12.1内能
【知识点1】热量的概念 1
【知识点2】内能的概念 2
【知识点3】热传递的方向与条件 3
【知识点4】内能与机械能的区别 4
【题型1】改变内能的两种方式 4
【题型2】内能的概念 6
【题型3】影响内能的因素 8
【知识点1】热量的概念
(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示
(2)理解:①热量是热传递过程中物体内能的改变量,因此,热量是个过程量。只有在热传递过程中,才能谈论热量,离开热传递过程谈热量是毫无意义的。
②我们不能说某个物体具有或含有多少热量,更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用,如“吸收热量”“放出热量”
考查热量的概念。
例:同学们讨论气氛热烈,老师不忍心打断,于是抛出了“热量”话题,下列说法正确的是( )
A.热水比冷水所含的热量多
B.一大桶水比一小桶水含的热量多
C.一个物体内能越多,它具有的热量越多
D.热量是热传递过程中物体内能的改变量
分析:热量是一个过程量,不是一个状态量,热量描述了物体发生热传递时,传递能量的多少,不能说物体含有或具有多少热量。
解析:解:热量是一个过程量,不能说物体含有或具有热量,只能说吸收或放出热量的多少,热量是热传递过程中物体内能的改变量,故ABC错误,D正确。
故选:D。
点评:本题考查对热量的理解.知道热量不是状态量,不能说含有或者具有热量.只能说吸收或放出热量。
解题是要抓住关键词:“具有热量”、“含有热量”,这样的说法是错误的。
【知识点2】内能的概念
(1)分子有质量,分子在不停地做着无规则运动,所以分子具有动能;分子间存在着相互作用力,所以分子之间还具有势能.在物理学中,把物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能
(2)单位:内能的单位是焦耳,简称焦,用字母J表示.
(3)内能的特点:
①任何物体在任何情况下都具有内能.
②内能具有不可测量性,即不可能准确地知道一个物体具有多少内能.
③内能是可以变化的.
④对单个分子或少量分子谈内能是无意义的.
(3)决定物体内能大小的因素
①物体的内能与温度有关.温度越高,物体内部分子的无规则运动越剧烈,物体的内能就越大;
②物体的内能与质量有关.在温度一定时,物体的质量越大,分子的数量越多,物体的内能就越大;
③物体的内能还和状态有关.如:一定质量的固态晶体熔化为同温度的液体时,内能增大.
考查内能的概念,以概念辨析为主。
例:内能是一种常见的能量形式,关于内能,下列说法正确的是( )
A.内能是机械能的一种形式
B.温度高的物体一定比温度低的物体内能多
C.运动的物体一定比静止的物体内能大
D.内能在转化或转移过程中会有能量损失
分析:(1)内能指的是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的和,影响内能大小的因素是物体的温度、质量和状态。
解析:解:A、内能是不同于机械能的一种形式的能,故A错误;
B、内能的大小与物体的温度、质量、状态等有关系,所以温度高的物体内能不一定多,故B错误;
C、内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关,而与整个物体的速度无关,故C错误;
D、内能在转化或转移过程中不可避免的有能量损失,故D正确。
故选:D。
点评:本题考查了内能的概念,属于基础知识。
概念性知识,牢记即可。
【知识点3】热传递的方向与条件
(1)热传递的条件:存在温度差;
(2)热传递的方向是从高温物体到低温物体, 或者从物体的高温部分到低温部分
考查概念以及通过温度大小判断热传递的方向。
例:质量相同、温度均为100℃的铝块和铜块(c铝>c铜),分别投入质量、温度均相同的两杯冷水中,当它们放出相同的热量时,取出两金属块并使它们接触,不考虑热损失,则它们( )
A.不发生热传递
B.热量从铜块传向铝块
C.热量从铝块传向铜块
D.温度从铝块传向铜块
分析:欲知热量传递的方向,必须知道铝块和铜块谁的温度高,热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分,那么,只需根据题意比较铝块和铜块谁的温度高了。
解析:解:已知m铝=m铜,它们的初温相同,Q铝=Q铜,c铝>c铜,
由热量公式Q=cmΔt,可得:Δt=,
把已知条件代入可知,比热容大的温度降低的少,则铝的温度降低少,铝块的温度高,所以铝块传递热量向铜块。
故选:C。
点评:此题主要考查了热传递的规律,必须让学生清醒认识到热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分。
【知识点4】内能与机械能的区别
选择题中比较内能和机械能的区别,以概念考查为主。
例:关于内能和机械能的说法中,错误的是( )
A.一个物体有机械能,可能没有内能
B.一个物体可能只有内能,没有机械能
C.机械能的大小与物体的机械运动情况有关
D.内能的大小与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关
分析:解决本题的关键是从内能和机械能的定义入手,理解内能与机械能的区别。
解析:解:由于分子永不停息地做无规则运动,所以一切物体在任何情况下总具有内能,但不一定总是具有机械能。故A符合题意,B不符合题意;
内能是所有分子动能和分子势能的总和,所以内能的大小与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。而机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量,是物体动能与势能的总和,故C、D不符合题意。
故选:A。
点评:内能与机械能的区别:①内能是与分子运动相对应的能量,机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量。②物体总是具有内能,但不一定总是具有机械能。
概念性知识,牢记即可。
【题型1】改变内能的两种方式
【典型例题】如图所示是《天工开物》中记载的古人炒蒸油料的场景,下列关于炒蒸油料的过程说法正确的是( )。
A.燃烧的木炭热值减小
B.炒蒸时油料的内能增大
C.通过做功来改变油料内能
D.水沸腾时温度不断升高
【举一反三1】煮鸳鸯火锅时(如图),一般油腻的红锅比清淡的白锅先开;冬天吃火锅时,火锅上方“白雾缭绕”;吃完后衣物上有火锅的气味.....关于吃火锅涉及的物理现象,下列说法中正确的是( )
A.红锅先沸腾说明油吸收了更多热量
B.白锅升温慢是因为汤的热值更大
C.火锅里的食物是通过热传递的方式改变了内能
D.衣物上有火锅气味说明香料分子静止在衣服上
【举一反三2】《天工开物》记载了我国的淬火工艺,将高温工件浸入冷的淬火介质,使其完全冷却,以提高金属工件的性能。如图是工人将烧红的铁器迅速放入冷水中冷却的情景,铁器在冷却过程中( )
A.吸热,内能增加
B.吸热,内能减少
C.放热,内能增加
D.放热,内能减少
【举一反三3】请分析在以下过程中,冰粒、火箭箭体、子弹和冰袋的内能改变方式与“炙手可热”改变物体的内能方式相同的是( )
A.云中形成的冰粒在下落中,温度渐渐升高变成了雨滴
B.火箭从地面向上发射过程中,火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高
C.子弹击中一块木板,温度升高
D.人发烧时用冰袋敷在额头上进行物理降温
【举一反三4】《天工开物》记载了古代铸造铜币的工艺:铜块加热至液态后倒入模具内,冷却凝固成钱币。此过程中,铜的内能通过 的方式减少;铜币在凝固前后质量 (选填“改变”或“不变”)。
【举一反三5】如图是用来保持青藏铁路路基冻土稳定的热棒,其中间封闭有液态氮,上端装有散热片。当土壤温度升高时,液态氮 冻土深处的热量发生汽化,上升到散热片处散热后,气态氮又 成液态下沉。如此循环往复,不断通过 方式使路基的内能减小。
【举一反三6】如图,消防员沿竖直消防滑杆匀速下滑至地面的过程中,消防员所受摩擦力的方向为 ,他的手温度升高,这是通过 的方式改变手的内能。
【题型2】内能的概念
【典型例题】如图所示为注射器,小明缓慢推压活塞,数显温度计显示注射器内密封的气体温度不变,此过程密封气体的分子势能变化忽略不计,下列说法正确的是( )
A.内能减少
B.分子动能一定增加
C.内能不变
D.分子动能一定减少
【举一反三1】如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火由上喷涌而出,下列说法错误的是( )
A.炽热的岩浆温度高,分子热运动剧烈
B.皑皑白雪温度低,分子热运动缓慢
C.皑皑白雪和炽热的岩浆都具有内能
D.皑皑白雪比炽热的岩浆内能小
【举一反三2】关于物体的内能,下列说法错误的是( )
A.一切物体都有内能
B.内能是不同于机械能的另一种形式的能
C.内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关
D.物体内部分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能
【举一反三3】如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火由上喷涌而出,下列说法错误的是( )
A.炽热的岩浆温度高,分子热运动剧烈
B.皑皑白雪温度低,分子热运动缓慢
C.皑皑白雪和炽热的岩浆都具有内能
D.皑皑白雪比炽热的岩浆内能小
【举一反三4】如图所示,灵宝剪纸历史悠久,是国家级非物质文化遗传之一。用浆糊能将剪纸糊在玻璃窗上,是利用分子间存在 ;剪纸本身 (选填“具有”或“不具有”)内能。
【举一反三5】某个物体内能为b焦,每个分子的平均动能为a焦,该物体包含的分子个数为n个,则它的分子总势能 焦。
【举一反三6】刚出炉的烤红薯浓香扑鼻,等一会儿烤红薯变凉后香气变淡,说明分子运动的剧烈程度与 有关;温度为0℃的物体 (选填“有”或“没有”)内能。
【举一反三7】分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的,物体的体积变化时,分子间距离将发生变化,因而分子势能随之改变。我们知道,物体的内能是物体内部分子动能和分子势能之和。那么,如果我们对晶体加热,当晶体还没熔化时,晶体的温度不断升高,不断吸收热量,其内能增大主要体现为分子动能增大还是分子势能增大呢 请说明理由 。
【题型3】影响内能的因素
【典型例题】如图甲所示为某物质的凝固图像,以下说法正确的是( )
A.该物质凝固过程用了20min
B.第12min时的内能大于第15min时的内能
C.该物质凝固前降温比凝固后降温慢
D.如图乙所示,将装有冰水混合物的试管放入正在凝固的该物质中,则试管内冰的质量将不变
【举一反三1】下列家庭生活情景中,画横线的物体内能减小的是( )
A.小悦把饮料放入冰箱
B.妈妈把被子晾在阳光下
C.爸爸正在用电水壶烧水
D.奶奶正在用热水泡脚
【举一反三2】阅读下面的短文,回答文后的问题
内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子之间相互作用的势能的总和.物体温度越高,其内部分子运动越剧烈,分子动能就越大.某一物体,当其体积发生变化时,分子之间的距离就会发生相应的变化,分子之间相互作用力也随之改变.这就导致分子势能的改变.所以,物体的内能大小与物体的质量(它影响着物体内部分子数目的多少)、体积、温度、状态等因素有关.请回答下列问题:
(1)拧开氧气瓶的减压阀,氧气从瓶中冲出时,氧气的内能 (选填“增加”或“减少”),主要是氧气的 (选填“分子动能”或“分子势能”)发生变化。
(2)用砂纸打磨铁棒,铁棒发热,主要是铁棒内能中的 (选填“分子动能”或“分子势能”)增加了。
(3)给室温下的水加热时,水的内能 ;从微观上看,分子动能 。(两空都选填“增加”或“减小”)
【举一反三3】把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,实验过程及现象如图所示,分析可知物体的温度越 ,分子的无规则运动越剧烈。若将冷水倒掉一些,对比原来这杯冷水,杯中剩余冷水的内能 。
【举一反三4】小明利用如图甲所示的器材探究海波熔化的规律,图乙是记录的数据结果图像:
(1)实验中采用了“水浴法”加热,好处是 ;
(2)根据记录结果可知,海波属于 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图乙中海波在B点的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)C点的内能。12.1内能
【知识点1】热量的概念 1
【知识点2】内能的概念 2
【知识点3】热传递的方向与条件 3
【知识点4】内能与机械能的区别 4
【题型1】改变内能的两种方式 5
【题型2】内能的概念 8
【题型3】影响内能的因素 12
【知识点1】热量的概念
(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示
(2)理解:①热量是热传递过程中物体内能的改变量,因此,热量是个过程量。只有在热传递过程中,才能谈论热量,离开热传递过程谈热量是毫无意义的。
②我们不能说某个物体具有或含有多少热量,更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用,如“吸收热量”“放出热量”
考查热量的概念。
例:同学们讨论气氛热烈,老师不忍心打断,于是抛出了“热量”话题,下列说法正确的是( )
A.热水比冷水所含的热量多
B.一大桶水比一小桶水含的热量多
C.一个物体内能越多,它具有的热量越多
D.热量是热传递过程中物体内能的改变量
分析:热量是一个过程量,不是一个状态量,热量描述了物体发生热传递时,传递能量的多少,不能说物体含有或具有多少热量。
解析:解:热量是一个过程量,不能说物体含有或具有热量,只能说吸收或放出热量的多少,热量是热传递过程中物体内能的改变量,故ABC错误,D正确。
故选:D。
点评:本题考查对热量的理解.知道热量不是状态量,不能说含有或者具有热量.只能说吸收或放出热量。
解题是要抓住关键词:“具有热量”、“含有热量”,这样的说法是错误的。
【知识点2】内能的概念
(1)分子有质量,分子在不停地做着无规则运动,所以分子具有动能;分子间存在着相互作用力,所以分子之间还具有势能.在物理学中,把物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能
(2)单位:内能的单位是焦耳,简称焦,用字母J表示.
(3)内能的特点:
①任何物体在任何情况下都具有内能.
②内能具有不可测量性,即不可能准确地知道一个物体具有多少内能.
③内能是可以变化的.
④对单个分子或少量分子谈内能是无意义的.
(3)决定物体内能大小的因素
①物体的内能与温度有关.温度越高,物体内部分子的无规则运动越剧烈,物体的内能就越大;
②物体的内能与质量有关.在温度一定时,物体的质量越大,分子的数量越多,物体的内能就越大;
③物体的内能还和状态有关.如:一定质量的固态晶体熔化为同温度的液体时,内能增大.
考查内能的概念,以概念辨析为主。
例:内能是一种常见的能量形式,关于内能,下列说法正确的是( )
A.内能是机械能的一种形式
B.温度高的物体一定比温度低的物体内能多
C.运动的物体一定比静止的物体内能大
D.内能在转化或转移过程中会有能量损失
分析:(1)内能指的是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的和,影响内能大小的因素是物体的温度、质量和状态。
解析:解:A、内能是不同于机械能的一种形式的能,故A错误;
B、内能的大小与物体的温度、质量、状态等有关系,所以温度高的物体内能不一定多,故B错误;
C、内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关,而与整个物体的速度无关,故C错误;
D、内能在转化或转移过程中不可避免的有能量损失,故D正确。
故选:D。
点评:本题考查了内能的概念,属于基础知识。
概念性知识,牢记即可。
【知识点3】热传递的方向与条件
(1)热传递的条件:存在温度差;
(2)热传递的方向是从高温物体到低温物体, 或者从物体的高温部分到低温部分
考查概念以及通过温度大小判断热传递的方向。
例:质量相同、温度均为100℃的铝块和铜块(c铝>c铜),分别投入质量、温度均相同的两杯冷水中,当它们放出相同的热量时,取出两金属块并使它们接触,不考虑热损失,则它们( )
A.不发生热传递
B.热量从铜块传向铝块
C.热量从铝块传向铜块
D.温度从铝块传向铜块
分析:欲知热量传递的方向,必须知道铝块和铜块谁的温度高,热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分,那么,只需根据题意比较铝块和铜块谁的温度高了。
解析:解:已知m铝=m铜,它们的初温相同,Q铝=Q铜,c铝>c铜,
由热量公式Q=cmΔt,可得:Δt=,
把已知条件代入可知,比热容大的温度降低的少,则铝的温度降低少,铝块的温度高,所以铝块传递热量向铜块。
故选:C。
点评:此题主要考查了热传递的规律,必须让学生清醒认识到热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分。
【知识点4】内能与机械能的区别
选择题中比较内能和机械能的区别,以概念考查为主。
例:关于内能和机械能的说法中,错误的是( )
A.一个物体有机械能,可能没有内能
B.一个物体可能只有内能,没有机械能
C.机械能的大小与物体的机械运动情况有关
D.内能的大小与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关
分析:解决本题的关键是从内能和机械能的定义入手,理解内能与机械能的区别。
解析:解:由于分子永不停息地做无规则运动,所以一切物体在任何情况下总具有内能,但不一定总是具有机械能。故A符合题意,B不符合题意;
内能是所有分子动能和分子势能的总和,所以内能的大小与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。而机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量,是物体动能与势能的总和,故C、D不符合题意。
故选:A。
点评:内能与机械能的区别:①内能是与分子运动相对应的能量,机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量。②物体总是具有内能,但不一定总是具有机械能。
概念性知识,牢记即可。
【题型1】改变内能的两种方式
【典型例题】如图所示是《天工开物》中记载的古人炒蒸油料的场景,下列关于炒蒸油料的过程说法正确的是( )。
A.燃烧的木炭热值减小
B.炒蒸时油料的内能增大
C.通过做功来改变油料内能
D.水沸腾时温度不断升高
【答案】B
【解析】热值是燃料的一种特性,热值只与燃料的种类有关,与燃料是否完全燃烧、质量、放出的热量无关,所以燃烧的木炭热值不变,故A错误;
炒蒸时,油料吸收热量,内能增大,是通过热传递的方法改变油料的内能,故B正确,C错误;
水沸腾时温度保持不变,故D错误。
故选B。
【举一反三1】煮鸳鸯火锅时(如图),一般油腻的红锅比清淡的白锅先开;冬天吃火锅时,火锅上方“白雾缭绕”;吃完后衣物上有火锅的气味.....关于吃火锅涉及的物理现象,下列说法中正确的是( )
A.红锅先沸腾说明油吸收了更多热量
B.白锅升温慢是因为汤的热值更大
C.火锅里的食物是通过热传递的方式改变了内能
D.衣物上有火锅气味说明香料分子静止在衣服上
【答案】C
【解析】相同的热源,相同时间内液体吸收的热量相同,红锅和白锅相同时间内吸收的热量相同,食用油的沸点高于水的沸点,红汤先沸腾是因为食用油覆盖在水的上面,减少热量散失,所以红汤先沸腾,故A不符合题意;
白锅的汤液热升温较慢,是因为白锅的汤液的比热容较大,不是热值较大,故B不符合题意;
火锅里的食物吸收热量,温度升高,是通过热传递的方式改变了内能,故C符合题意;
衣物上残留的香味,这是扩散现象,扩散表明分子在不停地做无规则运动,故D不符合题意。
故选C。
【举一反三2】《天工开物》记载了我国的淬火工艺,将高温工件浸入冷的淬火介质,使其完全冷却,以提高金属工件的性能。如图是工人将烧红的铁器迅速放入冷水中冷却的情景,铁器在冷却过程中( )
A.吸热,内能增加
B.吸热,内能减少
C.放热,内能增加
D.放热,内能减少
【答案】D
【解析】如图是工人将烧红的铁器迅速放入冷水中冷却的情景,铁器温度比水高,在冷却过程中放热,温度降低,内能减少,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【举一反三3】请分析在以下过程中,冰粒、火箭箭体、子弹和冰袋的内能改变方式与“炙手可热”改变物体的内能方式相同的是( )
A.云中形成的冰粒在下落中,温度渐渐升高变成了雨滴
B.火箭从地面向上发射过程中,火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高
C.子弹击中一块木板,温度升高
D.人发烧时用冰袋敷在额头上进行物理降温
【答案】D
【解析】“炙手可热”是通过热传递的方式改变物体的内能;
云中形成的冰粒在下落中,克服摩擦做功,温度渐渐升高变成了雨滴,其内能逐渐增大,一部分机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体的内能,故A不符合题意;
火箭从地面向上发射过程中,火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高,其内能增大,是通过做功的方式改变物体的内能,故B不符合题意;
子弹击中一块木板后,子弹和木块的温度都升高,此时消耗了子弹的机械能,转化为子弹和木块的内能,是通过做功的方式改变物体的内能,故C不符合题意;
人发烧时,用冰袋敷在额头降温,冰袋从皮肤吸收热量,使皮肤的温度降低,是通过热传递的方式改变内能的,故D符合题意。
故选D。
【举一反三4】《天工开物》记载了古代铸造铜币的工艺:铜块加热至液态后倒入模具内,冷却凝固成钱币。此过程中,铜的内能通过 的方式减少;铜币在凝固前后质量 (选填“改变”或“不变”)。
【答案】热传递 不变
【解析】铜块加热至液态后倒入模具内,冷却凝固成钱币。此过程中,铜向外放出热量,它的内能通过热传递的方式减少。
物体的质量不随状态改变,铜币在凝固前后质量保持不变。
【举一反三5】如图是用来保持青藏铁路路基冻土稳定的热棒,其中间封闭有液态氮,上端装有散热片。当土壤温度升高时,液态氮 冻土深处的热量发生汽化,上升到散热片处散热后,气态氮又 成液态下沉。如此循环往复,不断通过 方式使路基的内能减小。
【答案】吸收 液化 热传递
【解析】当外界温度高时,液态氮会受热,吸收热量汽化,变成气态,上升到顶端,散热后温度降低,气态氮液化又下沉到底部;
汽化吸热,液化放热,如此循环往复,不断通过热传递方式使路基的内能减小。
【举一反三6】如图,消防员沿竖直消防滑杆匀速下滑至地面的过程中,消防员所受摩擦力的方向为 ,他的手温度升高,这是通过 的方式改变手的内能。
【答案】竖直向上 做功
【解析】消防员沿绳子从三楼匀速竖直下滑至地面,此时消防员受到的摩擦力和重力为平衡力,重力方向竖直向下,摩擦力方向竖直向上。
消防员匀速滑下过程,需要克服摩擦做功,内能增大,手的温度升高,这说明通过做功可以改变物体的内能。
【题型2】内能的概念
【典型例题】如图所示为注射器,小明缓慢推压活塞,数显温度计显示注射器内密封的气体温度不变,此过程密封气体的分子势能变化忽略不计,下列说法正确的是( )
A.内能减少
B.分子动能一定增加
C.内能不变
D.分子动能一定减少
【答案】C
【解析】温度越高,分子无规则运动越剧烈,由题可知,气体温度不变,则分子动能不变,分子势能变化忽略不计,所以,气体的内能不变,故C正确,ABD错误。
故选C。
【举一反三1】如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火由上喷涌而出,下列说法错误的是( )
A.炽热的岩浆温度高,分子热运动剧烈
B.皑皑白雪温度低,分子热运动缓慢
C.皑皑白雪和炽热的岩浆都具有内能
D.皑皑白雪比炽热的岩浆内能小
【答案】D
【解析】分子运动速度与温度有关,物体温度越高,分子热运动越剧烈,温度越低,分子热运动缓慢;故AB正确,不符合题意;
内能是构成物质分子无规则运动所具有分子动能和势能的总和,皑皑白雪和炽热的岩浆的分子都在不停地做无规则运动,都具有内能,故C正确;不符合题意;
内能大小与物体温度、质量、状态等因素有关,所以皑皑白雪不一定比炽热的岩浆内能小。故D错误,符合题意。
故选D。
【举一反三2】关于物体的内能,下列说法错误的是( )
A.一切物体都有内能
B.内能是不同于机械能的另一种形式的能
C.内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关
D.物体内部分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能
【答案】D
【解析】一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能,故A正确,不符合题意;
内能是构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,所以一切物体都具有内能;而机械能是物体动能和势能的总和,是两种不同的能量,故B正确,不符合题意;
内能是物体内所有分子无规则运动的动能,以及分子势能的总和,所以内能的大小与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关,故C正确,不符合题意;
物体内部所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和叫做该物体的内能,故D错误,符合题意。
故选D。
【举一反三3】如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火由上喷涌而出,下列说法错误的是( )
A.炽热的岩浆温度高,分子热运动剧烈
B.皑皑白雪温度低,分子热运动缓慢
C.皑皑白雪和炽热的岩浆都具有内能
D.皑皑白雪比炽热的岩浆内能小
【答案】D
【解析】分子运动速度与温度有关,物体温度越高,分子热运动越剧烈,温度越低,分子热运动缓慢;故AB正确,不符合题意;
内能是构成物质分子无规则运动所具有分子动能和势能的总和,皑皑白雪和炽热的岩浆的分子都在不停地做无规则运动,都具有内能,故C正确;不符合题意;
内能大小与物体温度、质量、状态等因素有关,所以皑皑白雪不一定比炽热的岩浆内能小。故D错误,符合题意。
故选D。
【举一反三4】如图所示,灵宝剪纸历史悠久,是国家级非物质文化遗传之一。用浆糊能将剪纸糊在玻璃窗上,是利用分子间存在 ;剪纸本身 (选填“具有”或“不具有”)内能。
【答案】引力 具有
【解析】用浆糊能将窗户纸糊在木格子窗上,是利用分子间存在引力使它们“粘”在一起.
任何物体都具有内能,故剪纸本身出具有内能。
【举一反三5】某个物体内能为b焦,每个分子的平均动能为a焦,该物体包含的分子个数为n个,则它的分子总势能 焦。
【答案】b-na
【解析】每个分子的平均动能为a焦,该物体包含的分子个数为n个,则分子总动能为na焦;物体内能为b焦,则它的分子总势能b-na焦。
【举一反三6】刚出炉的烤红薯浓香扑鼻,等一会儿烤红薯变凉后香气变淡,说明分子运动的剧烈程度与 有关;温度为0℃的物体 (选填“有”或“没有”)内能。
【答案】温度 有
【解析】刚出炉的烤红薯温度较高,浓香扑鼻说明扩散现象明显,等一会儿烤红薯变凉后温度较低,香气变淡说明扩散现象不明显,扩散现象是由于分子不停做无规则热运动造成的,这说明分子运动的剧烈程度与温度有关。
一切物体都具有内能,温度为0℃的物体也具有内能。
【举一反三7】分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的,物体的体积变化时,分子间距离将发生变化,因而分子势能随之改变。我们知道,物体的内能是物体内部分子动能和分子势能之和。那么,如果我们对晶体加热,当晶体还没熔化时,晶体的温度不断升高,不断吸收热量,其内能增大主要体现为分子动能增大还是分子势能增大呢 请说明理由 。
【答案】分子动能增大 见解析
【解析】当晶体还没熔化时,晶体温度升高,分子运动剧烈,分子动能增大;分子间距离变化不大,所以分子势能变化不明显,故主要体现为分子动能增大。
【题型3】影响内能的因素
【典型例题】如图甲所示为某物质的凝固图像,以下说法正确的是( )
A.该物质凝固过程用了20min
B.第12min时的内能大于第15min时的内能
C.该物质凝固前降温比凝固后降温慢
D.如图乙所示,将装有冰水混合物的试管放入正在凝固的该物质中,则试管内冰的质量将不变
【答案】B
【解析】由图像知,整个过程中温度有下降的趋势;又该物质在凝固过程中温度保持-2℃不变;该物质从10min开始凝固,到20min结束,故A错误;
晶体凝固过程中,尽管温度不变,内能减小,故B正确;
观察图像发现,该物质凝固前降温比凝固后降温快,故C错误;
冰水混合物的温度是0℃,而正在凝固的该物质的温度是-2℃,将装有冰水混合物的试管放入正在凝固的该物质中,冰水混合物会向该物质放热,冰水混合物中的冰会变多,故D错误。
故选B。
【举一反三1】下列家庭生活情景中,画横线的物体内能减小的是( )
A.小悦把饮料放入冰箱
B.妈妈把被子晾在阳光下
C.爸爸正在用电水壶烧水
D.奶奶正在用热水泡脚
【答案】A
【解析】把饮料放到冰箱里,饮料放出热量,则饮料的内能减少,故A符合题意;
妈妈把被子晾在阳光下,被子从阳光中吸收热量,使被子的内能增加,故B不符合题意;
用电水壶烧水,水吸收热量,内能增加,故C不符合题意;
用热水泡脚时,脚从水中吸收热量,使脚的内能增加,故D不符合题意。
故选A。
【举一反三2】阅读下面的短文,回答文后的问题
内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子之间相互作用的势能的总和.物体温度越高,其内部分子运动越剧烈,分子动能就越大.某一物体,当其体积发生变化时,分子之间的距离就会发生相应的变化,分子之间相互作用力也随之改变.这就导致分子势能的改变.所以,物体的内能大小与物体的质量(它影响着物体内部分子数目的多少)、体积、温度、状态等因素有关.请回答下列问题:
(1)拧开氧气瓶的减压阀,氧气从瓶中冲出时,氧气的内能 (选填“增加”或“减少”),主要是氧气的 (选填“分子动能”或“分子势能”)发生变化。
(2)用砂纸打磨铁棒,铁棒发热,主要是铁棒内能中的 (选填“分子动能”或“分子势能”)增加了。
(3)给室温下的水加热时,水的内能 ;从微观上看,分子动能 。(两空都选填“增加”或“减小”)
【答案】(1) 减小 分子动能 (2)分子动能(3)增加 增加
【解析】(1)拧开氧气瓶的减压阀,氧气从瓶中冲出时,氧气对外做功,氧气的内能转化为机械能,所以氧气的内能减小。
氧气冲出阀门是因为压强,气体压强是大量分子对单位面积撞击产生的压力,是分子动能的体现,而不是分子势能,冲出去是动能减小,气体分子间作用力体现出是吸引力的效果,分子间距离增大,分子间作用力做负功势能增加。
(2)用砂纸打磨铁棒,铁棒的温度升高,内能增加,这是通过做功的方式改变铁棒的内能;在此过程中,铁棒的温度升高,铁棒体积不变,所以铁棒中分子的动能增加,分子势能保持不变。
(3)给水加热时,水的温度升高,内能增加,温度越高分子运动越剧烈,从微观上看,物体分子间的相互作用力和距离发生变化,发生这一变化的原因是分子动能的增加,分子势能增加。
【举一反三3】把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,实验过程及现象如图所示,分析可知物体的温度越 ,分子的无规则运动越剧烈。若将冷水倒掉一些,对比原来这杯冷水,杯中剩余冷水的内能 。
【答案】高 减小
【解析】由于热水的温度高,所以墨水在热水中扩散的快,这表明分子的无规则运动与温度有关,且温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
内能与质量、温度和状态有关,若将冷水倒掉一些,冷水的质量减小,对比原来这杯冷水,杯中剩余冷水的内能减小。
【举一反三4】小明利用如图甲所示的器材探究海波熔化的规律,图乙是记录的数据结果图像:
(1)实验中采用了“水浴法”加热,好处是 ;
(2)根据记录结果可知,海波属于 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图乙中海波在B点的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)C点的内能。
【答案】(1)见解析 (2)晶体 (3)小于
【解析】(1)实验中用酒精灯给水加热,从而间接为海波加热,这种方法称为水浴法,这样做能确保海波受热均匀。
(2)由图乙可知,海波在熔化过程中温度不变,所以海波属于晶体。
(3)海波在熔化过程中吸收热量,其内能增大,故海波在B点具有的内能小于在C点具有的
内能。