自学导航——3.5 物体的内能

3.5 物体的内能
课前预练
1．热运动：物体内部 叫热运动。
2．内能：物体内部大量做 具有的能叫内能，也常称作 。
3．改变物体内能的方法有： 。对物体做功，物体的内能会 ，物体对外做功，物体的内能会 。物体从外界吸收热量，物体的内能会 ，物体向外界放出热量，物体的内能会 。
4．热量：在热传递过程中， 的多少叫热量。用Q表示，热量的单位为 ，简称“ ”，符号“ ”。热量的计算公式： 。
5．燃料的热值： ，叫做这种燃料的热值。热值的单位为 。
名浮力黟煮争煮器
【例1】关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．物体的温度越高，所含的热量越多
B．0℃的冰没有内能
C．物体吸收热量时，温度不一定升高
D．对物体做功，物体的温度一定升高
点拨 (1)本题考查的是温度、热量和内能三者间的区别及联系。
(2)温度和内能是状态量，它对应于物体的某一状态；热量是过程量，它对应于物体变化的某一过程。
(3)改变内能有做功和热传递两种方式，两种方式是等效的。单纯的热传递是否一定会改变物体的温度，可以看物态变化。
【跟踪练习1】关于内能，下列说法正确的是( )
A．温度为0℃的物体内能为零
B．温度高的物体内能一定多
C．物体的内能增加，它的温度一定升高
D．物体的温度升高，它的内能一定增加
【例2】下列事例中，用做功的方法使物体的内能增加的是( )
A．热淋浴后，全身感到暖和
B．冬天对手“哈气”，手感到暖和
C．冬天，两手互相摩擦，手感到暖和
D．冬天，在房间内用暖气取暖，全身感到暖和
点拨 (1)本题考查改变物体内能的方法。
(2)做功使内能增加，其因是物体的运动，其果是物体温度的升高。它也是机械能转化为内能的过程。
【跟踪练习2】一个物体的内能增加，则( )
A．物体一定发生了热传递，本身温度升高
B．物体可能对外做功，本身温度升高
C．一定有外界力对物体做功，本身温度升高
D．物体可能克服摩擦做功，本身温度升高
【例3】3千克汽油完全燃烧放出的热量可以使多少千克水的温度从15℃升高到100℃?(汽
油的热值q汽油＝4.6×107焦／千克)
点拨 (1)本题考查热量的计算公式Q＝c m(t—t0)及燃料燃烧放出的热量Q＝mq的计算。
(2)本题中燃料燃烧释放的热量完全被水吸收，根据这一点可以将两个公式联系起来。
(3)公式Q＝c m(t—t0)中的关键是温度的变化，当温度升高时，t0是初始温度，t是加热后温度。
【跟踪练习3】某太阳能热水器受光面积为1.2米2，内装80千克水，太阳每分钟辐射到1
米2面积上的热量是7.56×104焦，如果60％的热量被水吸收，问：
(1)20℃的水晒3小时后水温达到多少?
(2)煤气的热值是4.2×107焦／千克，若煤气灶的效率为40％，烧热[达到(1)中水的末温]这些水需燃烧多少煤气?
课后训练
基础达标
1．物体内部大量微粒的无规则运动跟 直接相关，人们把物体内部大量微粒的无规则运动称为 运动，物体内部大量微粒的无规则运动具有的能叫做
能。80℃的一杯水放在桌面上，经过一段时间后变为60℃，这一过程中杯中水的内能 。
2．把两块冰相互搓擦，冰会熔化，这是通过 的方式改变物体的内能；将冰块放在温水中也能熔化，这是通过 的方式改变物体的内能，实验表明这两种方式改变物体的内能是 。
3．炎热的夏天，在太阳的照射下，海滨浴场沙滩上沙子的温度升高、内能增大，这是通过
方式改变内能的。而海水的温度明显低于沙滩的温度，其原因是
。
4．“嫦娥一号”卫星在绕月飞行的一年时间里，可能会遭遇两次月食，月食期间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降，内能 (填“增大”、“减小”或“不变”)，这是通过 的方式改变物体的内能。
5．如图所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，然后迅速压下活塞，筒内棉花燃烧起来。对这一现象的解释是：活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气做了 ，使空气的 增加，温度升高，达到乙醚着火点。

6．如图所示，男孩(搓手)和女孩(哈气)暖手的方式是( )
A. 都是通过热传递
B．都是通过做功
C. 女孩通过热传递，男孩通过做功
D．女孩通过做功，男孩通过热传递
7．下列例子中，用热传递的方法改变物体内能的是( )
①划火柴 ②踢毽子 ③放在手心的雪球会慢慢熔化
④把袋装牛奶放在开水中加热 ⑤量体温时，要将体温表紧贴腋下
⑥砂轮磨刀溅出火星
A．①④⑥ B．①②⑥ C．③④⑤ D．④⑤⑥
8．下列做法中，属于用做功的方法改变物体内能的是( )
A. 压缩配有活塞的玻璃筒内的空气，内部蘸有乙醚的棉花燃烧起来
B．金属汤勺放在热汤中，温度升高
C. 食品放人电冰箱，温度降低
D．热水器放在太阳下照射，水温升高
9．已知烟煤的热值是2.9×107焦／千克，那么( )
A．2千克烟煤完全燃烧时一定放出5.8×107焦的热量
B．1千克烟煤燃烧时一定能放出2.9×107焦的热量
C．1千克烟煤温度降低1℃释放出2.9×107焦的热量
D．10千克烟煤的热值为2.9×108焦／千克
10．下列说法正确的是( )
A. 一切物体都具有内能
B．抛在空中的球只具有机械能，不具有内能
C．0℃的冰块不具有内能
D．一个物体的温度升高，它的内能不一定增加
11．下列关于功、能和热量的描述正确的是( )
A．“嫦娥一号”卫星在加速升空的过程中，机械能的总量保持不变
B．地震形成的“堰塞湖”有潜在的危险性，是因为积蓄在高处的湖水有很大的重力势能
C. 物体的温度越高，具有的热量就越多
D．物体的内能越多，具有的功就越多
12．压缩气体时做了1350焦的功，同时外界又传给该气体650焦的热量，这部分气体的内能一共增加了( )
A．1350焦 B. 650焦 C．700焦 D．2000焦
拓展提高
13．为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验：在4个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，下表是他的实验记录，请根据实验记录回答下列问题：
烧杯
号
液体
质量
/克
初温
/℃
末温
/℃
加热时间
/分
1
水
300
20
30
12
2
水
150
20
30
6
3
煤油
300
20
30
6
4
煤油
300
20
25
3
(1)分析比较 (填烧杯号)烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：在质量和升高的温度都相同时，不同物质吸收的热量不同。
(2)分别分析比较1、2和3、4烧杯的实验记录，结合(1)中的结论，然后综合归纳可得出结论：物体温度升高时吸收热量的多少与 有关。
14．小明家的太阳能热水器的水箱容积是200升。小明进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱装满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃。计算：
(1)水箱中水的质量和水吸收的热量。
(2)如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，至少需要燃烧多少煤气?(煤气的热值q＝4.2×107焦／千克)
参考答案
课前预练
1．大量粒子的无规则运动
2．热运动的粒子 热能
3．做功和热传递 增加 减少 增加 减少
4．传递能量 焦耳 焦 J Q＝cm(t－t0)
5．1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量 焦／千克
课内演练
【例1】C[解析：热量是热传递过程中传递能量的多少，是一个过程量。0℃的冰内部的粒子还是在做无规则的热运动，只不过温度低，粒子的热运动速度变慢了，故0℃的冰具有内能。物体吸收了热量，内能增加，但温度不一定升高，如冰融化时需要吸收热量，但温度不变。对物体做功，物体的内能会增加，但温度不一定会升高。]
【跟踪练习1】D
【例2】C[解析：热淋浴后全身暖和，是因为热水的温度高于身体的温度，身体从热水中吸收热量，温度升高，内能增加。冬天对手“哈气”，哈出的水蒸气液化放出热量，手吸收热量，内能增加。冬天，在房间内用暖气取暖，也是通过热传递的方式使物体的内能增加。而两手互相摩擦，是通过摩擦做功，使手的内能增加。]
【跟踪练习2】D
【例3】 3千克汽油完全燃烧放出的热量Q放＝m汽油q汽油＝3千克×4.6×107焦/千克＝1.38×108焦。这些热量完全被水吸收，所以Q吸＝Q放＝1.38×108焦，水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)，所以千克。
【跟踪练习3】(1)热水器里的水吸收太阳能的热量：Q＝1.22×7.56×104焦/(米2·分)×3×60分×60％＝9.8×106焦，根据Q＝cm(t－t0)，这些热量在3小时后使20℃的水温度升高到(2)根据题意可知，烧热[达到(1)中水的末温]这些水，需要吸收9.8×106焦的热量，这些热量由煤气燃烧获得，需要煤气的质量m′，则Q＝m′q×40％，则m′＝
课后训练
1．温度 热 内 减少
2．做功 热传递 等效的
3．热传递 海水的比热容比砂石的大
4．减小 热传递
5．功 内能
6．C 7．C 8．A 9．A 10．A 11．B 12．D
13．(1)1、3 (2)物体的质量和温度升高的多少[解：从表中实验记录的数据可以看出，液体温度升高时吸收热量的多少与．液体的种类、质量、升高的温度有关。加热时间越长，表明液体吸拄的热量越多。(1)控制液体的质量茄升高的温度都相同时，比较不同物质吸收的热量的不7同，需要比较不同的物质，即1和3两只烧杯的实验记录。(2)比较l、2两只烧杯的实验记录，说明相同的液体，升高相同的温度，吸收的热量与液体的质量大小有关；比较3、4两只烧杯说明相同质量的同种液体，吸收的热量与液体升高的温度有关，升高的温度越高，吸收的热量越多。综合以上两种情况，可以得出，物体温度升高时吸收热量的多少与物体的质量和温度升高的多少有关。]
14．(1)水的质量m＝＝1.0×103千克/米3×200×10-3米3＝200千克，水吸收的热量Q＝cm(t－t0)＝4.2×103焦/(千克·℃)×200千克×(45℃--20℃)=2.1×107焦。(2)煤气的热值q＝4.2×107焦／千克，表示每千克煤气完全燃烧放出的热量是4.2×107焦；煤气灶的效率就是煤气燃烧产生的热量被水吸收的百分比。故需要燃烧煤气的质量为