区分热量、内能、温度专题.doc

问题49. 如何区分内能、热量和温度？学生提问关于热量、温度、内能三者的关系，下列说法中正确的是（ ）A、物体温度升高，内能一定增加B、物体吸收热量，温度一定升高C、物体温度不变，一定没有吸热D、物体温度升高，一定吸收热量老师，热学中的“热量、温度、和内能”这三个物理量之间有哪些区别与联系呢？问题探究内能与温度的关系（重要性：）老师：别急，咱们先来看看内能与温度的关系吧。你知道什么是内能吗？学生：这还不简单吗，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内能呀。老师：物体为什么具有内能呢？学生：我想想，组成物质的分子总是不停地做无规则运动着，因此，象一切运动着的物体具有动能一样，做无规则运动的分子也具有动能。分子不停地做无规则运动的同时，分子间同时存在有引力和斥力。因此，分子除了具有动能，还具有因为分子间存在相互作用力而引起的分子势能，物体的内能就是分子动能和分子势能的总和。老师：非常好！那什么又是温度呢？学生：温度的概念起源于人们对物体冷热的感觉，温度是表示物体冷热程度的物理量。老师：很好，从分子动理论的角度分析，物体的温度与什么有关呢？学生：我想想，物体的温度跟物体内分子无规则运动的激烈程度有关，分子运动越激烈，分子的平均动能越大，物体的温度就越高。我明白了：从分子运动论的观点来看，温度是物体中大量分子做无规则运动的平均动能的标志量，温度是显示内能大小的一个状态量。所以，根据温度这一状态量的变化，就能判断出内能大小如何变化。上面题目中的A选项是正确的，物体温度升高，内能一定增加！老师：回答的非常正确！那你再想想，内能中的分子势能大小又与什么量有关呢？学生：我想想，分子的势能与分子间的作用力有关，而分子间作用力又与物体的状态有关。所以，分子势能的大小与物体的状态有关。例如1kg0的水比11kg0的冰内能大，就是因为它们的状态不同，分子势能不同，从而使内能不同的。所以我认为，物体内能大小是由物体的温度和存在的状态来决定的。温度越高，物体内部的分子无规则运动越剧烈，物体的内能就越大；同样，一个物体的状态改变了，它的内能随之改变。而且，一切物体都是由不停做无规则运动和相互作用着的分子组成的，因此任何物体都有内能，物体的内能永远不会为零。从物理意义来说，内能是也是物体的一个状态量。老师：那如果物体的内能增大了，温度会不会一定升高呢？学生：嗯，这一辩证关系我明白了：物体的内能增大，温度不一定升高。比如晶体温度达到熔点时继续吸热，内能增大，但温度不变，而是发生了物态的变化。但非晶体在吸收热量内能增大时，温度就不断升高。老师，那内能与热量之间的辩证关系是怎样的呢？内能与热量的关系（重要性：）老师：呵呵，你想想，什么是热量？学生：书上说在热传递过程中传递的能量的多少叫做热量。老师，可不可以这样认为：热量就是物体在热传递过程中，被传递的那部分内能呀？如果是的话，热量就是一个过程量。老师：对啊！那能不能说物体含有或具有多少热量呀？学生：不能，热量既然是一个过程量，总是跟内能传递的过程联系在一起的，没有热传递这个过程，就没有“热量”问题。只能说高温物体放出了多少热量，或低温物体吸收了多少热量。只能说物体含有或具有多少能量（内能）。老师：对，那如果物体吸收了热量，内能会怎么变化？要是放出了热量呢？学生：如果物体吸收了热量，内能就增加；反之就减小。老师：那物体内能增大了，是不是一定是物体吸收了热量呢？学生：不是！因为改变内能的方法除了热传递之外，还可以通过做功的方式改变。例如两手摩擦，感到掌心发热，是通过摩擦做功的方式，将一部分机械能转化为内能，内能增大；再如汽油机工作时，燃气推动活塞做功时，将内能转化为机械能，内能减小。因此，物体内能增大了，可能是物体吸收了热量，也可能是被做了功。老师：呵呵，很好，那你再想想，B、C、D选项中温度与热量的关系又是如何的？叙述的这些关系对不对？温度与热量的关系（重要性：）学生：老师，我觉得，宏观表述内能大小的状态量，除了温度，还有物体存在的状态；同样，量度内能改变大小的一个过程量，除了热传递过程中的热量，还有物体所做的功。所以做为状态量之一的温度与做为过程量之一的热量之间没有必然联系。换句话说，如果没有看见物体内能改变的过程，我们是无法根据结果来判断内能改变的原因是什么的。同理，如果只知道内能改变的原因，而没有看到出现的现象，我们也无法判断是温度变化了，还是温度不变、物态变化了。因此题目中B、C、D三个选项都做出了肯定的判断都是不正确的。学生笔记内能、热量和温度的区别与联系：1内能是物体内部所有分子的动能与势能的总和。2热量是量度在热传递的过程中内能改变大小的一个过程量；内能改变大小还可用物体做的功的多少量度。3温度是宏观表述内能大小的其中一个状态量；物体的状态也能表述内能的大小。要点训练1.如图所示的四种现象中，能说明做功可以改变物体内能的有_；能说明热传递可以改变物体内能的有_（只需填写序号字母）答案：B、CA、D解析：该题考察了做功热量与内能和温度之间的关系。做功和热传递都能够改变物体的内能，引起物体温度的变化。做功增大内能的本质是将机械能转化为内能；热传递改变内能的本质是内能从高温物体转移到低温物体上。2.如图所示，灭火器放在烈日下温度会_(选填“升高”或“降低”)，这是通过_的方法使其内能增加，具有一定的危险性，为了安全，灭火器应存放在阴凉干燥处。答案：升高热传递解析：灭火器放在烈日下，灭火器是低温物体，所以会吸收热量，因此内能增大，温度升高，压强随之增大，有爆炸的危险。3.以下说法中，正确的是（ ）A温度低的物体吸收的热量一定少 B质量为5g、温度为100的水含有2.1104J的热量C在物体对外做功过程中，物体不断地放出内能D在热传递过程中,物体吸收或放出的热量越多,它的内能变化就越大答案：D解析：物体吸收热量的多少与物体的质量、比热容和温度变化量都有关；热量做为一个过程量，离开热传递过程是没有意义的；物体对外做功时，是内能转化为机械能，并不是放出内能。所以D正确。4关于物体内能的几种说法中，正确的是（ ）A.水有内能，冰没有内能 B.水蒸汽具有的内能一定比水具有的内能大C.一杯水的温度越高，它具有的内能越大 D.一杯水放在高处比放在低处的内能大答案：C解析：内能的大小既与物体的温度和存在的状态有关，还与物体的质量（既分子数量）有关，因此比较内能大小时，只能在某一个因素是变量时才能做出正确判断。C选项中一杯水就是在质量和状态一定的前提下，由温度这一状态量越高，判断出具有的内能越大的。5 2008年5月12日，四川省汶川地区发生了强烈地震、抗震抢险中的许多场面给人们留下了难忘的印象。灾区一青年为防止液化石油卸罐在烈日的曝晒下发生爆炸，将液化石油气罐的一部分埋入土中，并在其周围倒插了几个装满水的啤酒瓶，如图所示。（1）液化石油气在常温下装入罐中时，采取_方法使气体液化。（2）罐中的液化石油气在阳光照射下温度升高，内能_，压强增大，容易发生爆炸。（3）瓶中的水缓慢流入土中，在逐渐蒸发的过程要_热量，可以降低液化石油气罐的温度，保证安全使用。答案：（1）压缩体积（2）越大（3）吸收解析：液化石油气罐在阳光照射下，会不断吸收热量，从而使石油气内能增大，出现爆炸危险的。瓶中的水在蒸发时要吸收热量，这样会使罐的内能减小，温度降低。以保证安全使用。6关于分子动理论和内能，下列说法正确的是（ ）A物体内能增大，温度一定升高B物体的温度升高，分子运动一定加剧C分子