第十三章 内能
2024-2025学年人教版物理九年级全一册
知识点梳理
1.分子热运动:
(1)物质的构成:
①常见的物质是由 或 构成的。
②原子的结构:原子核(质子(带正电)和中子(不带电))和核外电子(带负电);
(2)扩散现象:不同的物质在相互接触时彼此 对方的现象,叫做扩散现象,例如“墙角放煤,日久变黑”、“酒香不怕巷子深”、“墨水在清水中很快散开”等。扩散现象的剧烈程度与 有关; 越高,扩散现象越 。
①扩散现象等大量事实表明,一切物质的分子都在 。
②温度越高,分子热运动越剧烈,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
③同时也表明分子间有 。如酒精和水混合后,总体积变小。
④分子间的作用力:分子之间存在 。如被紧压在一起的铅柱很难被分开;分子之间还存在 。如固体、液体很难被压缩。
2.内能:
(1)定义:构成物体的所有分子,其热运动的 与 的总和,叫做物体的内能。单位为焦,符号为J。
(2)影响因素:一切物体在任何情况下都具有内能,内能还与物质质量、种类、状态等有关。
(3)改变内能的方法:
方式 条件 方向
热传递 存在温度差 把热量从高温物体转移到低温物体
做功 物体对外界做功或外界对物体做功 对物体做功,物体的内能 ;物体对外做功,物体的内能 。(均选填“增大”或 “减小”)
3.比热容:
(1)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。
(2)物理意义:表示物质吸热或放热能力强弱的物理量。
(3)单位及符号:单位是 ,符号是 。
(4)比热容的理解:
①比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与质量、体积、温度等无关。
②质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容 的物质温度变化较小。
③质量相同的不同物质,当温度的变化量相同时,比热容 的物质吸收或放出的热量多。
(5)水的比热容大的应用:调节气温(人工湖)、取暖(水做传热介质)、作冷却剂等。
(6)热量的计算:Q= 。
①吸热公式:
②放热公式:
练习题
一、选择题
1. 下列现象中属于分子无规则运动的是( )
A.酒精擦在皮肤上能闻到酒精味 B.脏水中有很多细菌在运动
C.铁锅放久了会生锈 D.阳光照耀下看见灰尘在空中飞舞
2.图所示的四个实例中,与搓手取暖改变物体内能的方式相同的是( )
A.扬汤止沸 B.釜底抽薪
C.钻木取火 D.炙手可热
3.如图示意了某种物质常见三种状态的微观模型,以下说法正确的是( )
A.甲状态时,分子的位置固定,不会运动
B.甲状态时,物体的流动性最明显
C.甲状态时,物体最容易被压缩
D.甲状态和乙状态相比,甲状态分子间的引力更大
4.在生产和生活中,常见有关“水的比热容大”的相关事例,以下事例中与这一性质无关的是( )
A.海边中午日照时沙子比海水温度高 B.教室中洒水可以降低室温
C.冬天暖气用水作为传热介质 D.汽车发动机用水作冷却液
5.气体可以被压缩存储在钢瓶中的原因是( )
A.分子可分解为原子 B.分子不断运动
C.分子间有间隙 D.分子有弹性
6.下列关于内能、热量、温度和做功的说法中正确的是( )
A.物体温度越高,含有的热量越多 B.0℃的冰块内能为零
C.物体吸热,温度一定升高 D.一个物体内能增加,可能是外界对物体做功
7.根据表中物质比热容的数据,下列判断正确的是( )
一些物质的比热容[J/(kg ℃)]
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
沙石 0.92×103 铜 0.39×103
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大
C.一块干泥土变湿后,在同祥光照条件下其升温速度将变慢
D.质量和温度相等的铜块和铝块放出相同热量后,彼此接触热量会从铜块传到铝块
8.两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所示,下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.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
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.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
二、填空题
9.公园里,小朋友们吹出的七彩肥皂泡弹性好、不易破,这是由于分子间存在 。固体肥皂很难被压缩,这是由于分子间存在 。
10.洛阳牡丹被誉为“花中之王”,游客刚到公园就闻到四溢的花香,这属于 现象。除牡丹花外,洛阳“牛肉汤”也颇具盛名,用燃气加热汤时,汤的温度升高,这是通过 的方式改变汤的内能的。
11.某同学家“暖气”管道中500kg的水从65℃降低到35℃,放出的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
12.墨水在热水中比在冷水中扩散得快,这说明分子热运动的快慢与 有关;在寒冷的冬天,人们双手搓几下就感到暖和,这是通过 的方式使手的内能增加。
13.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示。实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出: (选填“ 甲 ”或“ 乙 ”)物质为水,另一种液体的比热容为 J/(kg ℃) 。[c 水 =4.2×103J/(kg ℃) ]
三、实验探究题
14.圆圆同学设计了一组实验(如图),请同学们一齐观察实验并完成填空:
(1)如图甲所示,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满,封闭管口,并将玻璃管反复翻转,观察液面的位置,发现液体总体积变小,说明分子间存在 ;
(2)如图乙所示的装置,其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一个装有空气,在演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 方,根据 方瓶内的气体颜色会变红的现象可知气体发生了扩散(均选填“上”或“下”);
(3)如图丙所示,圆圆同学用弹簧测力计把一块玻璃板拉出水面,因为分子间存在 ,所以在玻璃板离开水面前,圆圆同学会观察到弹簧测力计示数 玻璃板所受到的重力(填“>”、“<”或“=”)。
15.如图甲所示是小明做“比较不同物质吸热情况”实验的装置,将A、B两种不同的液体分别放入相同的烧杯中,并用相同的装置加热。
加热时间/min 0 1 2 3 4
A液体的温度/℃ 10 14 18 22 26
B液体的温度/℃ 10 18
34 42
(1)图甲是这名同学的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处: ;
(2)如图乙所示为B液体在第2分钟时温度计的示数,其示数为 ;
(3)液体吸收热量的多少可通过 来反映,这种方法叫做 ;
(4)将实验数据记录在如表表格中,分析数据可知,质量相等的 A 和 B 两种液体,在吸收相同热量时, (选填“A”或“B”)升高的温度较高;
(5)冬天,小明想自制一个暖手袋,若从A或B中选一种液体,装入暖手袋中作为供热介质,选择 (选填“A”或“B”)为介质保暖时间会更长。
四、计算题
16.在标准大气压下,质量为、温度为的水,吸收,温度升高多少摄氏度?
17. 珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时,把一枚150g的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后,立即投入到盛有200g、20℃水的绝热容器中,水温最高升到 80℃。若金属块的比热容不计热量损失。求:
(1) 水吸收的热量;
(2)火焰中心的温度。
参考答案
1.A
2.C
3.D
4.B
5.C
6.D
7.C
8.B
9.引力;斥力
10.扩散;热传递
11.
12.温度;做功
13.甲;2.52×103
14.(1)间隙
(2)下;上
(3)引力;>
15.没有控制物质质量相等;26℃;加热时间;转换法;B;A
16.解: ,
,
而水的初温为,
在标准大气压下,水的沸点为,
水的末温为,
实际上水的温度升高值为。
答:水的温度可以升高。
17.(1)解:
(2)解:达到热平衡后,金属块放出的热量等于水吸收的热量;金属块的温度与水的温度相同