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1、第十一章 热与能,(1)一切物质都是由分子组成的 (2)分子在不停地做无规则运动 (3)分子间有相互作用的引力和斥力 物质内分子之间的引力和斥力是同时存在的,引力和斥力 都随分子间的距离增大而减小。当分子间距离为某一值r0时, 引力等于斥力;若分子间的距离大于r0时,引力和斥力都要减 小;但斥力比引力减小得更快,此时引力大于斥力,引力起主 要作用。当分子间的距离小于r0时,引力和斥力都将增大,但 斥力比引力增大得快,此时斥力大于引力,斥力起主要作用。 当分子间的距离大于分子直径的10倍时,分子间的引力和斥力 变得十分微弱,此时分子间的作用力可忽略不计。,1、分子运动论,【典例1】分子间有引力,
2、为什么破镜不能重圆? 解析:两片破镜分子间的距离大于分子直径的10倍以上, 分子间几乎没有作用力,知识内容及注意事项,【拓展】扩散现象() a只发生在气体之间 b只发生在液体之间 c只发生在固体之间 d可以发生在任何物体之间,【典例2】 下列现象说明分子在不停地做无规则运动的是( ) a、糖块放入水中,水变甜了。 b、洒水车将水洒在路面上。 c、扫地时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞。 d、沙土放入水中,看到水变混了。,a,(2)注意:扩散现象属于分子运动,由于分子非常小,所以分子 的运动我们用肉眼不可能直接看到,只能通过颜色、气味等现象的变化来 判断。凡是我们用肉眼能看见的运动,都是物体运动,不
3、属于分子运动, 即不是扩散现象。只要记住这一规律,在做题时就不困难了。如:,d,(1)内能是:物体内所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和。 内能的转化两种方式:热传递和做功。 注意: 热传递是将热量从高温物体传向低温物体,而不是从内能 多的物体传向内能少的物体。 热传递的产生条件:两物体存在温度差。 热传递的结果: 两物体的温度相同。 做功和热传递对改变物体的内能是等效的。,2、内能,【典例】打气筒在使用时为什么筒壁会发热?,解释:打气时,一方面,活塞向下压缩空气,对空气做功, 使空气的内能增大,温度升高,空气将热传递给筒壁;另一 方面,活塞和筒壁摩擦生热,所以筒壁会发热。,内能和
4、机械能是两种不同形式的能:机械能是由物体的整 体运动的状态和相对于地面的位置等因素所决定的,而内能是 由物体内分子的热运动和分子间的相对位置所决定的。影响因 素是不同的。 注意: 一切物体都具有内能。但是物体不一定具有机械能。 例如,停在水平地面上的汽车既没有动能,也没有势能,因此 它不具有机械能,但它有内能。 内能和机械能可以相互转化。如: 划火柴,玩滑梯等 是机械能 内能; 四冲程内燃机 是内能 机械能。,(2)比较内能和机械能,【典例1】物体沿斜面匀速下滑时,其机械能和内能的变化 情况是() a、机械能减少,内能增加 b、机械能、内能均不变 c、机械能不变,内能增加 d、机械能增加,内能
5、不变,a,分析:匀速下滑,动能不变,重力势能减少;因为匀速下滑, 一定受摩擦力,摩擦生热,内能增大。所以答案选a。,3、温度、内能和热量 温度:表示物体冷热程度. 温度 内能一定增加 升高 不一定吸热。如:钻木取火,摩擦生热。 内能:内能是一个状态量。所有物体都具有内能。它跟温 度是不同的两个概念,但又有密切的联系,同一物体的温度升 高,它的内能增大;温度降低,内能减小。 内能 不一定升温。如:晶体熔化,水沸腾。 增加 不一定吸热。如:钻木取火,摩擦生热。 热量:在热传递过程中,传递内能的多少,叫热量。热量是一个过程量。热量不能说物体具有或含有,只能说物体吸收或放出多少热量。物体吸收或放出热量
6、的多少与物体的质量温度的该变量和物质的种类有关 吸收 不一定升温。如:晶体熔化,水沸腾。 热量 内能不一定增加。如:吸收的热量全部对外做功, 内能可能不变。,【典例1】指出下列各物理名词中“热”的含义: 热传递中的“热”是指 : 热现象中的“热”是指: 热膨胀中的“热”是指: 摩擦生热中的“热”是指:,热量或内能,温度,温度,内能或能量,【典例2】关于热量,下列说法正确的是:() a、热水比冷水含的热量多; b、一大桶水比一小桶水含有的热量多; c、一个物体内能越多,它具有的热量越多; d、热量是在热传递过程中内能的改变量。,d,分析:热量只是个过程量,不能含有和具有,所以a、b、c错误;而内
7、能可以含有和具有,d选项体现的是热量的定义。,(1)比热容的概念 比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容。 公式cq/mt,是比热容的定义式、测量式,而不是决定式。这与密度类似,是密度的定义式、测量式,不是密度的决定式。对于同一种物质来说,密度是一定的。不能说密度与物体的质量成正比,与体积成反比。 对于同一物质来说,比热容是一定的。它表示物体的吸热能力,比热容大表示吸热能力强。物质的比热容与它的质量大小、温度的高低、是否吸热或放热及吸热放热的多少都无关。,【典例1】 物理学中引入比热容的概念,是为了比较( ) a.相同质量的不同物体,升高相同的温度,吸收热量不同 b.相同质量的不同物
8、体,吸收不同的热量,升高温度不同 c.不同质量的相同物质,升高相同的温度,吸收热量不同 d.不同质量的相同物质,吸收相同的热量,升高温度不同,a,4、比热容的相关考点,分析:比热容是为了反映物质的吸热本领而引入的物理量。物质吸收热量的多少还与物质的质量、升高的温度等因素有关。所以在比较物质的吸热本领时,应控制影响物质吸收热量的其他因素不变,只改变物质的种类。,(2)应用qcmt解释的简答题 比较q的多少。 【典例】水暖气为什么用水取暖? 答:根据qcmt,在质量和温度变化量相同的情况下,水的比热容大,可放出较多的热量。所以用水来取暖。 比较t的多少。 【典例】为什么西部沙漠地区昼夜温差比沿海地
9、区温差大? 答:根据qcmt,晚上在放出相同热量的情况下,沙漠地区的沙石较多,因为沙石的比热容较小,温度降低得多;沿海地区水比较多,水的比热容较大,温度降低得少,同理,白天在吸收相同热量的情况下,沙漠地区比沿海地区温度升高的多。所以,西部沙漠地区昼夜温差比沿海地区温差大。 【同类典例1】如何解释吐鲁番“早穿棉袄午穿纱,抱着火炉吃西瓜”的气 候特点? 【同类典例2】 体温表里的测温物质为什么用水银?,【典例1】两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图5所示( ) a甲液体的比热容大于乙液体的比热容 b如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
10、c加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 d加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多,分析:由图像可知,加热相同的时间,甲的温度该变量大由公式qcmt可知在质量和吸收的热量相同的情况下t大的比热容小,所以可判断出甲的比热容比已小,故a、b、c、均不正确。,(3)利用qcmt进行的计算,是本章的重点,题型也较多。如:,d,【典例2】 如图所示的是甲、乙两种质量相等的非燃料 液体吸的热量与温度变化情况的 图象,请根据图象中提供的信息 判断, 液体的比热容较大; 如果要你在甲、乙两种液体 中选择一种作为汽车的冷却液, 你认为选择 液体更好。,解释:在坐标图中取相同的热量q,
11、分别找出甲、乙两条图 像所对应的变化温度t甲、 t乙,可知t甲 t乙。根据公 式q吸cmt,所以c甲 c乙。 作为汽车的冷却液,比热容越大越合适。,乙,乙,(4)水的比热容 c水=4.2103j/(kg),应掌握表示的物理意义,以及水的比热容较大这一特性。这方面的考题较多,且比较新颖。,【典例1】上海世博园采用了一种不用电,而是用水来调节温度 的江水源空调。江水源空调系统用水泵抽取黄埔江的水,利用 江水与世博园室内空气的温差实现制冷制热,从而达到冬暖夏 凉的效果。 (1)用江水来调节温度主要是利用了水的哪一种特性? (2)从热传递的角度解释江水源空调为什么能达到冬暖夏凉的效果?,(2)冬天时,
12、江水的温度高于世博园室内空气的温度,热量从江水传递给空气,使气温升高;夏天时,江水的温度低于世博园室内空气的温度,热量从空气传递给江水,使气温降低;这样达到了冬暖夏凉的效果,(1)用江水来调节温度主要是利用了水的比热容大的特性,【典例2】,分析:图甲是表示在生活中往往用热水来取暖,图乙表示在生活中又往往用冷水来降温,在这两种不同的应用中都选择了水,这是因为水的比热容大,在降低相同温度水放出热量多,在吸收相同热量温度升高慢,故用热水来取暖,用冷水来降温,图甲是表示在生活中往往用热水来取暖,图乙表示在生活中又往往用冷水来降温,在这两种不同的应用中都选择了水,请根据所学的热学知识加以说明,5、比较不
13、同物体的吸热能力,实验器材: 温度计、铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、天平 实验要点: 1、比较吸热能力的方法:取质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比较不同物质的温度升高的多少,升高得多,说明吸热能力弱;升高的少说明吸热能力强。 2、控制不同物质吸收相同热量的方法:两个完全相同的酒精灯(火焰大小相同),加热时间相同;也可以用两个完全相同的加热器,通电时间相同。 3、实验方法:(1)控制变量法;(2)转换法。 4、仔细分析实验数据或坐标图像的关系,尽量观察在相同的加热时间内,不同物体温度的变化情况,运用转化法总结出不同物体的吸热能力的情况。,如图所示,是探究实验“比较不同物质的吸热能力”的实验装
14、置。左右两图中,除杯内分别装的是质量相等的食用油和水外,其余都相同。完成该实验还需要_,在相同的加热时间内食用油和水吸收的热量是_(选填:相同的、不同的)。,关于实验的【典例1】,温度计,相同的,【典例2】同学们在做“比较水和沙 子的吸热能力”实验的场景如图所示, 他们说该实验有两种探究方法。 (1)实验方法一的设计如图中所示: 在实验中,加热相同的时间目的 是 ; 请你指出该同学的设计思路和实验 装置中的错误和不足。 (2)请你设计出第二种实验方法: 写出该实验方法所需要的测量仪器; 请写出设计思路。,使水和沙子吸收相等的热量,错误:没有控制水和沙子的质量和初温相同,在两个相同的金属盒内,加
15、入初温与质量均相同的水和沙子,用酒精灯加热至相同的末温,比较加热时间,就能比较它们的吸热能力。,天平、温度计、秒表,1、关于分子运动论 扩散现象 【习题1】下列说法中正确的是( ) a、雪花飞舞,说明分子在运动 b、花香扑鼻,说明分子在运动 c破镜难圆,说明了分子间没有作用力 d. 一潭死水,说明了水分子是静止的,b,a,【习题2】下列运动中,能表明分子在不停地做无规则运动的是 ( ) a、香水瓶打开后,过会儿屋内闻到香味 b、无数雨滴从空中落下 c、扫地时,看到空中飞舞着尘埃 d、体中自由电荷发生定向移动形成电流,二、重点知识及易错知识讲解,【习题3】 下列现象中不能表明分子无规则运动( )
16、 a、“sars”病毒可以通过“飞沫”传播 b、向一杯水中滴一滴红墨水,过一会儿整杯水都红了 c、把磨得很光的铅板和金板长久紧压在一起,金板中渗有铅,铅板中渗有金 d、配置过氧乙酸消毒液时,能闻到刺鼻的气味,【习题4】下列说法中,正确的是( ) a、吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力。 b、尘土飞扬,说明分子在不停地运动。 c、弹簧能够被压缩,说明分子间有空隙。 d、糖在热水中溶解得快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈。,d,a,解释: “sars”病毒易附着、存活在可吸入颗粒物上,并随着可吸入颗粒物进入人体内,所以这种运动不是分子运动。,【习题1】 下列例子中,哪一个是内能转化为机械能
17、( ) a、用锤子敲打铁钉,钉子发热。 b、流星穿过大气层时划出一道光。 c、给自行车打气时,打气筒的温度升高。 d、汽车发动机工作时的做功冲程。,2、内能与机械能的习题,d,【习题2】 2003年10月15日,“神舟”5号载人飞船在震天的轰鸣声中腾空而起,飞向太空。完成任务后于次日凌晨准确降落在内蒙古中部预定地区。返回舱进入大气层一段时间后,由于受空气阻力做匀速运动。返回舱匀速下降过程中( ) a.重力势能减少,动能增加,内能增加 b.机械能减少,动能不变,内能增加 c.重力势能减少,动能增加,内能不变 d.机械能不变,动能不变,内能增加,b,关键是掌握影响内能和机械能大小的因素,及其相互转
18、化,3、关于温度、热量及内能的习题,【习题1】下列关于温度、内能、热量和做功的说法中,正确的是( ) a. 物体温度降低,内能一定减少 b. 物体吸收热量,温度一定升高 c. 温度高的物体把温度传给温度低的物体 d. 一个物体温度升高,一定是物体对外做了功,a,解析:物体温度降低,分子运动速度减慢,分子平均动能减小,内能减小, a正确;物体吸收热量,温度不一定升高,如物态变化时晶体熔化吸热,但 温度不变,b错;在热传递过程中,传递的是能量即内能而不是温度;一个 物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,而不是物 体对外界做功。所以答案选 a,【习题2】 生活中人们常说某些食品含
19、有的“热量”多,从物理学的角度看,这个“热量”的含义应该是( )a热量 b内能 c生物质能 d温度,c,【习题3】下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是 ( ) 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物体放出热量,温度一定降低 d物体内能增加,一定吸收了热量,d,b,【习题4】甲、乙两物体质量、初温都相同,甲的比热容大 于乙的比热容,当 它们放出相同的热量后,相互接触,接 触以后内能的变化情况是( ) a甲的内能增加,乙的内能减少 b甲的内能减少,乙的内能增加 c甲的内能不变,乙的内能减少 d甲、乙的内能都不变,5、关于比热容、热值的习题,【习题1】当瓶中的煤油倒去一
20、半后,则煤油( ) a比热容不变,热值和密度都变为原来的一半 b比热容,热值和密度都变为原来的一半 c比热容,热值都变为原来的一半 ,密度不变 d比热容,热值和密度都不变,【习题2】在一个标准大气压下,在不计热量损失的情况 下,完全燃烧热值为 1.26107j/kg的干木柴能使250kg, 30 的水温升高到( ) a、120 b、 100 c、 90 d、 无法确定,d,d,【习题3】 如图是刘星在“五一”假期 探究“海水和海滩的温度随时间变化的规律”时画的一张示意图。根据图给的信息,刘星观察的时间是 (选填“中午”或“夜晚”),产生这一现象的原因是水的 比沙石的大。,中午,比热容,【习题4】质量和初温均相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后相互接触(铁的比热容 铝的比热容),则( ) a 、热从铝块传到铁块 b 、热从铁块传到铝块 c 、铁块和铝块之间没有热传递 d 、条件不足,无法判断,【习题5】将质量相等的甲、乙两个铁块,分别放入质量和初 温都相等的水和煤油中。不考虑热损失,当达到热平衡(即热 传递停止)时,测得水和煤油升高的温度相等。关于甲
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