第十三章-《内能》复习提纲及练习

1 第十三章第十三章 内能内能 复习提纲复习提纲 一 分子热运动基本观点 一 分子热运动基本观点 1 物质是由分子 原子或离子构成的 分子若看成球型 其直径以 10 10m 埃 来度量 1 10 10 m 1nm 10 9 m 1 nm 10 2 一切物体的分子都在不停地做无规则的运动 扩散 不同物质在相互接触时 彼此进入对方的现象 扩散现象说明 A 分子之间有间隙 B 分子在做不停的无规则的运动 典型应用事例 气体二氧化氮的扩散 二氧化氮放下面的目的是防止扩散被误认为是重力作用的结 果 实验现象 两瓶气体混合在一起颜色变得均匀 结论 气体分子在不停地运动 金块与铅块长期叠放在一起 互相渗透到对方之中 固 液 气都可扩散 扩散速度与温度有关 分子运动与物体运动要区分开 扩散 蒸发等是分子运动的结果 而飞扬的灰尘 液 气体对流是物体运动的结果 3 分子间有相互作用的引力和斥力 当分子间的距离 分子间平衡距离 r 引力 斥力 时 引力 斥力 斥力起主要作用 固体和液体很难被压缩是因为 分子之间的斥力起主要作用 时 引力 斥力 引力起主要作用 固体很难被拉断 钢笔写字 胶水粘东西 铅块吸引实验都是因为分子之间引力起 主要作用 当 10 时 分子之间作用力十分微弱 可忽略不计 破镜不能重圆的原因是 镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围 镜子不 能因分子间作用力而结合在一起 二 内能 二 内能 1 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 叫做物体的内能 2 物体在任何情况下都有内能 既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相 互作用 那么内能是无条件的存在着 无论是高温的铁水 还是寒冷的冰块 3 影响物体内能大小的因素 温度 在物体的质量 材料 状态相同时 温度越高物体内能越大 质量 在物体的温度 材料 状态相同时 物体的质量越大 物体的内能越大 材料 在温度 质量和状态相同时 物体的材料不同 物体的内能可能不同 状态 在物体的温度 材料质量相同时 物体存在的状态不同时 物体的内能也可能 不同 4 内能与机械能不同 机械能是宏观的 是物体作为一个整体运动所具有的能量 它的大小与机械运动有关 内能是微观的 是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和 内能大小与分子做无规 则运动快慢及分子作用有关 这种无规则运动是分子在物体内的运动 而不是物体的整 体运动 5 热运动 物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动 2 温度越高扩散越快 温度越高 分子无规则运动的速度越大 三 内能的改变 三 内能的改变 1 内能改变的外部表现 物体温度升高 降低 物体内能增大 减小 物体存在状态改变 熔化 汽化 升华 内能改变 反过来 不能说内能改变必然导致温度变化 因为内能的变化有多种因素决定 2 改变内能的方法 做功和热传递 A 做功改变物体的内能 做功可以改变内能 对物体做功物体内能会增加 物体对外做功物体内能会减少 做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化 如果仅通过做功改变内能 可以用做功多少度量内能的改变大小 解释事例 图 15 2 5 甲看到棉花燃烧起来了 这是因为活塞压缩空气做功 使空气内能增加 温度升高 达到棉花燃点使棉花燃烧 钻木取火 使木头相互摩擦 人对木头做功 使它的内能增加 温度升高 达到木 头的燃点而燃烧 图 15 2 5 乙看到当塞子跳起来时 容器中出现了雾 这是因为瓶内 空气推动瓶塞对瓶塞做功 内能减小 温度降低 使水蒸气液化凝成小水滴 B 热传递可以改变物体的内能 热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现 象 热传递的条件是有温度差 传递方式是 传导 对流和辐射 热传递传递的是内能 热量 而不是温度 热传递过程中 物体吸热 温度升高 内能增加 放热温度降低 内能减少 热传递过程中 传递的能量的多少叫热量 热量的单位是焦耳 热传递的实质是内能的转移 C 做功和热传递改变内能的区别 由于它们改变内能上产生的效果相同 所以说做功和热传递改变物体内能上是等 效的 但做功和热传递改变内能的实质不同 前者能的形式发生了变化 后者能的形式 不变 D 温度 热量 内能 区别 温度 表示物体的冷热程度 温度升高 内能增加 不一定吸热 如 钻木取火 摩擦生热 热量 是一个过程 吸收热量 不一定升温 如 晶体熔化 水沸腾 内能不一定增加 如 吸收的热量全都对外做功 内能可能不变 内能 是一个状态量 内能增加 不一定升温 如 晶体熔化 水沸腾 不一定吸热 如 钻木取火 摩擦生热 指出下列各物理名词中指出下列各物理名词中 热热 的含义 的含义 热传递中的 热 是指 热量 热现象中的 热 是指 温度 热膨胀中的 热 是指 温度 摩擦生热中的 热 是指 内能 热能 3 四 热量 四 热量 1 比热容 定义 单位质量的某种物质温度升高 降低 1 时吸收 放出 的热量 物理意义 表示物体吸热或放热的本领的物理量 比热容是物质的一种特性 大小与物体的种类 状态有关 与质量 体积 温度 密 度 吸热放热 形状等无关 水的比热容为 4 2 103J kg 表示 1kg 的水温度升高 降低 1 吸收 放出 的热量为 4 2 103J 水常调节气温 取暖 作冷却剂 散热 是因为水的比热容大 2 计算公式 吸 m t t0 放 m t0 t 3 热平衡方程 不计热损失 吸 放 五 内能的利用 热机五 内能的利用 热机 一一 内能的获得 内能的获得 燃料的燃烧燃料的燃烧 燃料燃烧 化学能转化为内能 二二 热值 热值 1 定义 1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量 叫做这种燃料的热值 2 单位 J kg 3 关于热值的理解 对于热值的概念 要注重理解三个关键词 1kg 某种燃料 完全燃烧 1kg 是针对燃料的质量而言 如果燃料的质量不是 1kg 那么该燃料完全燃烧放出的热 量就不是热值 某种燃料 说明热值与燃料的种类有关 完全燃烧 表明要完全烧 尽 否则 1kg 燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性 同时反映出不同燃料燃烧过程中 化学能 转变成内能的本领大小 也就是说 它是燃料本身的一种特性 只与燃料的种类 有关 与燃料的形态 质量 体积等均无关 3 公式 Q mq q 为热值 实际中 常利用 Q吸 Q放即 cm t t0 qm 联合解题 4 酒精的热值是 3 0 107J kg 它表示 1kg 酒精完全燃烧放出的热量是 3 0 107J 煤气的热值是 3 9 107J m3 它表示 1m3煤气完全燃烧放出的热量是 3 9 107J 5 火箭常用液态氢做燃料 是因为 液态氢的热值大 体积小便于储存和运输 6 炉子的效率 定义 炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比 公式 Q有效 Q总 cm t t0 qm 三三 内能的利用 内能的利用 1 内能的利用方式 利用内能来加热 从能的角度看 这是内能的转移过程 利用内能来做功 从能的角度看 这是内能转化为机械能 2 热机 定义 利用燃料的燃烧来做功的装置 能的转化 内能转化为机械能 蒸气机 内燃机 喷气式发动机 3 内燃机 将燃料燃烧移至机器内部燃烧 转化为内能且利用内能来做功的机器叫 内燃机 它主要有汽油机和柴油机 4 4 内燃机大概的工作过程 内燃机的每一个工作循环分为四个阶段 吸气冲程 压 缩冲程 做功冲程 排气冲程 在这四个阶段 吸气冲程 压缩冲程和排气冲程是依靠飞 轮的惯性来完成的 而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程 是由内能转化为机械能 另外压缩冲程将机械能转化为内能 5 热机的效率 热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热 机的效率 公式 W有用 Q总 W有用 qm 提高热机效率的途径 使燃料充分燃烧 尽量减小各种热量损失 机件间保持良 好的润滑 减小摩擦 6 汽油机和柴油机的比较 六 能量守恒定律六 能量守恒定律 1 自然界存在着多种形式的能量 尽管各种能量我们还没有系统地学习 但在日常 生活中我们也有所了解 如跟电现象相联系的电能 跟光现象有关的光能 跟原子核的变 化有关的核能 跟化学反应有关的化学能等 2 在一定条件下 各种形式的能量可以相互转化和转移 列举学生所熟悉的事例 说明各种形式的能的转化和转移 在热传递过程中 高温物体的内能转移到低温物体 运 动的甲钢球碰击静止的乙钢球 甲球的机械能转移到乙球 在这种转移的过程中能量形式 没有变 3 在自然界中能量的转化也是普遍存在的 小朋友滑滑梯 由于摩擦而使机械能转 化为内能 在气体膨胀做功的现象中 内能转化为机械能 在水力发电中 水的机械能转 化为电能 在火力发电厂 燃料燃烧释放的化学能 转化成电能 在核电站 核能转化为 电能 电流通过电热器时 电能转化为内能 电流通过电动机 电能转化为机械能 4 能量守恒定律 能量既不会消灭 也不会创生 它只会从一种形式转化为其他形 式 或者从一个物体转移到另一个物体 而在转化和转移的过程中 能量的总量保持不变 能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的 最重要的定律之一 汽油机柴油机 构造 顶部有一个火花塞 顶部有一个喷油嘴 吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气 点燃方式点燃式压燃式 效率低高 不 同 点 应用小型汽车 摩托车载重汽车 大型拖拉机 相同 点 冲程 活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端 一个工作循环活塞往复运动 2 次 曲轴和飞轮转动 2 周 经历四个冲程 做功 1 次 5 班次 姓名 计分 内能内能 练习题练习题 一 选择题一 选择题 1 2013 泉州 17 榴莲因其果肉香甜又富有营养 被称为水果之王 榴莲被切开后 其香 味将很快充满整个房间 这一现象主要说明 A 分子间存在引力 B 分子间存在斥力 C 分子间有间隙 D 分子在永不停息地运动 2 20132 2013 东营市东营市 8 关于分子 下列说法正确的是 A 有的物质分子间无论距离大小都只存在引力 B 水结冰后分子会保持静止 C 酒香不怕巷子深 说明分子在不停地运动 D 沙尘暴起 尘土满天 说明分子在不停地运动 3 3 20132013 年福州 年福州 1 年初福州森林公园的梅花开得好美 小雪不禁想起 墙角数枝梅 凌寒独自开 遥知不是 为有暗香来 漫步丛中 她闻到淡淡梅花香 其原因是 A 分子很小 B 分子间存在引力 C 分子在不停地做无规则运动 D 分子间存在斥力 4 4 20132013 扬州 扬州 1 花卉节 已经成为扬州的一张城市名片 走近花园就闻到扑鼻的花香 这是因为 A 分子之间存在引力 B 分子之间存在斥力 C 分子之间没有空隙 D 分子不同的做无规则运动 5 5 20132013雅安 雅安 18 有关分子热运动 下列说法正确的是 A 液体很难被压缩 说明分子间有引力 B 用手捏海绵 海绵的体积变小了 说明分子间有间隙 C 有霾天气大量极细微的尘粒悬浮在空中 说明分子在做无规则运动 D 在做墨水滴入水中的扩散实验中 我们看不到墨水的分子在运动 6 6 20132013 南通 南通 2 下列现象中 不能说明分子处在永不停息的无规则运动中的是 A 花开时香气扑鼻 B 扫地时尘土飞扬 C 红墨水在水中散开 D 衣柜里的樟脑丸过一段时间变小了 7 7 20132013 内江 内江 7 扩散现象的发生是由于 A A 分子在永不停息地做无规则运动 B 分子之间有作用力 C 分子间的斥力大于引力 D 物质是由分子组成的 8 8 2 分 2013 衡阳 小明闻到烟味 对爸爸说 你一吸烟 我和妈妈都跟着被动吸 烟 小明这样说的科学依据是 A 分子在不停地做无规则的运动B 一切物体都是由分子组成的 C 分子之间存在相互作用力D 分子间有空隙 9 9 20132013 湛江 湛江 5 5 月 31 日是 世界无烟日 吸烟有害健康已成为同学们的共识 会议室里贴了如图 3 的标志 这主要是考虑到在空气不流通的房间里 只要有一个人吸烟 整个房间就会充满烟味 这是因为 A 分子在不停地运动 B 分子间有引力 C 分子间有斥力 D 物质是由分子组成的 10 10 20132013 龙岩 龙岩 7 为预防 H7N9 禽流感 防疫人员在校内喷洒消毒液 不久在校园内闻到 图 3 6 药味 这一现象说明 A 分子很小 B 分子间有作用力 C 分子间有间隙 D 分子在不停地做无规则运动 11 11 20132013 达州 达州 4 5 月 31 日是世界无烟日 吸烟有损自己和他人的健康 据世卫组织 统计 每年因吸烟导致近 600 万人失去生命 造成他人吸二手烟是由于 A 烟分子间存在着引力 B 烟分子间有空隙 C 烟分子在不停地做无规则运动 D 烟分子间存在着斥力 12 12 2013 绵阳 如图所示 在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上 面 倒扣一个空瓶子 使两个瓶口相对 之间用一块玻璃板隔 开 抽出玻璃板后 比空气密度大的二氧化氮进到了上面的瓶 子 这个现象说明 A 气体分子在不停地运动B 气体分子之间存在引力和斥力 C 气体是由分子组成的D 温度越高 气体分子运动越剧烈 1313 2013 枣庄 将 50mL 的水与 50mL 的酒精混合 所得液体体积小于 100mL 下列对此 现象的解释合理的是 1414 2013 湘西州 将两个铅柱的底面削平 削干净 然后紧紧地压在一起 这时 两块铅就会结合起来 甚至下面可以吊一个重物都不能将它们拉开 如图 这一现 象说明 A 分子在做无规则运动 B 分子间存在扩散现象 C 分子间存在斥力来 D 分子间存在引力 15 15 2 分 2013 阜新 用锤子反复击打铁块 铁块的温度升高 针对此现象下列说法正 确的是 A 铁块被击打前分子是静止的 B 击打时锤子将温度传给铁块 C 击打时锤子的内能转化为铁块的机械能 D 铁块温度升高时内能增加 16 16 2 分 2013 黑河 关于内能和热量 下列说法正确的是 A 物体吸收热量 温度一定升高 B 物体运动的越快 物体的内能越大 C 同一物体的温度越高 内能越大 D 温度越高的物体 所含的热量越多 17 17 20132013 漳州 漳州 3 下列事例中 通过热传递改变物体内能的是学科王 A 钻木取火 B 双手互搓发热 C 晒太阳取暖 D 铁丝反复弯折后发热 A 分子间是有空隙的B 分子是由原子构成的 C 分子的质量和体积都很小D 分子总是在不断运动 A 水的温度越高 水分子运动越剧烈 B 是通过做功的方式改变水的内能 7 18 18 2013 岳阳 用铝壶在天然气灶上烧水的过程中 1919 2013 枣庄 关于物体的内能 下列说法正确的是 A 温度相等的 1 kg 和 100 g 的水内能相同 B 物体内能增加 一定要从外界吸收热量 C 温度为 0 的物体没有内能 D 在相同物态下 同一物体温度降低 它的内能会减少 20 20 3 分 2013 日照 关于物体的内能 下列说法正确的是 A 物体温度升高 它的内能一定会增加 B 物体内能增加 一定要从外界吸收热量 C 温度为 0 的物体没有内能 D 温度相等的 1kg 水和 100g 水内能相同 2121 2 分 2013 德州 下列有关热和能的说法中正确的是 A 物体内能增大 一定从外界吸收热量 B 汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能 C 物体的温度越高 分子无规则运动越剧烈 D 燃料的热值越大 燃烧时放出的热量越多 22 22 20132013 资阳 资阳 3 下列有关热现象的说法中 正确的是 A 分子间既有引力又有斥力 分子间的距离越大作用力也越大 B 机械能与整个物体的运动情况有关 内能与物体内部分子的热运动有关 C 震后疾病防控消毒时空气中散发一股浓浓的药味 是药物分子的扩散现象 D 做功和热传递都可以改变物体的内能 但功和热量是不同的物理量 单位也不同 2323 2 分 2013 永州 2010 年 两名俄裔科学家发现纳米材料石墨烯而获得了诺贝尔物 理学家 最近 研究人员利用石墨烯解决了半导体材料散热的问题 解决散热问题是利用 石墨烯的 A 导热性好 B 熔点高 C 硬度大 D 密度小 24 24 3 分 2013 长沙 下列现象中 属于热传递的方法改变物体内能的是 A 刚从蒸笼里拿出的馒头 放一阵子变凉了 B 冬天天冷 通过搓手发热取暖 C 用锤子敲打石头时 锤子发热 C 铝的比热容比水小 铝的吸热能力比水强 D 天然气燃烧越充分 热值越大 8 D 给自行车车胎打气 打气筒壁变热了 25 25 2013 宜宾 2 在如图所示事例中 不属于做功改变内能的是 26 26 20132013 齐齐哈尔 齐齐哈尔 5 关于内能和热量 下列说法正确的是 A 物体吸收热量 温度一定升高B 物体运动的越快 物体的内能越大 C 同一物体的温度越高 内能越大D 温度越高的物体 所含的热量越多 27 27 20132013 重庆 重庆 3 关于热现象 下列说法正确的是 A 物体温度越低 分子运动越剧烈 B 温度越高的物体含有的热量越多 C 水沸腾时要吸收热量 温度保持不变 D 冬天用热水袋暖手是用做功的方式改变内能 28 28 20132013 南充 南充 4 关于温度 热量 内能 下列说法正确的是 A 物体的温度越高 所含热量越多 B 温度高的物体 内能一定大 C 0 的冰块 1 内能一定为 O D 温度相同的两物体间不会发生热传递 29 29 20132013 年兰州 年兰州 5 下列说法中不正确的是学科王 A 安宁桃花会上 游客能闻到桃花的香味 说明分子是运动的 B 铁丝很难被拉断 说明分子间有引力 C 四冲程汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能 D 一杯水温度降低时 内能减小了 30 30 20132013 泰安 泰安 10 关于温度 比热容 热量 内能 以下说法正确的是 A 一块 0 的冰没有内能 它的分子不会运动 B 一个物体吸收了热量 它的温度一定会升高 C 一个物体温度升高了 它的一定内能增加 D 用水作为汽车发动机散热器的冷却剂 其主要原因是水的比热容较小 31 31 20132013 泰安 泰安 12 如图所示实验或事例 属于内能转化为机械能的是 A 冷天搓手取 暖 B 空气被压缩时 内能增大 C 烧水时水温升 高 D 下滑时臀部发热 9 32 32 20132013 乐山 乐山 13 下列现象中 利用做功使物体内能增加的是 A 木工用锯锯木条时 锯条发烫 B 烧开水时 壶盖被水蒸气顶起来 C 铁块放在炉火中烧红了 D 冬天 人们在太阳光下取暖 33 33 20132013 广州 广州 6 图 5 是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图像 下列说 法正确的是 A t4 时刻物体内能为零 B t2 t3 时刻物体内能相等 C t2 时刻物体内能比 t3 小 D t1 时刻物体分子动能比 t2 时大 34 34 20132013雅安 雅安 11 下列说法中 正确的是 A 机械能为零的物体 内能一定也为零 B 炽热的铁