溫度上升。當活塞走到最上頭，又要開始往下的時候，氣缸上面的火花塞冒出電火花，點燃了已經被壓縮和升高溫度的汽油空氣混合物。這個混合物劇烈燃燒，溫度進一步升高，壓強也一下子變大，于是推着活塞再次向下，這個過程就是對外輸出動力的做功沖程。當這個沖程結束，活塞再次上升，把氣缸裡面的廢氣排出去，然後将開始下一次的循環。在這四個沖程中，隻有做功沖程對外做功。

柴油機的每一個工作循環也是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成的。柴油機的特點是不用火花塞來點火。它在壓縮沖程的終點那一刻，已經使氣缸裡面空氣的溫度已經超過柴油的燃點，這時候從噴油嘴噴出來的霧狀柴油遇到熱空氣馬上就燃燒起來了。燃燒産生的高溫高壓氣體再推動活塞做功。其他方面，柴油機的工作原理和汽油機是類似的。一般來說，柴油機比汽油機的動力要強勁很多，但是噪音和震動也比較大。這兄弟倆算是各有利弊吧。

以前說簡單機械的時候說過一個機械效率。現在說到了能的轉化，自然就有個轉化的效率。我們先來認識一個名詞：熱值。熱值就是某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比。在數值上呢，等于1kg這種燃料完全燃燒放出的熱量。所以熱值的單位是J/kg，就是焦耳每千克。

在熱機裡，用來做有用功的那部分能量跟燃料完全燃燒所放出的能量之比，叫做熱機的效率。一般來說，蒸汽機的效率比較低，内燃機的效率相對更高。而内燃機裡面，柴油機的效率又比汽油機的高一些。熱機的效率是熱機性能的重要指标。效率越高越節能。另外，有時候還可以綜合利用熱機工作中産生的熱量。比如把火力發電廠發電過程中産生的熱量用到供暖系統。

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