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第12章 机械能和内能
12.2 内能
热传递
【学习目标】
1.
知道什么是内能,物体的内能与什么因素有关;
2.
知道改变物体内能的一种方式,热传递;
3.
了解用热传递来改变物体内能的方法在生产、生活中的应用,会应用相关知识解释一些现象。
【知识梳理】
一、认识内能
(1)基本概念:
①内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能。
②分子动能:分子在不停地在做无规则运动,分子由于运动而具有的能叫分子动能。
③分子势能:分子之间有一定距离和相互作用力,因而分子具有势能,叫分子势能。
(2)内能诠释:
①整体性:内能是物体的内能,不是分子的内能,单个分子的内能是毫无意义。
②普遍性:一切物体任何情况下都具有内能。
③不可测量性:不能测算一个物体含有的内能大小。
(3)影响因素:物体的质量、物体的温度以及体积、物态、种类都可以影响内能的大小。
【注意】
①内能是另外一种形式的能量,它的单位是焦耳(J)。一切物体都具有内能;
②内能与机械能的区别:
物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关,是物体能量的微观表现;物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关,是物体能量的宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零(因为分子不停地做无规则运动总有动能),而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量;
二、热传递
(1)定义:当物体与物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。
(2)条件:存在温度差。
(3)过程:高温物体放热,低温物体吸热。
(4)方向:由高温物体转移到低温物体或同一物体的高温部分转移到低温部分。
(5)结果:温度相同。
(6)实质:内能发生了转移,能量的形式没有发生改变。
(7)注意:热传递是把内能由温度高的物体传递给温度低的物体,而不是内能多的传递给内能少的。
【注意】
①热量为内能的变化量,是过程量。不能说物体含有或具有多少热量,通常说物体放出或吸收多少热量。
②物体吸收热量,内能增加,但是温度不一定升高(如晶体熔化的过程);物体放出热量,内能减少。
三、热量
(1)定义:在热传递过程中转移的能量叫热量。
(2)单位:焦耳,符号J。
(3)注意:
①热量是过程量,不能说具有或含有多少热量,只能说吸收放出等表述。
②热量的多少与物体的内能大小、温度高低没有关系。
③物体吸收或放出热量后,温度不一定改变,如沸腾、晶体熔化等过程。
【教材链接】[活动]教材P41
看一看:
哪杯水中的墨水扩散得快?
答:热水杯里墨水扩散的快。
想一想:
墨水扩散的快慢与温度有什么关系?这说明分子热运动的剧烈程度与温度有什么关系?
答:温度越高,墨水扩散的越快;说明温度越高,分子热运动的越剧烈。
【难点突破】
1、内能与热量、温度概念辨析
温度:表示物体冷热程度的物理量。
内能:微观角度,分子内部所有分子动能与势能的综合,是一个整体概念。
热传递:是能量转移的过程,是个动态过程。
热量:是热传递过程中转移的那部分内能。
【例1】(2019·威海)关于内能、热量和温度,下列说法正确的是
( )
A.温度高的物体,含有的热量一定多
B.物体内能增加,一定吸收了热量
C.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D.物体吸收热量,温度不一定升高
【答案】D
【解析】
A.热量是过程量,不能说含有或者具有热量,故A错误;
B.物体内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B错误;
C.发生热传递的条件是存在温度差,不是存在内能差,故C错误;
D.物体吸收热量,温度不一定升高,如:晶体熔化过程中吸收热量,但温度保持不变,故D正确。
【例2】(2020·兴化一模)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,含有的热量越多
B.物体运动越快,内能越大
C.热传递能改变物体的内能
D.0℃的冰块,其内能为零
【答案】C
【解析】
A、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故A错误;
B、内能大小与物体的运动速度无关,故B错误;
C、做功和热传递都能改变内能,故C正确;
D、一切物体在任何温度下都有内能,故D错误;故选C。
【典型例题】
【热点1】内能与影响因素
【例1】关于内能,下列说法正确的是( )
A.内能与机械能是同一种形式的能
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能
D.温度低于0℃的物体不具有内能
【答案】B
【解析】内能与机械能不是同一种形式的能量,机械能与物体的宏观运动有关,A说法错误;运动着的物体同时具有内能和机械能,B选项正确;一切物体都具有内能所以C、D选项错误。
【例2】(2019·苏州)如图甲所示,将质量相等的冰和蜡烛分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中的实验装置,安装时应按照“由上到下”的顺序
B.图甲中两试管放在同一烧杯中加热,可以控制相同时间内冰和蜡烛吸收的热量相同
C.由图乙可知,A图线对应物质的内能先增大后不变再增大
D.由图乙可知,B图线对应的物质是冰
【答案】B
【解析】
A、图甲中,酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以应按照“由下到上”的顺序安装,故A错误;
B、图甲中两试管放在同一烧杯中加热,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:可以控制相同时间内冰和蜡烛吸收的热量相同,且物质受热均匀,故B正确;
C、由图乙可知,A图线对应物质有固定的熔点,是晶体,晶体在熔化前后以及熔化过程中都要吸热,所以该物质的内能一直增大,故C错误;
D、由图乙可知,B图线对应的物质没有固定的熔点,为非晶体,不是冰,故D错误。
【热点2】热量、热传递
【例3】通常所说的“做功可以生热,消耗热也可以做功”中的热,指的是
;沸水温度降低时,向外放热,这个“热”字表示
。
【答案】内能;热量
【解析】做功可以生热,消耗热也可以做功是改变内能的一种方法即做功可以改变物体的内能.做功可以生热是对物体做功物体温度升高,内能增大;消耗热也可以做功是物体对外做功温度降低,内能减小。沸水温度降低时,向外放热,内能减小,减小的能量转移给其它的物体,其中转移的能量的多少叫做热量。故答案为:内能;热量。
【例4】(2019
·临沂)将热水倒进玻璃杯中,玻璃杯会变热,下列说法正确的是( )
A.
水将温度传给了玻璃杯
B.
水含有的热量减少
C.
玻璃杯增加的内能大于水减少的内能
D.
能的总量保持不变
【答案】D
【解析】
A.温度是指物体冷热的程度,温度不能传递;将热水倒进玻璃杯中,玻璃杯会变热,是水将热量传给玻璃杯,故A错误;
B.热量是一过程量,只能用“吸收”和“放出”描述,不能用“含有”描述,故B错误;
C.将热水倒进玻璃杯中,温度高的热水放出热量,温度低的玻璃杯吸收热量,水的内能减少,玻璃杯的内能增大;此过程中,热水放出的热量会有一部分被空气吸收,玻璃杯不能完全吸收热水放出的热量,所以玻璃杯增加的内能小于水减少的内能,故C错误;
D.根据能量守恒定律可知,某种形式的能量减少,一定有其他形式的能量增加,能的总量保持不变,故D正确。
故选D。
【例5】(2020·苏州)下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是( )
A.钻木取火
B.煤炉烧水
C.压缩空气升温
D.搓手取暖
【答案】B
【解析】
A、钻木取火,机械能转化成内能,是通过做功的方式改变物体内能的,故A不符合题意;
B、煤炉烧水,水吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式增加水的内能,故B符合题意;
C、压缩空气,使空气升温,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能的,故C不符合题意;
D、用“搓手”的方法取暖,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能的,故D不符合题意。
故选:B。
【基础过关】
1.
(2020·连云港)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.
0℃的冰块内能为0
B.
汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C.
存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D.
出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
【答案】C
【解析】
A.一切物体都有内能,0℃的冰块内能不为零,故A错误;
B.在汽油机的做功冲程中,燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀,推动活塞向下运动,内能转化为机械能,内能减小,故B错误;
C.热传递的条件是温度差,存在温度差的两个物体相接触会发生热传递,故C正确;
D.出笼的馒头变凉的过程中温度降低,内能减小,热量是过程量,不能说“含有”,故D错误。
故选C。
2.
以下说法正确的是( )
A.物体分子总是在做无规则运动,所以分子具有动能
B.当物体被举高时,其分子势能随之增加
C.当物体运动速度增大时,其分子动能随之增加
D.0℃以下时,物体分子既不具有动能也不具有势能
【答案】A
【解析】
A、大量分子的无规则运动叫热运动,分子具有动能,该选项说法正确;
B、当物体被举高时,物体的重力势能增大,但是它的分子势能不变,该选项说法不正确;
C、物体的运动速度增大时,物体的动能增大,但是分子动能不变,该选项说法不正确;
D、0℃以下时,分子运动变慢,但不会停止,因此此时分子仍然具有动能和势能,该选项说法不正确.
3.
对静止的石块来说,其具有的能量不可能等于零的是( )
A.内能
B.动能
C.势能
D.机械能
【答案】A
【解析】
(1)如果石块在水平地面上静止,则该物体只具有内能;
(2)如果石块在一定高度上静止,则物体具有重力势能、机械能和内能。由此可见,对静止的石块来说,其具有的能量不可能等于零的是内能。
4.
关于热量,下列说法正确的是( )
A.热水比冷水含的热量多
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
【答案】D
【解析】热量是个过程量,只存在于热传递或热交换过程中。不能说物体含有或者具有热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。所以A、B、C说法错误。在热传递过程中,热量从高温物体传递到低温物体,D正确。
5.
90
℃水全部变成125
℃水蒸气( )
A.这些水蒸气的内能比水的小
B.液态水分子间距比气态水分子的大
C.水蒸气只能通过热传递途径变为水
D.水分子在125
℃时比90
℃时热运动更剧烈
【答案】D
【解析】
A.水变成水蒸气和温度升高过程中都要吸收热量,内能增加,所以水蒸气的内能比水大,故选项A错误;
B.气体分子间距远大于液体,故选项B错误;
C.改变物体内能的方法有做功和热传递两种,要使水蒸气变成水,即内能减小,除对外放热外,还可以采用对外做功的方法,故选项C错误;
D.温度越高,分子热运动越剧烈,故选项D正确。
6.
“热”字在这一章中有着多种含义,有时表示热量,有时表示内能,有时表示温度。请说出下列几种现象中,“热”字所表示的含义。
(1)盛夏,我们感到天气很热
。
(2)液化气燃烧时产生热
。
(3)雪熔化成水时要吸热
。
(4)摩擦生热
。
【答案】温度;热量;热量;内能
【解析】天气很热,是指温度高。液化气燃烧时产生热,是指放出热量。雪熔化成水时要吸热,是指要吸收热量。摩擦生热,是指转化为内能。
7.
甲、乙两个相同的透明玻璃水杯,盛有质量为100g、温度不同的纯净水,其中甲杯是5℃的冷水,乙杯是80℃的热水,它们都静静地放置在水平桌面上。若同时向两个杯中滴入一滴碳素墨水,过几分钟后观察到如图所示的现象。
(1)该实验说明分子热运动的剧烈程度与_____有关。
(2)一段时间后乙杯中的热水温度会降低,内能
(增加/减少)这是通过_____方式改变水的内能的。
【答案】(1)温度(2)减少;热传递。
【解析】
(1)因为甲杯中的墨水扩散比乙杯中慢,所以可知,温度会影响分子热运动的剧烈程度;
(2)乙杯的温度渐渐降低,内能会降低;因为乙杯的温度会通过热传递的方式传导到空气中。
8.
小刚同学把金属勺放在热汤中,过一段时间,发现金属勺的温度升高了,它的________增加了;他把金属勺从热汤中拿出来放在桌面上,过一段时间后,金属勺的温度又降低了,它的______减少了,于是他提出一个结论:通过________可以改变物体的内能。
【答案】内能;内能;热传递
【解析】金属勺在热汤中,从热汤吸收热量、内能增加、温度升高;金属勺在桌面上,放出热量、内能减少、温度降低;都是通过热传递的方式改变物体内能的。
9.
“嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里,可能会遭遇两次月食,月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,内能
(选填“增大”“减小”或“不变”),这是通过
的方式改变物体的内能。
【答案】减小;热传递;
【解析】发生月食的时候,太阳光被挡住,所以卫星表面温度急剧下降,内能减小,是能量的转移,属于热传递改变物体内能。
10.(2018?江西)如图所示,是课间同学们在教室里嬉戏的场景,恰巧被老师用手机拍下。上课后,老师形象地将图中①的动作描述为热传递中的传导,其②和③可分别描述为热传递中的
和
。
【答案】对流;辐射。
【解析】
读图可知,①是通过直接接触来传递,故可描述为热传递中的传导;
②是通过运动来带动传递,可描述为热传递中的对流;
③是在不接触的情况下,直接进行传递,可描述为热传递中的辐射。
故答案为:对流;辐射。
11.
如图所示,用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现气筒的上部筒壁只是略有发热,而气筒的下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手。对于筒壁发热现象,有两个方面的原因:a.打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加,升温的气体通过热传递使筒壁温度升高;b.打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦生热使筒壁的内能增加、温度升高,但这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因。
根据上述筒壁发热现象的描述:
(1)你猜想 (选填“a”或“b”)是主要原因;?
(2)你猜想的依据是??
。?
【答案】
(1)a
(2)打气筒的上部筒壁只是略有发热,而打气筒的下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手;
【解析】
打气筒的上部筒壁主要是靠摩擦生热,下部筒壁特别是底部附近筒壁发热既有摩擦生热,又有压缩气体做功使气体的内能增加、温度升高,再通过热传递使筒壁温度升高。由于打气筒的上部筒壁只是略有发热,而打气筒的下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手。所以筒壁发热的主要原因是a。
答案
(1)a
(2)打气筒的上部筒壁只是略有发热,而打气筒的下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手。
【综合提优】
1.
(2020·扬州市高邮一模)关于内能、温度和热量,下列说法正确的是( )
A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多
B.物体内能减小,一定放出热量
C.一个物体吸收热量时,温度一定升高
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
【答案】A
【解析】
A、内能的大小和温度、质量、状态等因素有关,故温度低的物体可能比温度高的物体内能多,故A正确;
B、物体内能减小,也可能对外做功,故B错误;
C、一定放出热量物体吸热时,内能增大,但温度不一定升高,例如:晶体在熔化过程中虽然继续吸热,但温度是不变的,故C错误;
D、热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,故D错误。故选A。
2.
关于机械能和内能,下列说法正确的是( )
A.内能与机械能是同一种形式的能
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能
D.温度低于0℃的物体不具有内能
【答案】B
【解析】内能与机械能不是同一种形式的能量,机械能与物体的宏观运动有关,A说法错误;运动着的物体同时具有内能和机械能,B选项正确;一切物体都具有内能所以C、D选项错误。
3.
(2020·盐城)为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点,小明做了如下实验,将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中,分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况,绘制成如图所示的图像。下列说法错误的是( )
A.
热水和冷水到达同一温度的时间是相同的
B.
热水温度下降比冷水温度升高得快
C.
热水放出的热量等于冷水吸收的热量
D.
热水的质量可能小于冷水的质量
【答案】C
【解析】
A.由图可知,400s时,热水和冷水到达同一温度40℃,所以热水和冷水到达同一温度的时间是相同的,故A正确,不符合题意;
B.400s内,热水温度由70℃下降到40℃,下降30℃,冷水30℃上升到40℃,上升10℃,热水温度下降比冷水温度升高得快,故B正确,不符合题意;
C.冷水和热水的质量未知,由Q=cmΔt可知热水放出的热量不一定等于冷水吸收的热量,故C错误,符合题意;
D.由题可知,冷水和热水的质量未知,热水的质量可能小于冷水的质量,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.(2019·成都)关于分子和物体内能,下列说法正确的是( )
A.杯子里的水可以任意倒出,说明水分子间没有引力
B.固体间能扩散,表明固体物质分子是运动的
C.把0℃的冰块加热熔化成0℃的水,其内能不变
D.用力搓手,手发热是通过热传递增加手的内能
【答案】B
【解析】
A、杯子里的水可以任意倒出,说明水具有流动性,不能说明分子间没有引力,故A错误;
B、扩散现象表明分子在不停的做无规则运动,固体间能扩散,表明固体物质分子在不停地做无规则运动,故B正确;
C、把0℃的冰块加热熔化成0℃的水,该过程中冰吸收热量,其内能会增加,故C错误;
D、用力搓手,由于需要克服摩擦力做功,所以手发热是通过做功的方式增加手的内能,故D错误。
5.
如图是某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线。由图可知该物质(
)
A.
是晶体,熔化持续了8min
B.
在A点是液态,B点是固态
C.
在A点的内能比B点的小
D.
在OA段吸热速度比BC段的快
【答案】C
【解析】
A.由图像可知物体有固定的熔化温度,则为晶体,从第四分钟开始熔化,第八分钟结束熔化,持续时间为4min,
B.在第四至第八分钟处于固液共存态;
C.在熔化的过程中吸热但温度不升高,故A点内能小于B点内能,
D.整个过程中加热的条件相同,所以加热的速度也相同,单位时间内吸收的热量也相同。
6.
冰块在熔化过程中,不断吸收热量,温度
(选填“升高”“不变”或“降低”),内能
(选填“增加”“减少”或“不变”);水在沸腾过程中,不断吸收热量,温度
(选填“升高”“不变”或“降低”),内能
(选填“增加”“减少”或“不变”)
【答案】不变;增加;不变;增加
【解析】
(1)冰属于晶体,冰在熔化过程中,吸收热量,而温度保持不变,但内能增加
(2)水在沸腾时,吸收热量,温度保持在沸点不变,但内能增加。
7.
如图所示,取一装有大半瓶水的盐水瓶和一支去掉笔尖上小圆珠的空圆珠笔芯,在盐水瓶瓶塞上
开一小孔,用力将圆珠笔笔芯插入瓶塞,用瓶塞盖紧瓶口,使圆珠笔芯下端能没入水中,被封闭的空气加热后能将瓶中的水挤压出来.说明这部分空气具有_______能,温度越高,水喷得越_______(选填“高”或“低”),这说明物体的内能与温度_______(选填“有”或“无”)关.可见,一般情况下,同一物体的温度越高,它的内能就越_______(选填“大”或“小”).
【答案】内;高;有;大。
【解析】
空气加热后能将瓶中的水挤压出来,说明是内能做功,即
这部分空气具有内能,温度越高,内能越大,压强越大,水喷的越高;因为温度越高,分子运动越剧烈,所以同一物体温度越高,内能越大,即内能与温度有关。
8.(2019·云南)云南是爨氏文化的发源地,现存于云南某校的爨宝子碑被誉为“南碑瑰宝”,具有较高的书法艺术价值,被很多书法爱好者临摹,临摹时闻到淡淡的“墨香”是 现象;寒冷的冬天临摹时,用热水袋捂手,是通过 的方式改变手的内能。
【答案】扩散;(2)热传递;
【解析】闻到“墨香”,是因为墨水分子运动到空气中,进入人的鼻腔引起嗅觉,属于扩散现象;寒冷的冬天临摹时,用热水袋捂手,使手暖和,是通过热传递的方式改变物体内能的。
9.(2019·绥化)甲是小峰在标准大气压下探究冰熔化时温度的变化规律的实验装置。
(1)实验前按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。?
(2)实验中,某时刻温度计的示数如图乙所示,则冰此时的温度是 ℃。?
(3)图丙是小峰根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像,由图像可知冰在熔化过程中吸收热量,温度不变,内能 (选填“增加”“减少”或“不变”)。?
【答案】(1)自下而上;(2)-2(零下2或负2);(3)增加;
【解析】
(1)实验装置的组装是自下而上的,放好铁架台然后放酒精灯,其次是安装铁圈和石棉网(其高度是由酒精灯的高低来确定调节的),再放烧杯与液体,最后是确定温度计的位置。
(2)由图可知,温度计的示数在零下,其分度值为1℃,所以示数为-2℃。
(3)冰在熔化过程中吸收热量,温度不变,但是内能增加。
10.
实验探究和推理都是科学研究的基本方法,比如科学猜想,往往是以一定的事实和已有知识为依据,通过推理而提出来的。
(1)请你根据内能的概念,结合所学知识,就“影响物体内能大小的因素”提出合理猜想,给出推理性结论并说明推理依据(参照示例):
示例:【①物体内能的大小可能与物体的温度有关】。
推理依据:【温度越高,分子运动越剧烈,分子动能越大,物体内能越大】。
②物体内能的大小还可能与物体的___
__有关。
推理依据:___
__。
(2)如图所示,a杯中水量较少,b、c、d杯中的水量相同,根据内能的知识,分析比较各杯中水的内能的大小。
①_____杯中水的内能最大,因为___
__。
②_____两杯中水的内能不好比较,因为_
____。
【答案】
(1)②物体的质量有关;质量越大,能释放的内能越多;
(2)①d;质量相同而d的温度最高;②a、b;质量与温度都不相同。
【解析】
(1)②物体内能的大小还可能与物体的质量有关。推理依据:质量越大,能释放的内能越多。
(2)①d杯中水的内能最大,因为质量相同而d的温度最高。
②a、b两杯中水的内能不好比较,因为质量与温度都不相同。
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精品试卷·第
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第12章 机械能和内能
12.2 内能
热传递
【学习目标】
1.
知道什么是内能,物体的内能与什么因素有关;
2.
知道改变物体内能的一种方式,热传递;
3.
了解用热传递来改变物体内能的方法在生产、生活中的应用,会应用相关知识解释一些现象。
【知识梳理】
一、认识内能
(1)基本概念:
①内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能。
②分子动能:分子在不停地在做无规则运动,分子由于运动而具有的能叫分子动能。
③分子势能:分子之间有一定距离和相互作用力,因而分子具有势能,叫分子势能。
(2)内能诠释:
①整体性:内能是物体的内能,不是分子的内能,单个分子的内能是毫无意义。
②普遍性:一切物体任何情况下都具有内能。
③不可测量性:不能测算一个物体含有的内能大小。
(3)影响因素:物体的质量、物体的温度以及体积、物态、种类都可以影响内能的大小。
【注意】
①内能是另外一种形式的能量,它的单位是焦耳(J)。一切物体都具有内能;
②内能与机械能的区别:
物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关,是物体能量的微观表现;物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关,是物体能量的宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零(因为分子不停地做无规则运动总有动能),而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量;
二、热传递
(1)定义:当物体与物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。
(2)条件:存在温度差。
(3)过程:高温物体放热,低温物体吸热。
(4)方向:由高温物体转移到低温物体或同一物体的高温部分转移到低温部分。
(5)结果:温度相同。
(6)实质:内能发生了转移,能量的形式没有发生改变。
(7)注意:热传递是把内能由温度高的物体传递给温度低的物体,而不是内能多的传递给内能少的。
【注意】
①热量为内能的变化量,是过程量。不能说物体含有或具有多少热量,通常说物体放出或吸收多少热量。
②物体吸收热量,内能增加,但是温度不一定升高(如晶体熔化的过程);物体放出热量,内能减少。
三、热量
(1)定义:在热传递过程中转移的能量叫热量。
(2)单位:焦耳,符号J。
(3)注意:
①热量是过程量,不能说具有或含有多少热量,只能说吸收放出等表述。
②热量的多少与物体的内能大小、温度高低没有关系。
③物体吸收或放出热量后,温度不一定改变,如沸腾、晶体熔化等过程。
【教材链接】[活动]教材P41
看一看:
哪杯水中的墨水扩散得快?
答:热水杯里墨水扩散的快。
想一想:
墨水扩散的快慢与温度有什么关系?这说明分子热运动的剧烈程度与温度有什么关系?
答:温度越高,墨水扩散的越快;说明温度越高,分子热运动的越剧烈。
【难点突破】
1、内能与热量、温度概念辨析
温度:表示物体冷热程度的物理量。
内能:微观角度,分子内部所有分子动能与势能的综合,是一个整体概念。
热传递:是能量转移的过程,是个动态过程。
热量:是热传递过程中转移的那部分内能。
【例1】(2019·威海)关于内能、热量和温度,下列说法正确的是
( )
A.温度高的物体,含有的热量一定多
B.物体内能增加,一定吸收了热量
C.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D.物体吸收热量,温度不一定升高
【例2】(2020·兴化一模)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,含有的热量越多
B.物体运动越快,内能越大
C.热传递能改变物体的内能
D.0℃的冰块,其内能为零
【典型例题】
【热点1】内能与影响因素
【例1】关于内能,下列说法正确的是( )
A.内能与机械能是同一种形式的能
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能
D.温度低于0℃的物体不具有内能
【例2】(2019·苏州)如图甲所示,将质量相等的冰和蜡烛分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中的实验装置,安装时应按照“由上到下”的顺序
B.图甲中两试管放在同一烧杯中加热,可以控制相同时间内冰和蜡烛吸收的热量相同
C.由图乙可知,A图线对应物质的内能先增大后不变再增大
D.由图乙可知,B图线对应的物质是冰
【热点2】热量、热传递
【例3】通常所说的“做功可以生热,消耗热也可以做功”中的热,指的是
;沸水温度降低时,向外放热,这个“热”字表示
。
【例4】(2019
·临沂)将热水倒进玻璃杯中,玻璃杯会变热,下列说法正确的是( )
A.
水将温度传给了玻璃杯
B.
水含有的热量减少
C.
玻璃杯增加的内能大于水减少的内能
D.
能的总量保持不变
【例5】(2020·苏州)下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是( )
A.钻木取火
B.煤炉烧水
C.压缩空气升温
D.搓手取暖
【基础过关】
1.
(2020·连云港)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.
0℃的冰块内能为0
B.
汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C.
存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D.
出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
2.
以下说法正确的是( )
A.物体分子总是在做无规则运动,所以分子具有动能
B.当物体被举高时,其分子势能随之增加
C.当物体运动速度增大时,其分子动能随之增加
D.0℃以下时,物体分子既不具有动能也不具有势能
3.
对静止的石块来说,其具有的能量不可能等于零的是( )
A.内能
B.动能
C.势能
D.机械能
4.
关于热量,下列说法正确的是( )
A.热水比冷水含的热量多
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
5.
90
℃水全部变成125
℃水蒸气( )
A.这些水蒸气的内能比水的小
B.液态水分子间距比气态水分子的大
C.水蒸气只能通过热传递途径变为水
D.水分子在125
℃时比90
℃时热运动更剧烈
6.
“热”字在这一章中有着多种含义,有时表示热量,有时表示内能,有时表示温度。请说出下列几种现象中,“热”字所表示的含义。
(1)盛夏,我们感到天气很热
。
(2)液化气燃烧时产生热
。
(3)雪熔化成水时要吸热
。
(4)摩擦生热
。
7.
甲、乙两个相同的透明玻璃水杯,盛有质量为100g、温度不同的纯净水,其中甲杯是5℃的冷水,乙杯是80℃的热水,它们都静静地放置在水平桌面上。若同时向两个杯中滴入一滴碳素墨水,过几分钟后观察到如图所示的现象。
(1)该实验说明分子热运动的剧烈程度与_____有关。
(2)一段时间后乙杯中的热水温度会降低,内能
(增加/减少)这是通过_____方式改变水的内能的。
8.
小刚同学把金属勺放在热汤中,过一段时间,发现金属勺的温度升高了,它的________增加了;他把金属勺从热汤中拿出来放在桌面上,过一段时间后,金属勺的温度又降低了,它的______减少了,于是他提出一个结论:通过________可以改变物体的内能。
9.
“嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里,可能会遭遇两次月食,月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,内能
(选填“增大”“减小”或“不变”),这是通过
的方式改变物体的内能。
10.(2018?江西)如图所示,是课间同学们在教室里嬉戏的场景,恰巧被老师用手机拍下。上课后,老师形象地将图中①的动作描述为热传递中的传导,其②和③可分别描述为热传递中的
和
。
11.
如图所示,用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现气筒的上部筒壁只是略有发热,而气筒的下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手。对于筒壁发热现象,有两个方面的原因:a.打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加,升温的气体通过热传递使筒壁温度升高;b.打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦生热使筒壁的内能增加、温度升高,但这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因。
根据上述筒壁发热现象的描述:
(1)你猜想 (选填“a”或“b”)是主要原因;?
(2)你猜想的依据是??
。?
【综合提优】
1.
(2020·扬州市高邮一模)关于内能、温度和热量,下列说法正确的是( )
A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多
B.物体内能减小,一定放出热量
C.一个物体吸收热量时,温度一定升高
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
2.
关于机械能和内能,下列说法正确的是( )
A.内能与机械能是同一种形式的能
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能
D.温度低于0℃的物体不具有内能
3.
(2020·盐城)为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点,小明做了如下实验,将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中,分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况,绘制成如图所示的图像。下列说法错误的是( )
A.
热水和冷水到达同一温度的时间是相同的
B.
热水温度下降比冷水温度升高得快
C.
热水放出的热量等于冷水吸收的热量
D.
热水的质量可能小于冷水的质量
4.(2019·成都)关于分子和物体内能,下列说法正确的是( )
A.杯子里的水可以任意倒出,说明水分子间没有引力
B.固体间能扩散,表明固体物质分子是运动的
C.把0℃的冰块加热熔化成0℃的水,其内能不变
D.用力搓手,手发热是通过热传递增加手的内能
5.
如图是某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线。由图可知该物质(
)
A.
是晶体,熔化持续了8min
B.
在A点是液态,B点是固态
C.
在A点的内能比B点的小
D.
在OA段吸热速度比BC段的快
6.
冰块在熔化过程中,不断吸收热量,温度
(选填“升高”“不变”或“降低”),内能
(选填“增加”“减少”或“不变”);水在沸腾过程中,不断吸收热量,温度
(选填“升高”“不变”或“降低”),内能
(选填“增加”“减少”或“不变”)
7.
如图所示,取一装有大半瓶水的盐水瓶和一支去掉笔尖上小圆珠的空圆珠笔芯,在盐水瓶瓶塞上
开一小孔,用力将圆珠笔笔芯插入瓶塞,用瓶塞盖紧瓶口,使圆珠笔芯下端能没入水中,被封闭的空气加热后能将瓶中的水挤压出来.说明这部分空气具有_______能,温度越高,水喷得越_______(选填“高”或“低”),这说明物体的内能与温度_______(选填“有”或“无”)关.可见,一般情况下,同一物体的温度越高,它的内能就越_______(选填“大”或“小”).
8.(2019·云南)云南是爨氏文化的发源地,现存于云南某校的爨宝子碑被誉为“南碑瑰宝”,具有较高的书法艺术价值,被很多书法爱好者临摹,临摹时闻到淡淡的“墨香”是 现象;寒冷的冬天临摹时,用热水袋捂手,是通过 的方式改变手的内能。
9.(2019·绥化)甲是小峰在标准大气压下探究冰熔化时温度的变化规律的实验装置。
(1)实验前按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。?
(2)实验中,某时刻温度计的示数如图乙所示,则冰此时的温度是 ℃。?
(3)图丙是小峰根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像,由图像可知冰在熔化过程中吸收热量,温度不变,内能 (选填“增加”“减少”或“不变”)。?
10.
实验探究和推理都是科学研究的基本方法,比如科学猜想,往往是以一定的事实和已有知识为依据,通过推理而提出来的。
(1)请你根据内能的概念,结合所学知识,就“影响物体内能大小的因素”提出合理猜想,给出推理性结论并说明推理依据(参照示例):
示例:【①物体内能的大小可能与物体的温度有关】。
推理依据:【温度越高,分子运动越剧烈,分子动能越大,物体内能越大】。
②物体内能的大小还可能与物体的___
__有关。
推理依据:___
__。
(2)如图所示,a杯中水量较少,b、c、d杯中的水量相同,根据内能的知识,分析比较各杯中水的内能的大小。
①_____杯中水的内能最大,因为___
__。
②_____两杯中水的内能不好比较,因为_
____。
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精品试卷·第
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