第十章 2
基础达标
1．关于热传递，下列说法中正确的是( )
A．热传递的实质是温度的传递
B．物体间存在着温度差，才能发生热传递
C．热传递可以在任何情况下进行
D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量
【答案】B
解析：热传递的实质是物体间内能的转移，故A错；热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不会发生热传递，故B对，C错；物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，可以是做功引起的，故D错．
2．(2018江西自主招生)下列叙述正确的是( )
A．物体的温度高，物体中分子热运动加剧，所有分子的热运动动能都会增大
B．对气体加热，气体的内能一定增大
C．物体的温度不变，其内能可以发生变化
D．布朗运动就是分子无规则的热运动
【答案】C
解析：温度是分子的平均动能的标志，是大量分子无规则运动的统计规律，对单个的分子没有意义，故A错误；对气体加热的同时，若气体对外做功，则气体的内能不一定增大，故B错误；内能与物体的温度、体积以及物态有关，物体的温度不变，物态发生变化则其内能可以发生变化，故C正确；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，不是分子的运动，故D错误．故选C．
3．(2018龙凤名校期中)有关分子的热运动和内能，下列说法中正确的是( )
A．某种物体的温度是0
℃，说明物体中分子的平均动能为零
B．物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多
C．分子的动能与分子的势能之和叫做这个分子的内能
D．物体做加速运动时，其内能一定增加
【答案】B
解析：某种物体的温度是0
℃，不是物体中分子的平均动能为零，故A错误；从微观角度看温度表示了大量分子无规则运动的剧烈程度，物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，故B正确；内能是物体的内能，不能说是分子的内能，故C错误；内能与物体的宏观的运动速度无关，故D错误．
4．重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )
A．压强增大，内能减小
B．吸收热量，内能增大
C．压强减小，分子平均动能增大
D．对外做功，分子平均动能减小
【答案】B
解析：质量一定的气体，体积不变，当温度升高时，是一个等容变化，据压强的微观解释：①温度升高：气体的平均动能增加；②单位时间内撞击单位面积的器壁的分子数增多，可知压强增大．由于温度升高，所以分子平均动能增大，物体的内能变大；体积不变，对内外都不做功，内能增大，所以只有吸收热量，故A、C、D错误；B正确．
5．(2019芮城名校期末)对一定量的理想气体，下列说法正确的是( )
A．气体体积是指所有气体分子的体积之和
B．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高
C．当气体膨胀时，气体的分子势能减小，因而气体的内能一定减少
D．气体的压强是由气体分子的重力产生的，在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
【答案】B
解析：气体分子间空隙很大，气体的体积大于所有气体分子的体积之和，故A错误．温度的微观含义是反映物体内分子的热运动剧烈程度，温度越高，分子热运动越剧烈，故B正确．当气体膨胀时，气体分子之间的距离增大，但温度的变化无法判断，所以内能变化无法判断，故C错误．气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，故D错误．
6．(多选)甲、乙两物体从距地面相同的高度处自由落下，假定落地后损失的机械能全部转化为物体的内能而使物体的温度升高，则甲、乙两物体温度升高的情况是( )
A．若甲、乙为同种物质，则质量较小的物体温度变化大
B．若甲、乙为同种物质，则它们温度升高相同
C．若甲、乙为不同种物质，则质量与比热容乘积小的物体温度变化大
D．若甲、乙为不同种物质，则比热容小的物体温度变化大
【答案】BD
解析：同种物质组成的物体比热容相同．物体从H高处自由落下，则mgH＝cmΔt，即gH＝cΔt，可见温度变化与质量无关，只与物体的种类有关．
能力提升
7．(2019铜仁校级模拟)如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙．现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高．则在移动P的过程中( )
A．外力对乙做功；甲的内能不变
B．外力对乙做功；乙的内能不变
C．乙传递热量给甲；乙的内能增加
D．乙的内能增加；甲的内能不变
【答案】C
解析：隔板B是导热的，说明甲、乙两部分气体间有热传递；容器和活塞是绝热的，说明容器内气体与外界没有热交换．当将活塞P向B移动一段距离时，活塞压缩气体对气体乙做功，根据热力学第一定律分析得知，乙的内能增加，温度升高．由于隔板B是导热的，而升温后的乙气体温度比甲高，故热量由乙传向甲，甲的内能增加．故选C．
8．(多选)如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体( )
A．内能增加
B．对外做功
C．压强增大
D．分子间的引力和斥力都增大
【答案】AB
解析：当环境温度升高时，由于汽缸导热性能良好，缸内气体的温度升高，内能增加，故A正确；汽缸内气体的压强等于大气压与活塞重力产生的压强之和，可知汽缸内气体的压强不变，根据盖—吕萨克定律可知：温度升高，体积增大，则气体对外做功，故B正确，C错误；理想气体分子间的作用力不计，故D错误．
9．(2019南通模拟)下列说法中正确的是( )
A．两分子间的距离从平衡距离r0处逐渐增大，分子间表现出的引力逐渐减小
B．从水里逸出的水分子数目与撞回水里的水分子数之差越大，水面上方的空气越潮湿
C．理想气体向真空中自由膨胀时，压强减小，同时从外界吸热
D．液滴在完全失重状态下，其形状可以做如图所示虚线方向的周期性微小变化，这是表面张力产生的效果
【答案】D
解析：根据分子力的特点可知，两分子间的距离从r0处逐渐增大，分子间表现出的引力先增大后减小，故A错误；根据对蒸发与液化的平衡微观解释可知，从水里逸出的水分子数目与撞回水里的水分子数之差越大，水面上方的空气越干燥，故B错误；理想气体向真空中自由膨胀时气体不对外做功，压强虽然减小，但不一定会从外界吸热，故C错误；液滴在完全失重状态下，由于表面张力，其形状以球形为平衡态，受到外扰时会以如图所示做周期变化，故D正确．
10．(多选)一个铜块和一个铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换热量，则( )
A．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块放出的热量等于铁块吸收的热量
B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块放出的热量不等于铁块吸收的热量
C．达到热平衡时，铜块的温度T＝
D．达到热平衡时，两者的温度相等
【答案】AD
解析：在孤立系统中两物体发生热交换时，一个物体放出的热量等于另一个物体吸收的热量，当达到热平衡时两物体必具有相同的温度，故A、D选项正确．
11．(1)某同学做了一个小实验；先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________，温度________，体积________．
(2)若对物体做1
200
J的功，可使物体温度升高
3
℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3
℃，那么物体应吸收__________J的热量；如果对该物体做3
000
J的功，物体的温度升高5
℃，表明该过程中，物体还________(填“吸收”或“放出”)热量______J．
【答案】(1)热量 升高 增大 (2)1
200 放出 1
000
解析：(1)烧瓶和烧瓶内的气体要从热水杯中吸收水的热量，温度升高，体积增大．
(2)做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此对物体做功1
200
J使温度升高3
℃，如用吸热方式，也使温度升高3
℃应吸收1
200
J的热量．
如对物体做功3
000
J，温度升高5
℃，而物体温度升高5
℃，需要的功或热量应为ΔE．
1
200
J＝cm×3
ΔE＝cm×5
所以ΔE＝2
000
J
因此物体应放出1
000
J的热量．
12．某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领，做了如下实验，用一面积为0.1
m2的面盆盛6
kg的水，经太阳光垂直照射5
min，温度升高5
℃，若地表植物接收太阳光的能力与水相等，试计算：
(1)每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少？
(2)若绿色植物在光合作用中要吸收1
kJ的太阳能可放出0.05
L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少升的氧气？(1公顷＝104
m2)
【答案】(1)4.2×103
J (2)2
100
L
解析：(1)0.1
m2的面盆5
min吸收太阳能为E＝cmΔt＝4.2×103×6×5
J＝1.26×105
J
所以每平方米每秒钟吸收太阳能E′＝4.2×103
J．
(2)每公顷每秒钟吸收太阳能
E＝4.2×103×104
J＝4.2×107
J
故放出氧气×0.05
L＝2
100
L．(共26张PPT)
2 热和内能
热是什么？能是什么？热量和内能的改变又有什么关系？
让我们一起探究热传递怎样影响物体的内能吧！
一、热传递
1．定义：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，我们说，热量从高温物体传到了低温物体．这样的过程叫做热传递．
2．热传递的三种方式
热传递有三种方式，分别是热传导、热对流和热辐射．
二、热和内能
1．热传递：物体间内能的转移．即内能从一个物体传递给另一个物体，或从物体的一部分传到另一部分．
2．热量：热量是用来衡量热传递过程中内能变化的一个物理量，是一个过程量．因此只有在热传递过程中才谈热量．热量和内能是两个截然不同的概念，内能是状态量，我们说物体在一定状态下有内能，而不能说有热量．
3．热传递和内能变化的关系：系统在单纯的热传递过程中，内能的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q.
热传递改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程．热传递使物体的内能发生变化时，内能改变的多少可用热量来量度．物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少．
1．热传递的实质
用热传递来改变系统的内能，是通过热传导、热对流和热辐射来完成，它将分子的无规则运动，从一个系统转移到另一个系统，这种转移也就是系统间的内能转换的过程．功是在没有热传递的过程中，系统能量变化的量度；热量是在没有做功的过程中，系统能量变化的量度．
热传递和物体内能改变的关系
2．热传递和物体内能改变的关系
(1)热传递也可以改变物体的内能．物体吸收了热量，分子热运动变得剧烈，分子平均动能增加，物体的内能增大，反之物体内能减少．在只有热传递的情况下，系统由状态1到达状态2，内能增量为ΔU＝U2－U1，吸收的热量即Q＝ΔU.
(2)物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少，并且内能的变化量等于物体吸收或放出的热量．
1．(多选)下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是( )
A．冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷
B．夏天，开空调一段时间后整个房间内温度降低
C．在地面上晒小麦
D．冬天，用暖水袋暖手
【答案】AD
【解析】冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手上的热量直接通过热传导的方式传到铁块上．用暖水袋暖手，道理同上．开空调后整个房间内降温，是空气通过对流的方式使热空气降温．晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的．所以正确答案为A、D．
做功和热传递在改变内能方面的区别与联系
比较项目
做 功
热传递
内能变化
外界对物体做功，物体的内能增加
物体对外界做功，物体的内能减少
物体吸收热量，内能增加
物体放出热量，内能减少
物理实质
其他形式的能与内能之间的转化
不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移
相互联系
做一定量的功或传递一定量的热在改变物体内能的效果上是相同的
2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )
A．做功与热传递的实质是相同的
B．做功与热传递在改变物体内能上是等效的
C．做功与热传递是对同一物理过程的不同说法
D．做功与热传递不可能同时进行
【答案】B
【解析】温度是表示物体的冷热程度；热量是热传递过程中所传递内能的多少；内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子热能的和；温度影响物体的内能，温度越高物体内能越大．
1．内能与温度
从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观看，温度反映了分子热运动的激烈程度，是分子平均动能的标志．物体的温度升高，其内能应该增加，但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加(可能同时对外做功)．
内能、温度、功和热量之间的区别和联系
2．内能与热量
(1)热量的概念在涉及能量传递时才有意义．我们不能说一个物体具有多少热量，只能说在热传递过程中物体吸收或放出了多少热量．
(2)在单纯传热的过程中，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小．
3．热量与温度
热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志．虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度．
4．热量与功
热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统转化为热量，但它们之间有着本质的区别．
3．对于热量、功和内能，三者的说法正确的是( )
A．热量、功、内能三者的物理意义等同
B．热量、功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位不相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
【答案】D
【解析】物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A错．热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的，而功也是量度用做功的方式来改变物体内能多少的，B错．三者单位都是焦耳，C错．热量和功是过程量，内能是状态量，D正确．
例1 关于系统内能的下列说法中正确的是( )
A．物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能
B．一个物体当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化
C．外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即
ΔU＝W
D．系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加多少，即ΔU＝Q
关于功、内能和热量的理解
解析：在分子动理论中，我们把物体内所有分子的动能与分子势能的总和定义为物体的内能，A正确；物体的内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有什么关系，如物体的速度增加了，机械能可能增加，但如果物体的温度不变，物体的内能就可能不变，故B错；只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增量，同理，只有在单纯的热传递过程中，系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增量(或减量)，故C、D错．
答案：A
1．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有( )
A．热水的内能比冷水的内能多
B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大
C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等
D．热量是热传递过程中内能转移量的量度
【答案】D
【解析】物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不只由温度决定，故A、B错误．在自发的热传递过程中，热量是由高温物体传给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故C错误．关于热量的论述，D正确．
例2 关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是( )
A．物体的温度改变时，其内能必定改变
B．物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能也不一定改变
C．物体对外做功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变
D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变
热传递与物体内能的变化
解析：一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定．物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错误；做功和热传递是改变物体内能的两种途径．若物体对外做功W焦耳，同时吸收Q焦耳的热量，且W＞Q，则物体的内能减少；W＝Q，则物体的内能不变；W＜Q，则物体的内能增加，所以B正确，C、D错误．
答案：B
反思领悟：(1)做功和热传递都可改变物体的内能，当物体内能发生变化时，这两种可能性都有．
(2)两个物体间有温度差是热传递的前提，温度相同时即达到热平衡状态．
2．(2019太原模拟)关于温度、热量、内能，以下说法正确的是( )
A．同一物体，温度高时，含有的热量多
B．物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高
C．热量总是从内能大的物体传给内能小的物体
D．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体
【答案】D
