盐水电池和水果电池消耗了什么物质能量?
在盐水电池中消耗的是金属的化学能,而实质上是金属分子的电子转移,当电子转移时会伴随着能量的变化,这些失去的能量会转化成电能了(我们通常会发现在溶液中的金属会消失,变成金属离子,溶在溶液中,这就是电子转移的效果了) 而水果电池中是水果的生物质能转换成电能,在所有的生物中都会有生物质能(有了这些能量我们的大脑才能控制我的肌肉)
生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶,推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施,被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下,使生物质汽化、炭化、热解和催化液化,以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中,通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气、乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。
电是近现代产物,如果回到秦朝,还能够发电吗?高中物理有学过生物制电,即生物质能转化为电能:例如电鳗,但是在古代好像不容易抓到电鳗呢。如果单说制电的话,也可以通过摩擦制造静电,但是要想给手机充电什么的,静电又没什么作用,那怎么办呢?如果穿越到古代,如何自己制造出电呢?下面我就带您探索一下。化学能转换为电能水果电池:水果电池是利用水果中的化学物质和金属片发生反应产生电能的一种电池。它的制作方法也是很简单的,把两种不同的金属插在水果里面就可以了,两种金属的活泼性相差最好比较大一点比如铜和锌。把所需要的材料准备好,这里可以不用苹果,也可以用柠檬等其他水果。
用水果刀把苹果切成月牙状,也可以切成苹果丁,把铁钉和镀锌螺丝插在苹果上面,这时我们可以测得电压为0.4v;水果电池的原理和干电池一样,所以也可以串联起来使用,这样就可以得到更高的电压我们把苹果切成一块一块,然后制成一个个小电池,然后再把它们串联起来,我们用万用表可以测得串联之后的水果电池所产生的电压为1.6v,如果我们想要得到更高的电压我们可以继续串联,或者更换金属;制作过水果电池的水果不可以再食用,因为水果里面已经发生了化学反应,有重金属残留,对人体有害哦!在古代,可以发现,唯一一个不能实现的就只有欧姆表啦!但是我们只要记住四分之一苹果大约是0.4伏,到古代多次串联就能达到想要的电压啦。造电是很容易的,造高级持久能做工的电才难。而且造电并不一定需要很多复杂的工具,一件毛皮布料就能摩擦出电。
植物
水 + 二氧化碳 ----->有机体 + 氧
太阳能
生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。生物质所含能量的多少与下列诸因素有密切的关系:品种、生长周期、繁殖与种值方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照的时间与强度、环境的温度与湿度、雨量、土壤条件等,在太阳能直接转换的各种过程中,光合作用是效率最低的,光合作用的转化率约为0.5%-5%,据估计温带地区植物光合作用的转化率按全年平均计算约为太阳全部辐射能的0.5%-2.5%,整个生物圈的平均转化率可达3%-5%。生物质能潜力很大,世界上约有250000种生物,在提供理想的环境与条件下,光合作用的最高效率可达8~15%,一般情况下平均效率为0.5%左右。
据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t,含能量达3x1021J,因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能,相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地,其蕴藏量极大,仅地球上的植物,每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20倍,或相当于世界现有人口食物能量的160倍。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大,但地球上每个国家都有某种形式的生物质,生物质能是热能的来源,为人类提供了基本燃料。
生物能具备下列优点:
* 提供低硫燃料;
* 提供廉价能源(於某些条件下);
* 将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如,垃圾燃料);
* 与其他非传统性能源相比较,技术上的难题较少。
至於其缺点有:
*小规模利用;
*植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物;
*单位土地面的有机物能量偏低;
*缺乏适合栽种植物的土地;
*有机物的水分偏多(50%~95%)。
生物能大致可以分为两类——传统的和现代的。现代生物能是指那些可以大规模用于代替常规能源亦即矿物类固体、液体和气体燃料的各种生物能。巴西、瑞典、美国的生物能计划便是这类生物能的例子。现代生物质包括:1、木质废弃物(工业性的);2、甘蔗渣(工业性的);2、城市废物;3、生物燃料(包括沼气和能源型作物)。传统生物能主要限于发展中国家、广义来说它包括所有小规模使用的生物能,但它们也并不总是置于市场之外。第三世界农村烧饭用的薪柴便是其中的典型例子。传统生物质包括:1、家庭使用的薪柴和木炭;2、稻草,也包括稻壳;3、其他的植物性废弃物;4、动物的粪便。
世界上生物质资源数量庞大,形式繁多,其中包括薪柴,农林作物,尤其是为了生产能源而种植的能源作物,农业和林业残剩物,食品加工和林产品加工的下脚料,城市固体废弃物,生活污水和水生植物等等(中国生物质资源主要是农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等四个方面),下面举一些例子说明:
薪柴:至今仍为许多发展中国家的重要能源,仍需依赖柴薪来满足大部分能量需求.不过由于日益增加薪柴的需求,将导致林地日减,需适当规划与植林方可解决这一问题。
农作物残渣:农作物残渣遗留於耕地上也有水土保持与土壤肥力固化的功能,因此,农作物残渣不可毫无限制地供作能源转换。
牲畜粪便:牲畜的粪便,经干燥可直接燃烧供应热能。若将粪便经过厌氧处理,会产生甲烷和可供肥料使用之淤渣。若用小型厌氧消化糟,仅需三至四头牲畜之的粪便即能满足发展中国家中小家庭每天能量的需要。
制糖作物:对具有广大未利用土地的国家而言,如将制糖作物转化成乙醇将可成为一种极富潜力的生物能。制糖作物最大的优点,在於可直接发酵变成乙醇。
水生植物:如一些水生藻类,主要包括海洋生的马尾藻、巨藻、海带等,淡水生的布袋草、浮萍、小球藻等。利用水生植物化成燃料也为增加能源供应方法之一。
光合成微生物:如硫细菌、非硫细菌等等。
城市垃圾:将城市垃圾直接燃烧可产生热能,或是经过热解体处理而制成燃料使用。
城市污水:一般城市污水约含有0.02~0.03%固体与99%以上的水分。下水道污泥有望成为厌氧消化槽的主要原料。
生物质不同的用途使生物质有不同的价值,因此如要统一确定生物质的经济性是十分困难,大规模商业化应用生物质会对其他市场,如食品市场和造纸市场产生重大影响。在评价生物质的经济性时,必须考虑生产生物质的成本和能源投资,所需的水和肥料以及开发利用生物质对土地利用和人口分布形式的总体影响等。生物质常常最适于分散应用,如在人口密度低的地区使用。典型的生物质能开发利用设备均比较小。生物质是到2020年唯一能极大地影响运输行业(不包括电车)燃料利用状况的可再生能源,然而,若大规模开发利用生物质资源,必须注意保护生物多样性,保护自然风景区和环境敏感区,同时还要注意控制废水和废气。
生物能的开发和利用具有巨大的潜力。下面的技术手段目前看来是最有前途:
直接燃烧生物质来产生热能、蒸汽或电能。
利用能源作物生产液体燃料。目前具有发展潜力的能源作物,包括:快速成长作物树木、糖与淀粉作物(供制造乙醇)、含有碳氧化的合作物、草本作物、水生植物。
生产木炭和炭
生物质(热解)气化后用于电力生产,如集成式生物质气化器和喷气式蒸汽燃气轮机(BIG/STIG)联合发电装置。
对农业废弃物、粪便、污水或城市固体废物等进行厌氧消化,以生产沼气和避免用错误的方法处置这些物质,以免引起环境危害。
而根据生物质能的作用和我国的现状,目前重点发展的项目如下:
(1)近期优先发展项目
生物质气化供气
生物质气化发电
大型沼气工程
生物质直接燃烧供热
(2)中长期化发展项目
生物质高度气化发电项目(BIG/CC)
生物质制氢等优质燃气
生物质热解液化制油
2 生物质能资源
一、 森林能源
森林能源是森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,主要是薪材,也包括森林工业的一些残留物等。森林能源在我国农村能源中占有重要地位,1980年前后全国农村消费森林能源约1亿吨标煤,占农村能源总消费量的30%以上,而在丘陵、山区、林区,农村生活用能的50%以上靠森林能源。
薪材来源于树木生长过程中修剪的枝杈,木材加工的边角余料,以及专门提供薪材的薪炭林。1979年全国合理提供薪材量8885万吨,实际消耗量18100万吨,薪材过樵1倍以上;1995年合理可提供森林能源14322.9万吨,其中薪炭林可供薪材2000万吨以上,全国农村消耗21339万吨,供需缺口约7000万吨。
二、农作物秸秆
农作物秸秆是农业生产的副产品,也是我国农村的传统燃料。秸秆资源与农业主要是种植业生产关系十分密切。根据1995年的统计数据计算,我国农作物秸秆年产出量为6.04亿吨,其中造肥还田及其收集损失约占15%,剩余5.134亿吨。可获得的农作物秸秆5.134亿吨除了作为饲料、工业原料之外,其余大部分还可作为农户炊事、取暖燃料,目前全国农村作为能源的秸秆消费量约2.862亿吨,但大多处于低效利用方式即直接在柴灶上燃烧,其转换效率仅为10%一20%左右。随着农村经济的发展,农民收入的增加,地区差异正在逐步扩大,农村生活用能中商品能源的比例正以较快的速度增加。事实上,农民收入的增加与商品能源获得的难易程度都能成为他们转向使用商品能源的契机与动力。在较为接近商品能源产区的农村地区或富裕的农村地区,商品能源(如煤、液化石油气等)已成为其主要的炊事用能。以传统方式利用的秸秆首先成为被替代的对象,致使被弃于地头田间直接燃烧的秸秆量逐年增大,许多地区废弃秸秆量已占总秸秆量的60%以上,既危害环境,又浪费资源。因此,加快秸秆的优质化转换利用势在必行。
三、 禽畜粪便
禽畜粪便也是一种重要的生物质能源。除在牧区有少量的直接燃烧外,禽畜粪便主要是作为沼气的发酵原料。中国主要的禽畜是鸡、猪和牛,根据这些禽畜品种、体重、粪便排泄量等因素,可以估算出粪便资源量。根据计算,目前我国禽畜粪便资源总量约8.5亿吨,折合7840多万吨标煤,其中牛粪5.78亿吨,4890万吨标煤,猪粪2.59亿吨,2230万吨标煤,鸡粪0.14亿吨,717万吨标煤。
在粪便资源中,大中型养殖场的粪便是更便于集中开发、规模化利用的。我国目前大中型牛、猪、鸡场约6000多家,每天排出粪尿及冲洗污水80多万吨,全国每年粪便污水资源量1.6亿吨,折合1157.5万吨标煤。
四、 生活垃圾
随着城市规模的扩大和城市化进程的加速,中国城镇垃圾的产生量和堆积量逐年增加。1991和1995年,全国工业固体废物产生量分别为5.88亿吨和6.45亿吨,同期城镇生活垃圾量以每年10%左右的速度递增。1995年中国城市总数达640座,垃圾清运量10750万吨。
城镇生活垃圾主要是由居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物,成分比较复杂,其构成主要受居民生活水平、能源结构、城市建设、绿化面积以及季节变化的影响。中国大城市的垃圾构成已呈现向现代化城市过渡的趋势,有以下特点:一是垃圾中有机物含量接近1/3甚至更高;二是食品类废弃物是有机物的主要组成部分;三是易降解有机物含量高。目前中国城镇垃圾热值在4.18兆焦/千克(1000千卡/千克)左右。
3生物质能发展现状
一、沼气
90年代以来,我国沼气建设一直处于稳步发展的态势。到1998年底,全国户用沼气池发展到688万户,比上年增长7.8%,利用率达到91.7%。全国大中型沼气工程累计建成748处,城市污水净化沼气池累计49300处。以沼气及沼气发酵液在农业生产中的直接利用为主的沼气综合利用有了长足发展,达到339万户,其中北方“四位一体”能源生态模式21万户,南方“猪沼果” 能源生态模式81万户。
以沼气利用技术为核心的综合利用技术模式由于其明显的经济和社会效益而得到快速发展,这也成为中国生物质能利用的特色,如“四位一体”模式,“能源环境工程”等。所谓“四位一体”就是一种综合利用太阳能和生物质能发展农村经济的模式,其内容是在温室的一端建地下沼气池,池上建猪舍、厕所。在一个系统内既提供能源,又生产优质农产品。“能源环境工程”技术是在原大中型沼气工程基础上发展起来的多功能、多效益的综合工程技术,既能有效解决规模化养殖场的粪便污染问题,又有良好的能源、经济和社会效益。其特点是粪便经固液分离后液体部分进行厌氧发酵产生沼气,厌氧消化液和渣经处理后成为商品化的肥料和饲料。
二、薪炭林
1981年我国开始有计划的薪炭林建设,至1995年10年间,全国累计营造薪炭林494.8万公顷,其中“六五”完成205万公顷,“七五”186.3万公顷,“八五”103.5万公顷。根据这些年全国造林成效调查,薪炭林成林面积和单位面积年生物量测算,薪炭林年增加薪材量2000-2500万吨,对缓解农村能源短缺起到了重要作用。
三、生物质气化
生物质气化即通过化学方法将固体的生物质能转化为气体燃料。由于气体燃料高效、清洁、方便。因此生物质气化技术的研究和开发得到了国内外广泛重视,并取得了可喜的进展。在我国,将农林固体废弃物转化为可燃气的技术也已初见成效,应用于集中供气、供热、发电方面。中国林科院林产化学工业研究所,从八十年代开始研究开发了集中供热、供气的上吸式气化炉,并且先后在黑龙江、福建得到工业化应用,气化炉的最大生产能力达6.3×106kJ/h。建成了用枝桠材削片处理,气化制取民用煤气,供居民使用的气化系统。最近在江苏省又研究开发以稻草、麦草为原料,应用内循环流化床气化系统,产生接近中热值的煤气,供乡镇居民使用的集中供气系统,气体热值约8000kJ/Nm3,气化热效率达70%以上。山东省能源研究所研究开发了下吸式气化炉,主要用于秸秆等农业废弃物的气化,在农村居民集中居住地区得到较好的推广应用,并已形成产业化规模,到1998年底,已建成秸秆气化集中供气站164处,供气4572万立方米,用户7700户。广州能源所开发的以木屑和木粉为原料,应用外循环流化床气化技术,制取木煤气作为干燥热源和发电,并已完成发电能力为180KW的气化发电系统。另外大连环科院、辽宁能源所、北京农机院、浙江大学等单位也先后开展了生物质气化技术的研究开发工作。
四、 生物质固化及其它
具有一定粒度的生物质原料,在一定压力作用下(加热或不加热),可以制成棒状、粒状、块状等各种成型燃料。原料经挤压成型后,密度可达1.1、1.4吨/立方米,能量密度与中质煤相当,燃烧特性明显改善,火力持久黑烟小,炉膛温度高,而且便于运输和贮存。
用于生物质成型的设备主要有螺旋挤压式、活塞冲压式和环模滚压式等几种主要类型。目前,国内生产的生物质成型机一般为螺旋挤压式,生产能力多在100-200千克/B寸之间,电机功率7.5一18千瓦,电加热功率2-4千瓦,生产的成型燃料为棒状,直径50-70毫米,单位产品电耗70一120千瓦时/吨。曲柄活塞冲压机通常不用电加热,成型物密度稍低,容易松散。
环模滚压成型方式生产的为颗粒燃料,直径5一12毫米,长度12-30毫米,也不用电加热。物料水分可放宽至22%,产量可达4吨/小时,产品电耗约为40千瓦时/吨,原料粒径要求小于 l毫米;该机型主要用于大型木材加工厂木屑加工或造纸厂秸秆碎屑的加工,粒状成型燃料主要用作锅炉燃料。
利用生物质炭化炉可以将成型生物质块进一步炭化,生产生物炭。由于在隔绝空气条件下,生物质被高温分解,生成燃气、焦油和炭,其中的燃气和焦油又从炭化炉释放出去,所以最后得到的生物炭燃烧效果显著改善,烟气中的污染物含量明显降低,是一种高品位的民用燃料。优质的生物炭还可以用于冶金工业。
辽宁省能源研究所、西北农业大学、中国林科院林产化工研究所、陕西武功轻工机械厂、江苏东海县粮食机械厂等10余家单位研究和开发生物质成型燃料技术和设备。
沈阳农业大学从国外引进一套流化床快速热解试验装置,研究开发液化油的技术,和利用发酵技术制取乙醇试验。另外,中国体科院林化所进行了生物质催化气化技术研究。华东理工大学还开展了生物质酸水解制取乙醇的试验研究,但尚未达到工业化生产。
生物电池(bio-fuel cells),是指将生物质能直接转化为电能的装置(生物质蕴涵的能量绝大部分来自于太阳能,是绿色植物和光合细菌通过光合作用转化而来的)。从原理上来讲,生物质能能够直接转化为电能主要是因为生物体内存在与能量代谢关系密切的氧化还原反应。这些氧化还原反应彼此影响,互相依存,形成网络,进行生物的能量代谢。
http://baike.baidu.com/view/744095.htm
名称 符号 名称 符号
质量 m 千克 kg m=pv
温度 t 摄氏度 °C
速度 v 米/秒 m/s v=s/t
密度 p 千克/米³ kg/m³ p=m/v
力(重力) F 牛顿(牛) N G=mg
压强 P 帕斯卡(帕) Pa P=F/S
功 W 焦耳(焦) J W=Fs
功率 P 瓦特(瓦) w P=W/t
电流 I 安培(安) A I=U/R
电压 U 伏特(伏) V U=IR
电阻 R 欧姆(欧) R=U/I
电功 W 焦耳(焦) J W=UIt
电功率 P 瓦特(瓦) w P=W/t=UI
热量 Q 焦耳(焦) J Q=cm(t-t°)
比热 c 焦/(千克°C) J/(kg°C)
真空中光速 3×108米/秒
g 9.8牛顿/千克
15°C空气中声速 340米/秒
安全电压 不高于36伏
初中物理基本概念概要
一、测量
⒈长度L:主单位:米;测量工具:刻度尺;测量时要估读到最小刻度的下一位;光年的单位是长度单位。
⒉时间t:主单位:秒;测量工具:钟表;实验室中用停表。1时=3600秒,1秒=1000毫秒。
⒊质量m:物体中所含物质的多少叫质量。主单位:千克; 测量工具:秤;实验室用托盘天平。
二、机械运动
⒈机械运动:物体位置发生变化的运动。
参照物:判断一个物体运动必须选取另一个物体作标准,这个被选作标准的物体叫参照物。
⒉匀速直线运动:
①比较运动快慢的两种方法:a 比较在相等时间里通过的路程。b 比较通过相等路程所需的时间。
②公式: 1米/秒=3.6千米/时。
三、力
⒈力F:力是物体对物体的作用。物体间力的作用总是相互的。
力的单位:牛顿(N)。测量力的仪器:测力器;实验室使用弹簧秤。
力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。
物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变。
⒉力的三要素:力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
力的图示,要作标度;力的示意图,不作标度。
⒊重力G:由于地球吸引而使物体受到的力。方向:竖直向下。
重力和质量关系:G=mg m=G/g
g=9.8牛/千克。读法:9.8牛每千克,表示质量为1千克物体所受重力为9.8牛。
重心:重力的作用点叫做物体的重心。规则物体的重心在物体的几何中心。
⒋二力平衡条件:作用在同一物体;两力大小相等,方向相反;作用在一直线上。
物体在二力平衡下,可以静止,也可以作匀速直线运动。
物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。处于平衡状态的物体所受外力的合力为零。
⒌同一直线二力合成:方向相同:合力F=F1+F2 合力方向与F1、F2方向相同;
方向相反:合力F=F1-F2,合力方向与大的力方向相同。
⒍相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
滑动摩擦力与正压力,接触面材料性质和粗糙程度有关。【滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦】
7.牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是:一切物体在不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。 惯性:物体具有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。
四、密度
⒈密度ρ:某种物质单位体积的质量,密度是物质的一种特性。
公式: m=ρV 国际单位:千克/米3 ,常用单位:克/厘米3,
关系:1克/厘米3=1×103千克/米3;ρ水=1×103千克/米3;
读法:103千克每立方米,表示1立方米水的质量为103千克。
⒉密度测定:用托盘天平测质量,量筒测固体或液体的体积。
面积单位换算:
1厘米2=1×10-4米2,
1毫米2=1×10-6米2。
五、压强
⒈压强P:物体单位面积上受到的压力叫做压强。
压力F:垂直作用在物体表面上的力,单位:牛(N)。
压力产生的效果用压强大小表示,跟压力大小、受力面积大小有关。
压强单位:牛/米2;专门名称:帕斯卡(Pa)
公式: F=PS 【S:受力面积,两物体接触的公共部分;单位:米2。】
改变压强大小方法:①减小压力或增大受力面积,可以减小压强;②增大压力或减小受力面积,可以增大压强。
⒉液体内部压强:【测量液体内部压强:使用液体压强计(U型管压强计)。】
产生原因:由于液体有重力,对容器底产生压强;由于液体流动性,对器壁产生压强。
规律:①同一深度处,各个方向上压强大小相等②深度越大,压强也越大③不同液体同一深度处,液体密度大的,压强也大。 [深度h,液面到液体某点的竖直高度。]
公式:P=ρgh h:单位:米; ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克。
⒊大气压强:大气受到重力作用产生压强,证明大气压存在且很大的是马德堡半球实验,测定大气压强数值的是托里拆利(意大利科学家)。托里拆利管倾斜后,水银柱高度不变,长度变长。
1个标准大气压=76厘米水银柱高=1.01×105帕=10.336米水柱高
测定大气压的仪器:气压计(水银气压计、盒式气压计)。
大气压强随高度变化规律:海拔越高,气压越小,即随高度增加而减小,沸点也降低。
六、浮力
1.浮力及产生原因:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力叫浮力。方向:竖直向上;原因:液体对物体的上、下压力差。
2.阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受重力。
即F浮=G液排=ρ液gV排。 (V排表示物体排开液体的体积)
3.浮力计算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下压力差
4.当物体漂浮时:F浮=G物 且 ρ物<ρ液 当物体悬浮时:F浮=G物 且 ρ物=ρ液
当物体上浮时:F浮>G物 且 ρ物<ρ液 当物体下沉时:F浮<G物 且 ρ物>ρ液
七、简单机械
⒈杠杆平衡条件:F1l1=F2l2。力臂:从支点到力的作用线的垂直距离
通过调节杠杆两端螺母使杠杆处于水位置的目的:便于直接测定动力臂和阻力臂的长度。
定滑轮:相当于等臂杠杆,不能省力,但能改变用力的方向。
动滑轮:相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆,能省一半力,但不能改变用力方向。
⒉功:两个必要因素:①作用在物体上的力;②物体在力方向上通过距离。W=FS 功的单位:焦耳
3.功率:物体在单位时间里所做的功。表示物体做功的快慢的物理量,即功率大的物体做功快。
W=Pt P的单位:瓦特; W的单位:焦耳; t的单位:秒。
八、光
⒈光的直线传播:光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像、影子、光斑是光的直线传播现象。
光在真空中的速度最大为3×108米/秒=3×105千米/秒
⒉光的反射定律:一面二侧三等大。【入射光线和法线间的夹角是入射角。反射光线和法线间夹角是反射角。】
平面镜成像特点:虚像,等大,等距离,与镜面对称。物体在水中倒影是虚像属光的反射现象。
⒊光的折射现象和规律: 看到水中筷子、鱼的虚像是光的折射现象。
凸透镜对光有会聚光线作用,凹透镜对光有发散光线作用。 光的折射定律:一面二侧三随大四空大。
⒋凸透镜成像规律:[U=f时不成像 U=2f时 V=2f成倒立等大的实像]
物距u 像距v 像的性质 光路图 应用
u>2f f<v<2f 倒缩小实 照相机
f<u<2f v>2f 倒放大实 幻灯机
u<f 放大正虚 放大镜
⒌凸透镜成像实验:将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,使烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一个高度上。
九、热学:
⒈温度t:表示物体的冷热程度。【是一个状态量。】
常用温度计原理:根据液体热胀冷缩性质。
温度计与体温计的不同点:①量程,②最小刻度,③玻璃泡、弯曲细管,④使用方法。
⒉热传递条件:有温度差。热量:在热传递过程中,物体吸收或放出热的多少。【是过程量】
热传递的方式:传导(热沿着物体传递)、对流(靠液体或气体的流动实现热传递)和辐射(高温物体直接向外发射出热)三种。
⒊汽化:物质从液态变成气态的现象。方式:蒸发和沸腾,汽化要吸热。
影响蒸发快慢因素:①液体温度,②液体表面积,③液体表面空气流动。蒸发有致冷作用。
⒋比热容C:单位质量的某种物质,温度升高1℃时吸收的热量,叫做这种物质的比热容。
比热容是物质的特性之一,单位:焦/(千克℃) 常见物质中水的比热容最大。
C水=4.2×103焦/(千克℃) 读法:4.2×103焦耳每千克摄氏度。
物理含义:表示质量为1千克水温度升高1℃吸收热量为4.2×103焦。
⒌热量计算:Q放=cm⊿t降 Q吸=cm⊿t升
Q与c、m、⊿t成正比,c、m、⊿t之间成反比。⊿t=Q/cm
6.内能:物体内所有分子的动能和分子势能的总和。一切物体都有内能。内能单位:焦耳
物体的内能与物体的温度有关。物体温度升高,内能增大;温度降低内能减小。
改变物体内能的方法:做功和热传递(对改变物体内能是等效的)
7.能的转化和守恒定律:能量即不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为其它形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。
十、电路
⒈电路由电源、电键、用电器、导线等元件组成。要使电路中有持续电流,电路中必须有电源,且电路应闭合的。 电路有通路、断路(开路)、电源和用电器短路等现象。
⒉容易导电的物质叫导体。如金属、酸、碱、盐的水溶液。不容易导电的物质叫绝缘体。如木头、玻璃等。
绝缘体在一定条件下可以转化为导体。
⒊串、并联电路的识别:串联:电流不分叉,并联:电流有分叉。
【把非标准电路图转化为标准的电路图的方法:采用电流流径法。】
十一、电流定律
⒈电量Q:电荷的多少叫电量,单位:库仑。
电流I:1秒钟内通过导体横截面的电量叫做电流强度。 Q=It
电流单位:安培(A) 1安培=1000毫安 正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
测量电流用电流表,串联在电路中,并考虑量程适合。不允许把电流表直接接在电源两端。
⒉电压U:使电路中的自由电荷作定向移动形成电流的原因。电压单位:伏特(V)。
测量电压用电压表(伏特表),并联在电路(用电器、电源)两端,并考虑量程适合。
⒊电阻R:导电物体对电流的阻碍作用。符号:R,单位:欧姆、千欧、兆欧。
电阻大小跟导线长度成正比,横截面积成反比,还与材料有关。【 】
导体电阻不同,串联在电路中时,电流相同(1∶1)。 导体电阻不同,并联在电路中时,电压相同(1:1)
⒋欧姆定律:公式:I=U/R U=IR R=U/I
导体中的电流强度跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比。
导体电阻R=U/I。对一确定的导体若电压变化、电流也发生变化,但电阻值不变。
⒌串联电路特点:
① I=I1=I2 ② U=U1+U2 ③ R=R1+R2 ④ U1/R1=U2/R2
电阻不同的两导体串联后,电阻较大的两端电压较大,两端电压较小的导体电阻较小。
例题:一只标有“6V、3W”电灯,接到标有8伏电路中,如何联接一个多大电阻,才能使小灯泡正常发光?
解:由于P=3瓦,U=6伏
∴I=P/U=3瓦/6伏=0.5安
由于总电压8伏大于电灯额定电压6伏,应串联一只电阻R2 如右图,
因此U2=U-U1=8伏-6伏=2伏
∴R2=U2/I=2伏/0.5安=4欧。答:(略)
⒍并联电路特点:
①U=U1=U2 ②I=I1+I2 ③1/R=1/R1+1/R2 或 ④I1R1=I2R2
电阻不同的两导体并联:电阻较大的通过的电流较小,通过电流较大的导体电阻小。
例:如图R2=6欧,K断开时安培表的示数为0.4安,K闭合时,A表示数为1.2安。求:①R1阻值 ②电源电压 ③总电阻
已知:I=1.2安 I1=0.4安 R2=6欧
求:R1;U;R
解:∵R1、R2并联
∴I2=I-I1=1.2安-0.4安=0.8安
根据欧姆定律U2=I2R2=0.8安×6欧=4.8伏
又∵R1、R2并联 ∴U=U1=U2=4.8伏
∴R1=U1/I1=4.8伏/0.4安=12欧
∴R=U/I=4.8伏/1.2安=4欧 (或利用公式 计算总电阻) 答:(略)
十二、电能
⒈电功W:电流所做的功叫电功。电流作功过程就是电能转化为其它形式的能。
公式:W=UQ W=UIt=U2t/R=I2Rt W=Pt 单位:W焦 U伏特 I安培 t秒 Q库 P瓦特
⒉电功率P:电流在单位时间内所作的电功,表示电流作功的快慢。【电功率大的用电器电流作功快。】
公式:P=W/t P=UI (P=U2/R P=I2R) 单位:W焦 U伏特 I安培 t秒 Q库 P瓦特
⒊电能表(瓦时计):测量用电器消耗电能的仪表。1度电=1千瓦时=1000瓦×3600秒=3.6×106焦耳
例:1度电可使二只“220V、40W”电灯工作几小时?
解 t=W/P=1千瓦时/(2×40瓦)=1000瓦时/80瓦=12.5小时
十三、磁
1.磁体、磁极【同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引】
物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。具有磁性的物质叫磁体。磁体的磁极总是成对出现的。
2.磁场:磁体周围空间存在着一个对其它磁体发生作用的区域。
磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
磁场方向:小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。磁体周围磁场用磁感线来表示。
地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近。
3.电流的磁场:奥斯特实验表明电流周围存在磁场。
通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。
通电螺线管中电流的方向与螺线管两端极性的关系可以用右手螺旋定则来判定。
参照物:判断一个物体运动必须选取另一个物体作标准,这个被选作标准的物体叫参照物。
⒉匀速直线运动:
①比较运动快慢的两种方法:a 比较在相等时间里通过的路程。b 比较通过相等路程所需的时间。
②公式: 1米/秒=3.6千米/时。
三、力
⒈力F:力是物体对物体的作用。物体间力的作用总是相互的。
力的单位:牛顿(N)。测量力的仪器:测力器;实验室使用弹簧秤。
力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。
物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变。
⒉力的三要素:力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
力的图示,要作标度;力的示意图,不作标度。
⒊重力G:由于地球吸引而使物体受到的力。方向:竖直向下。
重力和质量关系:G=mg m=G/g
g=9.8牛/千克。读法:9.8牛每千克,表示质量为1千克物体所受重力为9.8牛。
重心:重力的作用点叫做物体的重心。规则物体的重心在物体的几何中心。
⒋二力平衡条件:作用在同一物体;两力大小相等,方向相反;作用在一直线上。
物体在二力平衡下,可以静止,也可以作匀速直线运动。
物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。处于平衡状态的物体所受外力的合力为零。
⒌同一直线二力合成:方向相同:合力F=F1+F2 合力方向与F1、F2方向相同;
方向相反:合力F=F1-F2,合力方向与大的力方向相同。
⒍相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
滑动摩擦力与正压力,接触面材料性质和粗糙程度有关。【滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦】
7.牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是:一切物体在不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。 惯性:物体具有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。
四、密度
⒈密度ρ:某种物质单位体积的质量,密度是物质的一种特性。
公式: m=ρV 国际单位:千克/米3 ,常用单位:克/厘米3,
关系:1克/厘米3=1×103千克/米3;ρ水=1×103千克/米3;
读法:103千克每立方米,表示1立方米水的质量为103千克。
⒉密度测定:用托盘天平测质量,量筒测固体或液体的体积。
面积单位换算:
1厘米2=1×10-4米2,
1毫米2=1×10-6米2。
五、压强
⒈压强P:物体单位面积上受到的压力叫做压强。
压力F:垂直作用在物体表面上的力,单位:牛(N)。
压力产生的效果用压强大小表示,跟压力大小、受力面积大小有关。
压强单位:牛/米2;专门名称:帕斯卡(Pa)
公式: F=PS 【S:受力面积,两物体接触的公共部分;单位:米2。】
改变压强大小方法:①减小压力或增大受力面积,可以减小压强;②增大压力或减小受力面积,可以增大压强。
⒉液体内部压强:【测量液体内部压强:使用液体压强计(U型管压强计)。】
产生原因:由于液体有重力,对容器底产生压强;由于液体流动性,对器壁产生压强。
规律:①同一深度处,各个方向上压强大小相等②深度越大,压强也越大③不同液体同一深度处,液体密度大的,压强也大。 [深度h,液面到液体某点的竖直高度。]
公式:P=ρgh h:单位:米; ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克。
⒊大气压强:大气受到重力作用产生压强,证明大气压存在且很大的是马德堡半球实验,测定大气压强数值的是托里拆利(意大利科学家)。托里拆利管倾斜后,水银柱高度不变,长度变长。
1个标准大气压=76厘米水银柱高=1.01×105帕=10.336米水柱高
测定大气压的仪器:气压计(水银气压计、盒式气压计)。
大气压强随高度变化规律:海拔越高,气压越小,即随高度增加而减小,沸点也降低。
六、浮力
1.浮力及产生原因:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力叫浮力。方向:竖直向上;原因:液体对物体的上、下压力差。
2.阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受重力。
即F浮=G液排=ρ液gV排。 (V排表示物体排开液体的体积)
3.浮力计算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下压力差
4.当物体漂浮时:F浮=G物 且 ρ物<ρ液 当物体悬浮时:F浮=G物 且 ρ物=ρ液
当物体上浮时:F浮>G物 且 ρ物<ρ液 当物体下沉时:F浮<G物 且 ρ物>ρ液
七、简单机械
⒈杠杆平衡条件:F1l1=F2l2。力臂:从支点到力的作用线的垂直距离
通过调节杠杆两端螺母使杠杆处于水位置的目的:便于直接测定动力臂和阻力臂的长度。
定滑轮:相当于等臂杠杆,不能省力,但能改变用力的方向。
动滑轮:相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆,能省一半力,但不能改变用力方向。
⒉功:两个必要因素:①作用在物体上的力;②物体在力方向上通过距离。W=FS 功的单位:焦耳
3.功率:物体在单位时间里所做的功。表示物体做功的快慢的物理量,即功率大的物体做功快。
W=Pt P的单位:瓦特; W的单位:焦耳; t的单位:秒。
八、光
⒈光的直线传播:光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像、影子、光斑是光的直线传播现象。
光在真空中的速度最大为3×108米/秒=3×105千米/秒
⒉光的反射定律:一面二侧三等大。【入射光线和法线间的夹角是入射角。反射光线和法线间夹角是反射角。】
平面镜成像特点:虚像,等大,等距离,与镜面对称。物体在水中倒影是虚像属光的反射现象。
⒊光的折射现象和规律: 看到水中筷子、鱼的虚像是光的折射现象。
凸透镜对光有会聚光线作用,凹透镜对光有发散光线作用。 光的折射定律:一面二侧三随大四空大。
⒋凸透镜成像规律:[U=f时不成像 U=2f时 V=2f成倒立等大的实像]
物距u 像距v 像的性质 光路图 应用
u>2f f<v<2f 倒缩小实 照相机
f<u<2f v>2f 倒放大实 幻灯机
u<f 放大正虚 放大镜
⒌凸透镜成像实验:将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,使烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一个高度上。
九、热学:
⒈温度t:表示物体的冷热程度。【是一个状态量。】
常用温度计原理:根据液体热胀冷缩性质。
温度计与体温计的不同点:①量程,②最小刻度,③玻璃泡、弯曲细管,④使用方法。
⒉热传递条件:有温度差。热量:在热传递过程中,物体吸收或放出热的多少。【是过程量】
热传递的方式:传导(热沿着物体传递)、对流(靠液体或气体的流动实现热传递)和辐射(高温物体直接向外发射出热)三种。
⒊汽化:物质从液态变成气态的现象。方式:蒸发和沸腾,汽化要吸热。
影响蒸发快慢因素:①液体温度,②液体表面积,③液体表面空气流动。蒸发有致冷作用。
⒋比热容C:单位质量的某种物质,温度升高1℃时吸收的热量,叫做这种物质的比热容。
比热容是物质的特性之一,单位:焦/(千克℃) 常见物质中水的比热容最大。
C水=4.2×103焦/(千克℃) 读法:4.2×103焦耳每千克摄氏度。
物理含义:表示质量为1千克水温度升高1℃吸收热量为4.2×103焦。
⒌热量计算:Q放=cm⊿t降 Q吸=cm⊿t升
Q与c、m、⊿t成正比,c、m、⊿t之间成反比。⊿t=Q/cm
6.内能:物体内所有分子的动能和分子势能的总和。一切物体都有内能。内能单位:焦耳
物体的内能与物体的温度有关。物体温度升高,内能增大;温度降低内能减小。
改变物体内能的方法:做功和热传递(对改变物体内能是等效的)
7.能的转化和守恒定律:能量即不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为其它形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。
十、电路
⒈电路由电源、电键、用电器、导线等元件组成。要使电路中有持续电流,电路中必须有电源,且电路应闭合的。 电路有通路、断路(开路)、电源和用电器短路等现象。
⒉容易导电的物质叫导体。如金属、酸、碱、盐的水溶液。不容易导电的物质叫绝缘体。如木头、玻璃等。
绝缘体在一定条件下可以转化为导体。
⒊串、并联电路的识别:串联:电流不分叉,并联:电流有分叉。
【把非标准电路图转化为标准的电路图的方法:采用电流流径法。】
十一、电流定律
⒈电量Q:电荷的多少叫电量,单位:库仑。
电流I:1秒钟内通过导体横截面的电量叫做电流强度。 Q=It
电流单位:安培(A) 1安培=1000毫安 正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
测量电流用电流表,串联在电路中,并考虑量程适合。不允许把电流表直接接在电源两端。
⒉电压U:使电路中的自由电荷作定向移动形成电流的原因。电压单位:伏特(V)。
测量电压用电压表(伏特表),并联在电路(用电器、电源)两端,并考虑量程适合。
⒊电阻R:导电物体对电流的阻碍作用。符号:R,单位:欧姆、千欧、兆欧。
电阻大小跟导线长度成正比,横截面积成反比,还与材料有关。【 】
导体电阻不同,串联在电路中时,电流相同(1∶1)。 导体电阻不同,并联在电路中时,电压相同(1:1)
⒋欧姆定律:公式:I=U/R U=IR R=U/I
导体中的电流强度跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比。
导体电阻R=U/I。对一确定的导体若电压变化、电流也发生变化,但电阻值不变。
⒌串联电路特点:
① I=I1=I2 ② U=U1+U2 ③ R=R1+R2 ④ U1/R1=U2/R2
电阻不同的两导体串联后,电阻较大的两端电压较大,两端电压较小的导体电阻较小。
例题:一只标有“6V、3W”电灯,接到标有8伏电路中,如何联接一个多大电阻,才能使小灯泡正常发光?
解:由于P=3瓦,U=6伏
∴I=P/U=3瓦/6伏=0.5安
由于总电压8伏大于电灯额定电压6伏,应串联一只电阻R2 如右图,
因此U2=U-U1=8伏-6伏=2伏
∴R2=U2/I=2伏/0.5安=4欧。答:(略)
⒍并联电路特点:
①U=U1=U2 ②I=I1+I2 ③1/R=1/R1+1/R2 或 ④I1R1=I2R2