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《第十三章 内能》复习
第十三章 内能
思维导图
一、分子热运动
1.物质的组成:常见的物质是由极其微小的粒子——
、 构成的.一般分子的直径只有百亿分之几米,人们通常以10-10 m为单位来量度分子.
原子
分子
知识梳理
2.扩散现象
(1)定义:不同的物质相互 时,彼此 _
的现象.固体、液体、气体都可以发生扩散现象.
(2)意义:扩散现象说明,一切物质的分子都在 地做 运动;物体内部大量分子的无规则运动叫
;扩散现象说明分子间有 .
(3)影响因素:温度.实验表明,温度越高,分子的无规则运动越 ,扩散就越 .
快
剧烈
间隙
分子的热运动
无规则
不停
进入对方
接触
3.分子动理论的基本内容:物质是由大量的 、
构成的;构成物质的分子 运动;分子间存在着 .
引力和斥力
都在不停地做无规则
原子
分子
4.固态、液态和气态物质的宏观特性和微观特性:
物态 微观特性 宏观特性 分子间距离 分子间作用力 有无固定形状 有无固定体积
固态 很小 (2) _ 有 (5) _
液态 (1) _ 较大 (3) _ 有
气态 很大 很小 (4) _ (6) _
无
有
无
无
很大
较大
二、内能
1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的 能和
能的总和.
物体在任何情况下都具有内能.内能的单位:
;符号: .
2.影响物体内能大小的因素:
物体的 、 、体积、状态等.同一物体的温度越高,分子的热运动越剧烈,内能越 .
大
温度
质量
J
焦耳
一切
分子势
动
3.改变方法:
(1)做功:外界对物体做功,物体的内能 ;
物体对外界做功,本身内能 .
实质:内能与其他形式的能的 .
相互转化
减少
增加
(2)热传递
①热量:在热传递的过程中,传递 的多少.
物体吸收热量,内能 ;放出热量,内能 .
②条件:存在 .
③规律:热量(内能)只能从 物体传到 物体.直到温度相同时,热传递才停止.
④实质:能的 ,即能的形式在转移的前后没有改变.
转移
低温
高温
温度差
减少
增加
能量
4.做功﹑热传递这两种方式对于改变物体的内能是 .
5.机械能和内能:机械能与整个物体的 运动情况有关,而内能与物体内部的 运动和分子之间的 情况有关.
相互作用
热
机械
等效的
三、比热容
1.定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的______
与它的质量和升高的 的乘积之比,叫做这种物质的比热容.
2.单位:焦每千克摄氏度,符号是 .
3.物理意义:表示物体 或 的本领的物理量.
放热
吸热
J/(kg·℃)
温度
热量
4.水的比热容:c水= J/(kg·℃),意义:1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是 J.
水的比热容在所有液态和固态物质中是 的.在质量和升高的温度相同时,比其他物质吸收的 ,因而可用水来降温(即可用来做 );在降低的温度相同时,比其他物质 的热量多,因而可用水来取暖(即楼房“暖气”可用水作介质).
放出
冷却剂
热量多
最大
4.2×103
4.2×103
5.比热容是物质的一种特性,它与物质的 、吸热或放热多少、 、体积、密度、形状等无关.不同物质的比热容一般不同,同种物质的比热容与物质的 有关.
状态
温度
质量
四、 发生热传递时的热量计算
低温物体吸收的热量计算公式:
Q吸=cm (t-t0)或Q吸= .
高温物体放出的热量计算公式:
Q放=cm (t0-t)或Q放= .
以上公式中的物理量:Q吸表示 ,
单位: ; Q放表示 ,单位: ;c表示物体的 ,单位: ;
t表示物体的末温,单位: ;
t0表示物体的 ,单位: .
℃
初温
℃
J/(kg·℃)
比热容
J
物体放出的热量
J
物体吸收的热量
cmΔt
cmΔt
一、分子热运动
解题要点:分子运动是看不见的,在不知不觉中发生了变化,分子运动属于扩散现象.由于分子的体积很小,分子的运动无法用肉眼直接看到,但可以通过气味、颜色的变化来体现.
1.美丽的泉城济南,山清水秀、景色宜人.以下自然景观与分子热运动有关的是( )
A.春天,护城河畔柳枝摇曳 B.夏天,大明湖面波光粼粼
C.秋天,植物园内金桂飘香 D.冬天,千佛山上大雪纷飞
C
考点集训
2.如图所示的四个情景,下列说法中错误的是( )
A.红墨水在热水中扩散得快,说明温度越高,分子无规则运动越剧烈
B.两个铅块没有被重物拉开,说明分子间只存在引力
C.抽出玻璃板,两瓶内气体会混合在一起,说明气体间可以发生扩散现象
D.将一定量水与酒精混合后总体积变小,说明分子间存在空隙
B
3.我国科学家研制出一种新型防菌“纳米纸”,这种纸“油水不沾”,细菌也无法停留在上面(如图).下列有关的说法正确的是( )
A.“纳米纸”分子间无空隙
B.油分子与水分子间只有斥力
没有引力
C.这种纸能使细菌的分子停止无规则运动
D.分子间引力使纸面上的液体汇集成小液滴
D
二、内能
解题要点:在温度、热量、内能三个物理量中,一个物体的温度升高,其内能一定增加;一个物体吸收热量,其内能一定增加;一个物体内能增加,其温度不一定升高,如晶体的熔化;一个物体内能增加,其不一定吸收热量,如外界对物体做功;一个物体吸收热量,其温度不一定升高,如晶体的熔化;一个物体温度升高,其不一定吸收热量,如摩擦生热;热量从温度高的物体传到温度低的物体,但不能说传递温度.
4.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.热传递过程中,热量由高温物体传向低温物体
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.60 ℃的水一定比 30 ℃的水含有的热量多
D.物体的内能增加,一定从外界吸收热量
A
5.下列有关温度、热量、内能的说法中,不正确的是( )
A.物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高
B.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
C.物体温度升高,内能不一定增加,但一定吸收热量
D.温度相同的物体接触时不发生热传递
C
6.做功和热传递都可以改变物体的内能,请你判断下列物体内能的改变中,属于热传递改变物体内能的是 ;
属于做功改变物体内能的是 .(均选填序号)
①冬天寒风刺骨,路面温度降低 ②反复弯折铁丝,铁丝发热 ③用火炉烧水,水的温度升高 ④用一杯热水捂手,手逐渐变暖和 ⑤钻木取火 ⑥锯木头时锯条发烫 ⑦冬天用热水袋取暖 ⑧小孩从滑梯高处滑下时臀部发烫 ⑨放入冰箱中的食物温度降低 ⑩两手相互摩擦,手发热 阳光照射下的柏油路面温度升高 流星划过天空
②⑤⑥⑧⑩
①③④⑦⑨
7.关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是 _
(选填序号).
① 0 ℃的冰的内能为零 ② 40 ℃的水一定比50 ℃的水的内能小 ③ 0 ℃的冰熔化成 0 ℃的水,内能变大 ④物体的温度不变,它的内能也一定不变 ⑤温度相同的物体内能不一定相等⑥热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
⑦物体的温度越高,含有的热量越多 ⑧物体的内能减少,一定是对外界做功了 ⑨物体放出热量,温度不一定降低
③⑤⑨
三、比热容
解题要点:单位质量的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容.比热容是物质的一种特性,和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系,只与物质的种类、状态有关.
8.关于比热容,下列说法中正确的是( )
A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.物体的比热容跟物体的温度有关
C.物体的质量越大,它的比热容就越大
D.物体的比热容与物体吸、放热及温度和质量都没有关系
D
9.依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.质量相等的水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较少
C.水的比热容表示水的温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J
D.水和煤油吸收相等热量,煤油温度升高得较多
B
物质 比热容c/[J/(kg·℃)]
水 4.2×103
煤油 2.1×103
砂石 约0.92×103
10.甲、乙两个物体的比热容之比为2∶1,吸收的热量之比为2∶3,升高的温度之比为1∶3.则甲、乙的质量之比为( )
A.1∶6 B.2∶1
C.1∶4 D.1∶1
D
11.小芳在长期帮妈妈做饭的过程中发现:同样的情况下,烧开一锅豆浆和一锅豆油用的时间不同,这是什么原因呢
小芳猜想:可能是豆浆和豆油的比热容不同.请你帮她完成探究的过程:
(1)取 的豆浆和豆油分别装入两个相同的烧杯中;
(2)用两个 同时给豆浆和豆油加热;
相同的加热器
质量相同
(3)记录 ;请你帮忙设计并完成记录上述实验数据的表格.
_
_
_
豆油的温度T/℃
豆浆的温度T/℃
加热时间t/min
升高的温度
12.某同学用一种加热器将质量为 500 g的冰持续加热熔化直至沸腾,记录数据并绘制出温度—时间图象如图所示,根据图象可以看出C点的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)B点的内能,原因是 .根据图象还可以看出AB段的比热容 (选填“大于”“等于”或“小于”)CD段的比热容.
小于
熔化过程要吸收热量
大于
13.质量和初温相同的甲、乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后,甲的温度大于乙的温度,则甲液体吸收的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体吸收的热量,甲液体的比热容 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容.如果乙液体的质量为1 kg,初温为20 ℃,加热一段时间后温度升高到50 ℃,吸收的热量为1.26×105 J,则乙液体的比热容为 J/(kg·℃).
4.2×103
小于
等于
14.如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油,如图甲所示.同组的同学立即指出了其中的问题,你认为问题的所在是 .
实验中选用相同电加热器的目的是使水和煤油在相同时间内
.
吸热相同
水和煤油的质量不相等
(2)纠正错误后进行实验,得出了水和煤油的温度随时间变化的图象,如图乙所示.
①根据图乙可判断出a物质是 (选填“水”或“煤油”).
②根据图乙可判断出 吸热能力强,冬季暖气取暖应选用物质 作为介质.(均选填“a”或“b”)
a
a
水
③给质量同为100 g的液体甲和水加热(不考虑加热过程中的各种能量损失),它们的温度随时间变化的关系如图丙所示,据此判断液体甲的比热容为 .(选填字母)
A.2.1×103 J/(kg·℃) B.4.2×103 J/(kg·℃)
C.3.6×103 J/(kg·℃) D.8.4×103 J/(kg·℃)
A
四、热量计算
解题要点:①物体吸收热量用公式Q吸=cm(t-t0).②物体放出热量用公式Q放=cm(t0-t).③温度从t0升高到t,温度变化表示为t-t0;温度从t0降低到t,温度变化表示为t0-t.④温度从t0升高(降低)了t,表示温度变化为t.⑤在一标准大气压下,水吸热后温度不能超过100 ℃.
15.一块质量为6 kg的合金,温度降低80 ℃,放出的热量是
J;若用这些热量加热体积为1.5 L、初温为40 ℃的水,则水的末温为 ℃.[c水=4.2×103 J/(kg·℃);
c合金=1.05×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3,标准大气压]
100
5.04×105
16.小明先向隔热容器中装一些0 ℃的冰块,再倒入0.4 kg、40 ℃的水,刚好装满并将其密封,一段时间后水温稳定,温度为35 ℃,在熔化过程中,冰吸收的热量为Q1.[c水=4.2×103 J/(kg·℃);不考虑与容器、外界的热交换]
(1)0.4 kg、40 ℃的水降温到35 ℃放出的热量Q2为
J;
(2)Q2 (选填“<”“=”或“>”)Q1;与原来相比,冰熔化后容器内的物体的内能 (选填“增大”“不变”或“减少”).
不变
>
8.4×103
17.用同一酒精灯完成冰熔化实验,其温度—时间图象如图所示.冰的质量为100 g,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃),不考虑对水加热时质量的变化.求:
(1)冰完全熔化后水的体积;
(2)从18 min到22 min的时间
段内,水吸收的热量;
(3)冰的比热容.
解:(1)冰完全熔化为水,质量不变,则m水=m冰=100 g,
ρ水=1.0×103 kg/m3=1 g/cm3,由ρ=可得,冰完全熔化后水的体积:
V水==100 cm3.
(2)由图象可知,18 min到22 min的时间段内水的温度由0 ℃升高到10 ℃,则Δt水=10 ℃,
则水吸收的热量:Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×10 ℃=4.2×103 J.
(3)由图象可知,给水加热的时间为22 min-18 min=4 min,冰的熔化过程用时为2 min,其加热时间为给水加热时间的一半,用同一酒精灯完成冰熔化实验,相同时间内物质吸收的热量相同,则冰吸收的热量:
由Q吸=cmΔt可得,冰的比热容:c冰==2.1×103 J/(kg·℃).
答:(1)冰完全熔化后水的体积为100 cm3;(2)从18 min到22 min的时间段内,水吸收的热量为4.2×103 J;(3)冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃).
Q冰吸=×4.2×103 J=2.1×103 J,由图象可知,冰在熔化过程,冰升高的温度Δt冰=10 ℃,