温度内能热量.doc

例谈温度、热量、内能的区别和联系作者：江苏滨海 文章来源：本站原创 点击数：105 更新时间：2009-2-18 10:02:54 | 【字体：小 大】温度、热量、内能是初中物理热学部分三个非常重要的概念，它们之间既有相互联系，又有本质区别，正确理解和区分这三个概念对于全面掌握热学知识具有非常重要的意义。一、温度和热量的区别和联系温度是用来表示物体冷热程度的物理量，是整个物体分子平均动能的标志，是大量分子热运动的集体表现，对个别分子没有意义，它是一个状态量，对应的某一个时刻或状态，用高低表示，而不是一种能量。热量是热传递的过程中传递内能的多少，是内能变化的量度，是一个过程量，对应是某一个热传递过程，用“吸收”和“放出”表示。1温度高不代表热量多。因为热量是热传递过程中能量转移多少，它同物体的温度变化多少，物体的质量以及比热容或状态变化情况有关。2物体温度变化，不一定吸热或放热。因为改变内能方法有做功和热传递两种，而通过做功改变内能就不需吸收或放出热量。3物体吸热（或放热）不一定引起温度变化。如晶体的熔化或凝固，液体的沸腾，气体的液化等状态变化过程中，虽有吸热或放热，但温度不变。例1 （盐城市中考题）下列说法中正确的是（ ）A物体吸收热量，温度不一定升高B物体温度升高，一定吸收了热量C热量总是从内能大的物体传到内能小的物体D物体的温度升高，内能不一定增加解析 晶体熔化或液体沸腾过程中，物体吸收了热量，但温度并没有升高，因此A正确。物体温度升高，内能一定改变，而改变内能的方法有做功和热传递两种，所以B错，热传递是热量从高温物体传递给低温物体而与内能的多少无关，所以C错。物体温度升高，分子动能增加，所以内能增加，因此D也错。二、温度和内能的区别和联系内能是物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，一切物体，无论温度高低，都有内能，它是一个状态量，一个物体温度升高，内能增大，反之降低，改变物体内能的方式有做功和热传递两种，表示内能一般说“具有、增加或减少”，而温度的变化用“升高、降低或不变”表示。1物体温度的变化一定会引起内能的变化。物体温度变化，物体内部分子热运动的剧烈程度变化，分子动能变化，则内能变化。2物体温度不变，其内能可能改变。如晶体的熔化，液体的沸腾等等变化都如此。3物体的内能不仅与温度有关，还与其它因素（如质量和状态）有关，温度高的物体内能不一定大，如一杯50的水的内能不一定比一桶10的水的内能大。例2 （长沙市中考题）同一物体质量不变，温度降低，则（ ）A一定是物体放出了热量 B一定是物体对外做了功C物体内能会减少 D物体的内能会增加解析 物体的温度降低有两种可能：对外做功和放出热量，物体的内能与物体的质量和温度有关，所以同一物体质量不变，温度越低，内能越小，应选C。三、内能与热量的区别和联系内能是一个状态量对应是某一时刻或某一个状态，它通常用“具有、增加或减少”来表示，而热量是一个过程量，对应一个热传递过程或状态变化过程，只能用“吸收”或“放出”多少来表示。1物体内能变化，不一定吸热（或放热）。改变物体内能方式除了热传递外，还可以通过做功来实现，这两种方式是等效的。2物体吸收或放出热量一定引起内能的变化。在热传递过程中，高温物体放热，内能减小，低温物体吸热，内能增加，在熔化与凝固过程中，尽管温度不变，但要吸收或放出热量，内能仍要变化。3功和热量都可以用来量度物体内能的变化，所以它们具有相同的物理单位，都用焦耳。例3 （长沙中考题）下列事例中利用热传递改变内能的是（ ）A和平号空间站退役后坠入大气层与空气摩擦生热B冬天，用热水袋取暖，人体感到暖和C冬天手冷时，两手互相搓搓就暖和了D用锯锯木头，锯条发热。解析 “和平号”与空气摩擦生热是克服摩擦力做功使物体内能增加，热水袋取暖，是通过热传递改变人体的内能，选项C和D中都是利用做功方式使物体内能增加，温度升高，故只能选B。（第四部分应为第3期内容，请周老师考虑是否放在本期）四、内能与机械能的区别和联系内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子间相互作用的势能的总和，是微观量的宏观表现，而机械能则是物体做宏观机械运动和物体间相互作用的势能的统称。1一切物体都有内能，但不是所有物体都具有机械能。如静止在公路上的汽车，它的机械能为0，但它有内能。2内能与机械能是两种不同形式的能量，但它们可以相互转化。如内燃机可以将内能转化为机械能，克服摩擦力做功把机械能转化为内能。3内能和机械能都是状态量。例4 （南通市中考题）2003年10月15日上午9时整，中国第一艘载人飞船“神舟”五号由“长征二号F”运载火箭从酒泉卫星发射中心发射升空，十多分钟后，成功进入预定轨道，中国首位航天员杨利伟带着中国人的千年期盼梦圆浩瀚太空，中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。（1）火箭在加速上升过程中，机械能 （填“增大”、“减小”或“不变”），这个能量是由 能转化过来的，由于地球在自西向东不停地自转，为节省原料，火箭在升空后应向 方向飞行（填“偏东”或“偏西”）。（2）杨利伟在太空中飞行21个小时，绕地球14圈，在此过程中他能看到 次日出。（3）在飞船的返回舱表面涂有一层特殊的材料，这种材料在遇高温时要熔化、汽化而 大量的热量，从而防止飞船在返回地面时与大气层摩擦而被烧坏。（4）目前中国正在实施“嫦娥一号”登月工程，已知月球表面没有空气，没有磁场，引力为地球的1/6，假如登上月球，你能够 （填代号）。A用指南针判断方向 B轻易将100kg物体举过头顶C放飞风筝 D做托里拆利实验时发现管内外水银面高度差为76cm解析 （1）增大 内（化学） 偏东（2）14 （3）吸收 （4）B总之，温度、热量和内能三者之间既有联系，又有本质区别，极易造成错误：把热传递过程中传递的能量说成是温度，或说某一状态具有热量，生活用语中“热”有时表示温度，有时表示热量分辨不清楚。在热量计算时也常会出现如下错误：1、计算时单位不统一；2、对温度变化认识不清，升高了和升高到不能区别；3、在有些热量计算中忽略了容器吸收的热量，等等。只有正确理解这三个概念的物理意义，认清它们之间区别和联系，并且在实际应用中进一步理解和掌握，才能全面把握这几个重要概念。第十二章 机械能和内能检 测 试 题一、填空题1物体内部 的动能和分子势能的总和叫做物体的 .物体在温度升高时，它的所有分子的 必定增加，因而这个物体的内能 .2说明下列各物体具有什么形式的机械能。（1）手表里上紧的发条具有 ；（2）举高的铅球具有 ；（3）空中飞行的炮弹具有 ；（4）竖直上抛的小球在最高点时具有 。3燃料燃烧是把 能转化为 能;摩擦生热是把 能 转化能;烧水时锅盖被顶起是把 能转化为 能.4单缸四冲程内燃机的一个工作循环由 、 、 、 四个冲程组成；一个工作循环中，活塞要来回 次，曲轴要转动 周；四个冲程中，只有 冲程燃气对外做功，完成 能转化为 能的过程，压缩冲程是 能转化为 能的过程。5洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向路面，在此过程中它的动能将_（选填“变大”、“变小”或“不变”），这是因为_。6以下由于做功使内能增加的是 ，属于热传递使物体内能增加的是 。（1）放在室内的热水温度逐渐降低 （2）水蒸气将锅盖顶起（3）冬天，用“哈气”的办法取暖 （4）用电熨斗烫衣服，电熨斗发热（5）用打气筒打气，气筒壁发热 （6）“流星”进入大气层时燃烧发光7下列语句中“热”字各表示什么含义？（1）摩擦生热 （2）冰熔化要吸热 .8以同样速度行驶的大卡车和小轿车， 的动能大，所以在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车 （选填“大”或“小”）。9酒精的热值是3.0107J/Kg，酒精炉中装有100g酒精，若燃烧掉一半，放出的热量是 J，则剩余部分的酒精的热值是 .10质量为100克的砂石，温度从2升高到27时，吸收的热量为 J。（已知砂石的比热容c=9.9102J/kg）11氢气的热值为1.4108JKg，它表示1Kg的氢气_放出的热量是1.4108J，它的燃烧产物不污染环境，所以氢是一种未来能源我国于1980年成功地研制出国内第一辆以氢气为动力的汽车若这种汽车行驶1小时需1.68108J的热量，则每小时需要消耗氢气_Kg（不计热量损失）二、选择题12由比热容的定义得出C=Q/mt，下面对这个公式的几种认识中正确的是（ ）A物体吸热越多，比热容就越大B物体的质量越大，温度改变越多，比热容就越小C比热容的大小与物体吸热多少、质量大小、温度变化三者都有关D比热容是由物质的性质决定的，对一定状态的同一物质而言，比热容是一定值13下列实例中属于用热传递的方式改变物体内能的是 （ ）A飞驰的流星拖着一条发光的尾巴 B.锯木头时锯子发烫C冬天用热水袋取暖 D.两手相互摩擦手就暖和了14苹果从树上加速下落时，下列说法中正确的是 （ ） A它的重力势能减少，动能增加 B它的重力势能减少，动能减小C它的重力势能减少，动能不变 D它的重力势能不变，动能不变15 2003年10月16日，“神舟”五号载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天”梦当飞船减速着陆时，航天英雄”杨利伟的 （ ） A动能增加，重力势能减少 B动能减少，重力势能减少 C动能减少，重力势能不变 D动能不变，重力势能减少16下面事例中，由重力势能转化成动能的是 A风吹动风车转动 B拉弯的弓把箭射出去 C拧紧的发条带动钟表指针转动 D秋千从高处向低处摆动第17题图 17 如图所示为内燃机工作时的某冲程示意图，该冲程是 （ ） A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程18由同种物质组成的甲、乙物体，它们的质量之比是2：1，放出的热量之比是1：2，它们降低的温度之比是 （ ） A4：1. B1：4. C1：2. D2：1. 19下面说法中正确的是 （ ）A物体吸收热量，它的温度一定升高B物体的温度升高，它一定吸收了热量C物体的温度降低，它的内能一定减小D只有通过热传递才能改变物体的内能20质量相同的铁和水吸收相同的热量后，这时 （ ）A水的温度较高. B铁的温度较高.C二者温度一样高. D无法判断二者温度的高低.21汽车关闭发动机后，在水平地面上运动一段路程后静止，在这个过程中 （ ）A动能保持不变. B动能转化为重力势能.C动能转化为内能. D机械能保持不变.22如果甲热机的效率比乙热机的效率高，则可以说 （ ）A甲热机的功率比乙热机的大.B在单位时间内甲消耗的燃料比乙热机的少.C甲热机的转速比乙热机的大.D甲热机将燃气产生的内能变成机械能的百分比比乙热机的大.23有甲、乙两个物体，它们吸收了相同的热量后升高相同的温度，那么 （ ）A质量大的比热容一定大 B质量大的比热容一定小C比热容小的质量一定小 D以上判断都不正确24开启啤酒瓶盖瞬间伴有“嘭”的一声，瓶口有一股“白烟”，下列说法中正确的（ ）A瓶的内外温度相等，啤酒内能不变B瓶内的气体对外做功，啤酒内能增加C瓶口的“白烟”是瓶内CO2液化形成的D瓶口的“白烟”是瓶口水蒸气液化形成的25在试管中装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气把软木塞冲开。在冲开软木塞的过程中 （ ）A水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能增加B水蒸气膨胀做功，消耗了水蒸气的内能C水蒸气膨胀做功，但水蒸气的内能不变D水蒸气膨胀做功，水蒸气的温度不变26初温相同、质量也相同的水和铜块吸收相等的热量后，再将铜块投入水中，则会出现 （ ）A铜块放热，水吸热 B铜块吸热，水放热C铜块与水之间不发生热传递 D水的内能传递到铜块上三、问答题：27小孩从滑梯顶端滑下，下滑速度越来越大，为什么？28骑自行车上坡前，往往要用力加紧蹬几下，请你从能的转化方面说明这样做的好处？ 29用气筒给自行车车胎打气，过一会儿，筒壁也变热了，这是什么原因？如果在夏天时气打得太足，轮胎在阳光下往往会爆破，这又是什么原因？四、实验题第30题图30如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mBhB、），推动纸盒运动一段距离后静止。 要研究动能与质量的关系，我们应选择 两图来进行比较。要研究动能与速度的关系，我们应选择 两图来进行比较。（3）从图中可以看出A、B、C三个小球刚到达水平面时， 球的动能最大。五、计算题31一自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%，从太阳能手册中查到：在地球表面，晴天时垂直于阳光表面接受到的辐射热为1.26103J/（m2s），如果水箱内的水大约有40Kg，水箱接受阳光垂直照射的面积始终为1.5m2，问要使水温上升30需要多长时间？32学习热学知识后，两位同学设计了一个测定液化气热值的实验：取500g水放入锅中，用温度计测得水的初始温度为20，读出液化气表的示数为12.560m3。然后用液化气给水加热，当温度计的示数为80时，液化气表的示数为12.563m3。C水4.2103J/（kg），1m3某种气体燃料完全燃烧时所放出的热量叫该种气体燃料的热值（1）求实验过程中水吸收的热量Q。（2）他们用水吸收的热量Q和液化气表的示数差V（即所用液化气的体积），根据q=计算出了液化气的热值。请回答这个实验方案是否可行？并说明理由。33我国是世界上的垃圾“生产”大国，垃圾的掩埋处理将占大量的土地，并污染土壤和水源，为各种菌毒、苍蝇提供了理想的栖生和繁衍场所。据“全国城市生活垃圾处理及资源利用经验交流大会”资料显示，仅1997年，我国城市生活垃圾达1.3108t，假设垃圾的平均密度为103kg/m3。（1）若将这些垃圾铺放在连云港（银川市的城市面积约是1.3107m2），将会形成多厚的垃圾层？（2）从20世纪70年代起，一些发达国家已着手利用垃圾发电，科学家预测，焚烧1t垃圾，其中的有机可燃物可产生1.51010J的热量，试计算，若将1997年我国城市生活垃圾焚烧用来发电，与燃烧多少煤炭产生的热量相同（煤的热值为3.0107J/kg）（删去）答案1. 所有分子做无规则运动 内能 动能 增加 2弹性势能 重力势能 动能和重力势能 重力势能 3化学 内 机械 内 内机械 4吸气 压缩 做功 排气 两 两 做功 内 机械 机械 内5变小 洒水车的质量减小 6（4）（5）（6） （1）（3） 7（1）内能（2）热量 8大卡车 小 9 1.5106 3.0107J /kg 10 2.3103J 11完全燃烧 1.2 12D 13、C 14A 15B 16D 17 D 18B 19C 20D 21C 22D 23B 24D 25、B 26A 27小孩从滑梯顶端滑下，重力势能逐渐减小，转化为小孩的动能，所以下滑速度越来越大. 28自行车上坡时的重力势能增加是由其动能转化而来的，骑自行车上坡前用力加紧蹬是为了增大自行车的动能. 29用气筒给自行车车胎打气，过一会儿，筒壁变热是因为压缩气体做功使气体的内能增加，另外还有克服活塞与筒壁之间的摩擦做功，两者都会使筒壁的温度升高. 夏天时气打和太足，轮胎在阳光暴晒会使气体的温度升高，分子的运动速度加快，轮胎就容易爆破. 30（a）（c） （a）（b）（3）C 311.48h 32（1）1.26105J （2）不可行 因为液化气燃烧时所放出的热量不能完全被水吸收，而且液化气也不能完全燃烧 333.9m 6.5x1010 kg (删去)初三物理内能与热机知识点总结1内能：在物理学中，把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。一切物体在任何情况下都具有内能。内能的单位是焦（J）2影响内能大小的因素之一是：温度，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越大，物体的内能也越多。这说明，同一物体的内能是随温度的变化而变化的。3改变物体内能的方法是：做功；热传递 这两种方式对于改变物体的内能是等效的。4对物体做功，物体的内能增大，温度升高；物体对外做功，自身内能减小，温度降低5热传递发生的条件是：两个物体有温度差；热传递的方式有：传导、对流和辐射；发生热传递时，热量（内能）从高温物体传向低温物体，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到温度相同时，热传递才停止。14.2热量与热值1热量：在物理学中，把在热传递过程中物体内能改变的多少叫做热量。物体吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。2热量用字母Q表示，单位是焦（J）。一根火柴完全燃烧放出的热量约为1000J。3实验表明：对同种物质的物体，它吸收或放出的热量跟物体的质量大小、温度的变化多少成正比。4热值：把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值。5热值是燃料的一种属性，与质量、是否完全燃烧等没有关系，只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同。6燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q=qm或Q=qV7Q表示热量，单位是焦（J），q表示热值，单位是焦/千克（J/kg）或焦/米3（J/m3）；m表示质量，单位是千克（kg）；V表示体积，单位是米3（m3）8氢气的热值很大，为q氢=1.4108J/m3，表示的物理意义是：1m3的氢气在完全燃烧时所放出的热量为1.4108J。9提高炉子效率的方法：改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧；尽可能减少各种热量损失14.3研究物质的比热容1比热容：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1所吸收（或放出）的热量，叫这种物质的比热容。2比热容是物质的一种属性，与物质的质量、体积等无关，只与物质的种类有关。不同物质的比热容一般不同，同种物质的比热容与物质的状态有关。3比热容用字母c表示，单位是：焦/(千克)，符号是：J/(kg)4水的比热容很大，为c水=4.2103J/(kg)，表示的物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1所吸收（或放出）的热量为4.2103J。5水的比热容大，在质量和吸收的热量相同时，升高的温度比其它物质小；放出的热量相同时，降低的温度比其它物质小，因而温差变化较小。6水的比热容大，在质量和升高的温度相同时，比其它物质吸收的热量多，因而可用水来降温；在降低的温度相同时，比其它物质放出的热量多，因而可用水来取暖。7发生热传递时，低温物体吸收的热量计算公式为：Q吸=cmt （t=tt0）高温物体放出的热量计算公式为：Q放=cmt （t=t0t）14.4热机与社会发展1热机的种类包括有：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等。2热机的共同特点：将燃料燃烧时的化学能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。3汽油机和柴油机工作时，一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程这四个冲程组成的。在这四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能而对外做功，其他三个冲程均为辅助冲程，要靠飞轮的惯性完成。4汽油机与柴油机的对比比较项目 汽油机 柴油机燃料 汽油 柴油构造 有火花塞 有喷油嘴吸气冲程 汽油和空气的混合物 空气压缩冲程 机械能转化为内能 机械能转化为内能做功冲程 点燃式（内能转化为机械能） 压燃式（内能转化为机械能）排气冲程效率 20%30% 30%45%应用 汽车、飞机、摩托车、小型农业机械 载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械5热机的效率：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。6热机对环境造成的污染主要是：大气污染；噪声污染7人类保护环境的重要措施是：减少热机废气中的有害物质，控制废气排放的总量。具体方面是：推广使用无铅汽油；安装电子控制燃油喷射发动机（EFI系统）；推广新能源汽车，如天然气汽车