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文档简介
第二十讲内能
2022年版最新课程标准
1.能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征。
2.知道自然界和生活中简单的热现象。
3.了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。
4.知道常见的物质是由分子、原子构成的。
5.了解内能和热量。
6.通过实验,了解比热容。
7.能运用比热容说明简单的自然现象。
中考考点-一遍清
一、分子热运动
1.物质的构成:
⑴构成:常见的物质是由极其微小的粒子一一分子、原子构成的。
⑵大小:人们通常以10力皿为单位来度量分子。
2.分子热运动:
⑴扩散现象:不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象。
⑵热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则运动,分子的运动与温度有关,温度越高,
分子热运动越剧烈。
3.分子间的作用力:
⑴分子间存在相互作用的引力和斥力。
⑵变化特点:当分子间距离很小时,分子间作用力表现为斥力;当分子间距离稍大时,分
子间作用力表现为引力。
⑶固态、液态、气态的特性。
物质形态固态液态气态
分子间距离小较大很大
分子间作用力很大较大很小
有无一定体积有有无
有无确定形状有无无
【名师点拨】扩散现象:
(1)表明:一切物体分子在不停地做无规则的运动。
⑵影响因素:温度越匮,分子的热运动越剧烈。在任何温度,扩散现象都能发生。
⑶发生条件:发生在两种或几种相互接触的不同物质之间,并且在固、液、气三种状态不同的
物质之间都能发生。
(4)分子间的引力和斥力是同时存在的。引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小。分子间
距离增大时,表现为引力,分子间距离变小时,表现为斥力。当分子间距离相距很远时,作用力
表现得非常微弱。
二、内能
1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和。
2.主要影响因素:
(1)温度:同一物体,温度越高,内能越大;温度降低时,内能会减小。
(2)质量:在温度相同、物态相同的情况下,质量大的物体内能大。
3.特点:一切物体任何时候都有内能。
4.内能的改变:
方式热传递做功
实质内能的转移内能与其他形式的能之间的转化
举例热水袋取暖;煮饭;温室效应钻木取火;搓手取暖;摩擦生热
条件:物体间存在温度差
做功改变物体内能的两种情况:
举例传递方向:能量从高温物体传递
一是外界对物体做功,物体内能增大;
说明到低温物体,直到两物体温度相
二是物体对外界做功,物体内能减小
等为止
做功
能量转化.____i_,不一定,________,
联系1内能改变‘宅封温度改变1
能量转移世
热传递1
5.热量:
(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少,符号:Q。
⑵单位:焦耳(J)。
6.比热容:
⑴定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度
乘积之比。符号:C。
⑵单位:J/(kg•℃)。
⑶特性:比热容是反映物质自身特性的物理量,不同的物质,比热容一般不同,同一种物
质,比热容大小与物态有关,如水和冰比热容不同。
⑷计算公式:*W—。
⑸水的比热容
①数值:c水=4.2X10,J/(kg・7)。
②应用:“暖气”取暖用水作介质,机器中的冷却水循环系统等。
7.热量的计算公式:牛cmbt。
【名师点拨】(1)温度高的物体内能不一定大,内能还与物体的质量、一体积、—状态有关。
⑵物体可以没有机械能,但一定有内能,即二切物体在任何情况下都具有内能。
⑶做功和热传递在改变物体的内能上是笠效的。
⑷热传递转移的是内能,不是温度。传递内能的多少叫热量,不能说一个物体具有或含有热量。
⑸比热容的理解:比热容的大小主要取决于物质种类,还与物体的状态有关,与质量、温度的
高低、温度的变化、吸收(或放出)热量的多少无关;公式c=已提供了计算比热容的方法,不
mAt
能认为比热容C随0、加、△力而变化。
实验考点•一遍过
【实验】比较不同物质吸热的情况
实验名称有关考点实验装置
L液体的选择:选取质量相同的不同液体,而不是体积相同的
不同液体。
2.选用相同热源的目的:方便比较物质吸收热量的多少。
3.转换法的应用:通过观察加热液体的时间来判断物质吸收水
比较不同物质
热量的多少。加热时间长,该物质吸收的热量多,加热时间短,
吸热的情况
该物质吸收的热量少。
修
4.控制变量法的应用:
⑴控制物质的种类和升高的温度相同,比较物质吸收热量的食用油
多少与质量的关系,质量越大,吸热越多。实验器材:天
⑵控制物质的种类和质量相同,比较物质吸收热量的多少与平、温度计、
升高的温度关系。温度升高得越快,吸热能力越弱。停表、电加热
(3)控制物质的质量和升高的温度相同,比较物质吸收热量的器、烧杯等
多少与物质种类的关系。
5.实验结论:
(1)不同物质的吸热能力是不同的。
(2)质量相同的同种物质,升高的温度越高时吸收的热量越
炙。
(3)同种物质在升高的温度相同时,质量越大的吸收的热量越
吏。
(4)质量相厘的不同物质,在升高的温度也同时,吸收的热量
_____________一般不同,比热容越大的物质吸收的热量越爰。___________|______________
【示范题】如图所示,小明同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时,使用相同的电加
热器给水和煤油加热,得到的实验数据如表。
温度计温度计
万一^加热器加热器
D〃水煤油
物质次数质量9/kg升高的温度△t/℃加热时间Z^/min
10.1102
水
20.2104
30.1101
煤油
40.2102
⑴实验中除了图中所给的器材,还需要测量工具:天平和^
(2)在两个完全相同的烧杯中分别装入质量(选填“质量”或“体积”)、初温都相同的水
和煤油。
⑶实验中选择相同规格的电加热器,并且加热相同的时间目的是使水和煤油吸收的热量相
同;
然后通过比较升高的温度来研究水和煤油的吸热能力。
⑷分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,
吸收热量的多少与物质的质量有关;分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出的初
步结论是:质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,水吸收的热量多。
(5)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油,煤油温度升高得多,说明水和煤油中水
的吸热能力强。
温度/℃
⑹“暖手宝”中装的储热液比热容较大(选填“较大”或“较小”)。
⑺另一小组也采用小明的装置进行实验,得出了如图所示的图象相同条件下,要使质量相同
的水和煤油升高相同的温度,对水的加热时间更长。这一特性在生活中有很多应用,举出
一个例子用水作汽车的冷却剂o由图象可得煤油的比热容为2.1X103J/(kg•℃)。
重难突破•析典例
重难点一分子动理论
【典题1]两个相同的杯子中装有质量相同的冷水和热水,分别向两杯中放入同样的糖块,冷
水中的糖块比热水中的溶解得慢,这是因为冷水温度低导致(D)
A.物质分子不运动B.水分子间没有间隙
C.糖分子间没有斥力D.物质分子运动缓慢
【变式】《庄子》中曾有下列论述:“一尺之梗,日取其半,万世不竭。”其意是指物质是无限可
分的。现代物理学认为常见的物质是由分子、原子构成的;“苔花如米小,也学牡丹开”,
人们能闻到花香,这是扩散现象;酒精和水充分混合后,其总体积小于混合前总体积,此现
象说明组成物质的分子之间有间隙;用筷子搅拌药液后,筷子上会沾上药液,这是因为分
子间存在引力。
重难点二温度内能热量的理解
【典题2】以下关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是(C)
A.物体内能增大,温度一定升高B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体温度升高,内能一定增大D.物体内能增大,一定吸收了热量
【技法点拨】
温度、内能、热量之间的区别与关系
⑴温度:表示物体的冷热程度,是一个状态量,只能说一个物体的温度是多少。
温度升高f内能增加
-------不一定吸热,如:钻木取火,摩擦生热
⑵热量:是一个过程量,只能用“吸收”或“放出”描述。
吸收热量f不一定升温,如:晶体熔化,水沸腾
I------>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
⑶内能:是一个状态量,只能说“具有”“增加”或“减少”。
内能增加f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
【变式】如图为某老师通过温度传感器监测密封针筒内气体的温度的装置。当他缓慢推动活
塞压缩针筒中的气体,发现压缩过程中针筒内气体温度保持不变,活塞对气体做功为5J。(由
于针筒内气体分子间距离很大,分子间作用力可忽略不计,因此在实验中可以不考虑分子势
能)
⑴上述过程中,针筒内气体的内能是否发生变化?上_(选填“是”或“否”);你判断的依
据是针筒内气体的分子动能与分子势能均不变;
(2)上述过程中针筒内气体A。
A.一定向外界放热
B.一定有从外界吸热
C.无法确定是否有吸放热
重难点三热量的计算
【典题3】质量为2kg的水在太阳的照射下,温度升高50℃,水吸收的热量为4.2X10,J,
这是通过』61的方法改变了水的内能。若使相同质量的煤油和水升高相同温度,则煤油
吸收的热量小于水吸收的热量(选填“大于”“等于”或“小于”)。已知水的比热容为
4.2X103J/(kg•℃)、煤油的比热容为2.1义1。3J/(kg•℃)o
【技法点拨】
⑴根据比热容计算热量:8CRAt①吸热公式:0吸=CR(友-。)
②放热公式:0放=。力(5打
⑵利用比热容计算热量时,要正确理解文字叙述:“升高了”或“降低了”表示温度的变化
量△心“升高到”或“降低到”表示物体的末温%
【变式】如图所示是热管的工作原理图,当热管的热端受热时,吸液芯里的液体吸收热量变成
蒸气,这一过程叫汽化(填物态变化的名称),蒸气在管子里跑到冷端放出(选填“吸收”
或“放出”)热量变成液态,液体通过吸液芯又回到热端。这一过程循环进行,不断地将热量从
热端带到冷端。若50g的该液体吸收2400J的热量后,温度升高了40℃,则该液体的比热
容为1.2X103"(上•c)。
精选好题•定点练
命题点一分子动理论
1.下列现象能说明分子做无规则运动的是(C)
A.春风拂面,柳絮飞扬B.晨曦微露,雾漫山野
C.百花齐放,花香四溢D.天寒地冻,大雪纷飞
2.端午节煮粽子时,空气中弥漫着清香,这是扩散现象。荷叶上的两滴水珠相遇时,能汇合
成一滴较大的水珠是因为分子之间存在引力(选填“引力”或“斥力”)。
命题点二改变物体内能的方式
3.下列事例中,用热传递的方式来改变物体内能的是(C)
A.古人钻木取火B.铁丝反复弯折后会发热
C.一杯热水慢慢变凉D.人从滑梯滑下臀部发热
4.冬天手冷时,可以双手互相搓一搓,也可以向手上哈气,前者是用做功方法改变手的内
能,后者是用热传递方法改变手的内能。这两种方法在改变物体内能上是等效的。
命题点三温度内能热量的理解
5.关于温度、内能、热量,下列说法正确的是(C)
A.温度高的物体含有的热量多
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
6.在物理学中常提到“热”字,但其含义各不相同,请将下列“热”的含义填入空格内。
⑴这盆水很热,这里的“热”是指温度;
⑵物体吸热升温,这里的“热”是指热量;
⑶摩擦生热,这里的“热”是指内能。
命题点四比热容
7.下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是(B)
A.沙漠地区昼夜温差小
B.汽车发动机常用水做冷却剂
C.在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D.“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
8.在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体,用两个完全相同的电加热
器对其加热,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了温度随时间变化的图象如
图,由图象可知(D)
A.a液体比热容小
B.6液体是水
C.0~3min内a液体吸收的热量少
D.升高相同的温度时"液体吸收的热量少
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