本试题 “下列有关“新材料、新能源”的多种说法中,正确的是( )A.纳米技术是研究宇宙中的各类天体的运行规律的宏观技术B.半导体的导电性能受温度、光照、压力等外界...” 主要考查您对内能的概念
导体,绝缘体
新材料及其应用(半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等)
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定义 | 微观 | 宏观 | 量值 | |
分子的动能 | 物质的分子永不停息地运动着,运动着的分子所具有的能量 | 分子永不停息地做无规则运动 | 与温度有关 | 永远不等于零 |
分子的势能 | 物质的分子由它们的相对位置所决定的能量 | 分子间存在的相互作用的引力和斥力 | 与物体的体积有关 | 可能等于零 |
物体的内能 | 物体内所有分子动能和势能的总和 | 分子永远在运动和分子间存存作用力 | 与分子数及温度、体积有关 | 永远不等于零 |
定义 | 存在情况 | 研究对象 | 相关因素 | 改变大小的方法 | |
机械能 | 物体动能和势能的总和 | 可以为零 | 宏观物体 | 质量、速度、高度、弹性形变量 | 做功 |
内能 | 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 | 不能为零,自然界中一切物体都有内能 | 微观粒子 | 质量、状态、温度等 | 做功、热传递 |
理解物体内能时,要注意以下三点:
(1)内能是指物体的内能,不是分子的内能,更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和,所以,单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体存任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小,不能确定这个物体具有的内能究竟是多少,因为内能是物体的所有分子具有的总能量,宏观量度比较困难。
0℃的物体有无内能?
一切物体都具有内能.一个物体温度越高内能越大.我们易误认为“0℃”的物体没有内能。
导体 | 绝缘体 | |
导电能力 | 容易导电 | 不容易导电 |
原因 | 有大量的自由电荷 | 电荷几乎都被束缚在原子的范周内 |
常见材料 | 金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等 | 玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油等 |
用途 | 输电线等 | 电器外壳等 |
新型材料:
新材料之一:纳米材料
①纳米定义:纳米是长度单位,1nm=10-9m即:十亿分之一米;
②当材料的微粒小到纳米尺寸时,材料的性能就会发生显著变化.如:黄金在正常情况下呈金黄色,而它的纳米颗粒却变成了黑色,且熔点显著下降;
新材料之二:超导材料
①超导材料:是一种电阻为零的材料
②超导材料的应用:
a、利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。
b、超导材料种类多,应用广泛。(如:超导磁悬浮列车)
新材料之三:半导体材料
有些材料,它的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类材料称为半导体,锗、硅、砷化镓等都是半导体材料。
新材料之四:形状记忆合金
①形状记忆合金:形状记忆合金:加热后能随意拉长和扭曲,冷却后形状不变;再次加热可恢复到原来形状。
②主要成分是:镍和钛;
③物理特性:当温度达到某一数值时,材料内部的晶体结构会发生变化,从而导致了外形的变化.
新材料之五:隐性材料
隐性材料:能吸收电磁波、弹性好、耐拉而压硬度大
超导材料的特性:
1.零电阻
超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。
2.抗磁性
超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。
3.同位素效应
超导体的临界温度Tc与其同位素质量M有关。M越大,Tc越低,这称为同位素效应。例如,原子量为199.55的汞同位素,它的Tc是4.18开,而原子量为203.4的汞同位素,Tc为4.146开。
2. 记忆合金特别适合于热机械和恒温自动控制,已制成室温自动开闭臂,能在阳光照耀的白天打开通风窗,晚间室温下降时自动关闭。记忆合金热机的设计方案也不少,它们都能在具有低温差的两种介质间工作,从而为利用工业冷却水、核反应堆余热、海洋温差和太阳能开辟了新途径。现在普遍存在的问题是效率不高,只有4%~6%,有待于进一步改进。
3. 记忆合金在医疗上的应用也很引人注目。例如接骨用的骨板,不但能将两段断骨固定,而且在恢复原形状的过程中产生压缩力,迫使断骨接合在一起。齿科用的矫齿丝,结扎脑动脉瘤和输精管的长夹,脊柱矫直用的支板等,都是在植入人体内后靠体温的作用启动,血栓滤器也是一种记忆合金新产品。被拉直的滤器植入静脉后,会逐渐恢复成网状,从而阻止95%的凝血块流向心脏和肺部。
4. 人工心脏是一种结构更加复杂的脏器,用记忆合金制成的肌纤维与弹性体薄膜心室相配合,可以模仿心室收缩运动。现在泵送水已取得成功。
4. 由于记忆合金是一种“有生命的合金”,利用它在一定温度下形状的变化,就可以设计出形形色色的自控器件,它的用途正在不断扩大。
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