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§1.2 内能和热量
第一章 分子动理论与内能
1.物体是由大量分子组成的。
2.分子在不停的做无规则运动。
3.分子间存在着相互作用力。
分子动理论的基本内容是什么
复习
1、温度与热运动
实验:在盛有热水和冷水的烧杯中分别滴入一滴墨水,比较扩散的快慢
1)温度:表示物体的冷热程度
2)温度越高,扩散越快,分子做无规则运动越剧烈
分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫分子的热运动。
3)热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动
1.下列事例中,哪些事例是热运动( )哪些事例是机械运动( ):
A、夏天,槐花飘香
B、秋天,黄沙扑面
C、冬天,雪花飘飘
D、在皮肤上擦点酒精,立即就能闻到酒精的味道
E、春天,柳絮飞扬
F、在墙角堆煤,过一段时间,墙表面及其内部靠近表面的一浅层都变黑了
练习
ADF
BCE
2.“花香袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”,这是南宋诗人 陆游《村居书喜》中的两句诗,对于前一句从物理学上可以解释为:花朵分泌的芳香油分子无规则运动速度变_____,说明当时周围的气温突然________。
快
升高
2、物体的内能
1、物体由于______具有的能叫做动能。
决定动能大小的因素:物体的_____和_____。
你还记得吗
速度
质量
运动
2、物体由于 而具有的能叫做重力势能。
决定重力势能大小的因素:物体的_____和_________ 。
3、物体由于 ___而具有的能叫做弹性势能。
决定弹性势能大小的因素______________。
被举高
物体被举高的高度
质量
发生弹性形变
弹性形变的大小
运动的物体具有动能,那么处于热运动的分子是否具有动能呢?
思 考
受到地球吸引的物体若被举高,具有重力势能;分子与分子之间也有相互作用力,分子之间是否也具有势能?
观察对比:
①运动着的篮球具有动能
运动着的分子呢
想一想
结论:运动着的分子有动能.
我在动,也有动能噢!
分子作无规则运动而具有的能叫做分子动能。
石块和地球互相吸引具有势能
互相吸引的分子也有势能吗
石块由于地球吸引而下落
结论:
互相吸引的分子也具有势能!
讨论:互相排斥的分子之间有没有势能
结论:互相排斥的分子也具有势能。
被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能。
由于分子间存在着相互作用力而具有的能叫做分子势能.
1)内能:物体内部所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和叫做物体的内能.
想一想
炽热的铁水有内能,北极的冰山有没有内能
2)一切物体在任何情况下都具有内能。
3)影响内能大小的因素
一个物体温度升高时
分子动能增大
它的分子运动速度加快
组成这个物体的所有分子的动能总和增加
它的内能就会增加
一个物体温度降低时
它的内能就会减少
炽热的灯丝温度高达2500℃,它具有的内能比常温时多
液态空气的温度为-200℃,它具有的内能比常温时少
同一物体,温度越高,内能越大
(1)温度
分子动能
(2)体积
分子势能
(3)质量
分子个数
(4)种类、结构、状态
想一想
2、比较静止在地面上的球和运动在空中的球所具有的机械能和内能。
1、内能与机械能是一回事吗?
内能的大小跟分子的热运动和分子间相互作用有关;机械能跟机械运动有关,故两者不是一回事
静止在地面上的球没有机械能,运动在空中的球具有机械能;但无论在地上还是在空中,都具有内能
3、下列说法中正确的是( ).
A.物体运动得越快,物体的内能越大
B.物体运动得越快,举得越高,物体的内能越大
C.物体举得越高,物体的内能越大
D.内能与物体运动快慢、位置高低没有直接关系
4.下列说法正确的是( )
A.静止在地面上的冰块没有内能
B.空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多
C.动能大的物体内能一定大
D.自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能
D
D
内能与温度有关,温度升高, 物体的内能增加。
那么如何改变物体的内能呢(即增加或减少物体的内能) ?
3、改变物体内能的方式
人用力钻木,会使物体的温度升高,这是通过什么途径来改变物体内能的
?
你知道吗
饮料和冰块放在一起,它们的温度会发生变化这是通过什么途径来改变物体内能的
改变内能的方式
1)做功
物
体
内
能
增
加
克服摩擦对物体做功
搓手时手变热了
滑下时摩擦发烫了
钻木取火
机械能转化内能(内能增加)
小实验
图1所示,一个配有活塞的厚玻璃管中放一小团蘸了乙醚的棉花,在快速向下压活塞的过程中,会出现什么现象?为什么?
因为活塞压缩空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到乙醚的燃点,导致棉花燃烧
(1)外界对物体做功,物体内能增加。
棉花会着火。
小实验
大口玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气,给瓶内打气,当瓶塞跳起时,观察瓶内有什么变化?为什么?
瓶塞跳起时,空气推动瓶塞对瓶塞做功,内能减小,温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化
(2)物体对外做功,物体内能减小
当瓶塞跳起时,瓶内出现白雾。
反复弯折铁丝,人对铁丝做了功,使铁丝的内能增大,温度升高。
(3)做功的实质:
内能的转化
金属勺子放在热汤中,温度升高,内能增加
食品放入电冰箱,温度降低,内能减小
在太阳的照射下,太阳能热水器中的水温度升高,内能增加
2)热传递
铁锅热得烫手
棉被被晒得暖乎乎的
热传递
高温物体放热,内能减少
低温物体吸热,内能增加
(2)热传递的三种方式:传导、对流、辐射
(1)热传递的条件:物体间有温度差
(3)热传递的实质:内能的转移
想想议议
取一根粗铁丝,我们有什么办法使粗铁丝的温度升高,内能增加?
来回弯折铁丝
与物体来回摩擦
用锤敲打
用火加热铁丝
放在太阳下晒
放在热水中浸
做功
热传递
3)做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
1)内能:物体内部所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和叫做物体的内能.
5、改变物体内能的两种方式是________和_________。但其实质不同,________是物体之间内能的转移,而___________是实现内能与其他形式的能的转变。
做功
热传递
热传递
做功
5、改变物体内能的两种方式是________和_________。但其实质不同,________是物体之间内能的转移,而___________是实现内能与其他形式的能的转变。
做功
热传递
热传递
做功
6、在下列现象中,写出各是用什么方式来改变物体内能的:
⑴在古代,人类钻木取火
⑵多次弯折一根铁丝,弯折处会发烫
⑶冬天,人们往手心上呵气取暖
⑷把烧红的铁块放到冷水中,冷水变热
⑸晒太阳时会感到很热
⑹用锤子反复打击一块铁片,它的温度会升高
其中属于热传递改变内能的是 ____,
属于做功改变内能的是 ____。
⑶ ⑷ ⑸
⑴ ⑵ ⑹
7、一条锯条的温度升高了,说明( )
A.一定对锯条做了功
B. 锯条一定吸收了热量
C.可能对锯条做了功,也可能是锯条吸收了热量
D. 以上说法都不对
8、下列现象中,通过热传递改变物体内能的是( )
A.打开啤酒瓶盖,瓶口处气体温度降低
B.在汽油机的压缩冲程中,汽缸内的温度升高
C.放进冰箱冷冻室的水变成冰块
D.用手来回弯折铁丝,弯折处铁丝温度升高
C
C
9.火柴可以擦燃也可以在火上点燃,前者是用_____的方法使火柴燃烧,后者是用___ 的方法使它燃烧。如右图所示,在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出.在水蒸气把软木塞冲出的过程中 能转化为 _能;此时,试管口处出现“白气”,它是水蒸气 _形成的 ____。
做功
热传递
内
机械
液化
小水珠
10.“神舟六号”飞船在太空飞行了108圈后,顺利返回我国内蒙古中部地区,返回舱下落到大气层的一段时间后,由于受空气摩擦作用做匀速运动,在匀速下降过程中,它的( )
A.动能减小,势能不变,内能增加 B.动能不变,势能减小,内能增加
C.动能增大,势能减小,内能不变 D.动能不变,势能增大,内能减小
B
4、热量
1)热量:在热传递过程中,转移内能的多少。
2)、热量和内能的单位:焦(J)。
注:热量是过程量,只能说吸收或放出热量,不能说某物体含有或具有多少热量,也不能比较热量。
温度、内能、热量的区别:
区 别:
1、温度是一个状态量,只能说“是多少”,两个不同状态间可比较温度的高低,温度是不能转移和传递的。
2、内能是能量的一种形式,是一个状态量。物体温度升高,内能增大。不同物体间无法比较内能大小。
3、热量是过程量,只能说吸收或放出热量,不能说某物体含有或具有多少热量,也不能比较热量。
6.物体内能增加,不一定是吸收了热量。
1.物体温度升高,内能一定增加。
2.温度高的物体,内能不一定大。
(内能还与物体的质量状态有关)
3.物体内能增加,温度不一定升高。
(如晶体的熔化过程)
4.物体温度升高,不一定是吸收了热量
( 也可能是做功)
5.物体吸收了热量,温度不一定升高。
(如晶体的熔化过程)
1、关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含的热量越多
B.0℃的冰没有内能
C.一个物体吸收热量时,温度不一定升高
D.对物体做功,物体的温度一定升高
C
2.关于热量、内能、温度的关系中正确的是( )
A.物体吸收了热量,它的温度一定升高,内能一定增加
B.物体的温度升高,它的内能一定增加,一定吸收了热量
C.物体的内能增加了,它的温度一定升高,一定吸收了热量
D.以上说法都不对
D
五、燃烧与热值
固体燃料
液体燃料
气体燃料
1.燃料
能够燃烧的物质
燃料可分为三类
列举一些常见的燃料,它们分别属于哪一类?
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我们要烧开同一壶水,现有三种燃料:木柴、煤炭,天然气,用哪种燃料用量最少?
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出能量的本领不同。
(为什么提供相同的能量)不同燃料所需的量不同?
5、燃料的热值
2)燃料的热值(q):把1kg某种燃料完全燃烧时所放出的热量。
3)单位:焦/千克(J/kg)
气体燃料的单位:焦/米3(J/m3)
4)热值的物理意义:酒精 q=3.0×107J/kg
1kg酒精完全燃烧所放出的热量是3.0×107J
1)燃料的燃烧是一种化学变化,在燃烧过程中,燃料的化学能转化为内能。
4.热值 汽油的热值是
q汽油=
4.6×107J/Kg表示什么意思
6.热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量(体积)、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
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关于燃料的热值正确的是( )
A.燃料的热值与燃料的燃烧程度有关
B.燃料的热值与燃料的种类有关
C.燃料的热值与燃料的多少有关
D.燃料的热值与上面三个因素都有关
B
练一练
7.燃烧放热计算:
Q放=m·q
Q放=V·q
固体液体燃料:
气体燃料:
燃料的质量×燃料的热值
燃料的体积×燃料的热值
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观察热值表
煤油 4.6×107
木炭 3.4×107
汽油 4.6×107
无烟煤 3.4×107
氢气 14.3×107
石油 4.4×107
焦炭 3.0×107
天然气
柴油 4.3×107
烟煤 2.9×107
煤气 3.9×107
酒精 3.0×107
干木柴 1.2×107
气体
液体
固体
常用燃料的热值(单位:J/kg)
(7.1~8.8)×107
1.不同物质的热值一般相同吗?
2.有没有不同物质热值相同的?
正确理解生活中“热” 的含义
夏天的中午,天气真热,这个热指的是______;摩擦生热,这个热指的是______;燃料燃烧时向外放热,这个热指的是______
生活中“热”,有时指温度,有时指热量,有时指内能