第13章 内能_带答案

学科教师辅导讲义 讲义编号： 组长签字： 签字日期： 学员编号： 年 级： 课时数：3学员姓名： 辅导科目： 物理 学科教师：课 题内能授课日期及时段2019 年 月 日 教学目标理解分子动理论的基本观点；理解物体的内能；理解魔种物质的比热容，并学会根据比热容进行相关题型的求解重点、难点根据比热容进行相关题型的求解计算教 学 内 容内能 一、本周错题讲解 二、知识点梳理复习(一)、分子热运动1. 常见的物质是由极其微小的粒子分子、原子构成的。2. 一切物体的分子都在不停地做无规则的运动 扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。 扩散现象说明：A分子之间有间隙；B分子在做不停的无规则的运动。 两瓶气体混合在一起颜色变得均匀，结论：气体分子在不停地运动。 固体、液体、气体都可扩散，扩散速度与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象越明显。3. 分子热运动定义：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫做分子的热运动。4、分子间有相互作用的引力和斥力。当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。（破镜不能重圆的原因是：镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。）(二)、内能1. 概念：物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能。 分子动能：物质内所有分子做无规则运动而具有的能量。温度越高，运动越快，动能越大。 分子势能：由于分子间具有一定距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能。 内能是指物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，不是指少数分子或单个分子所具有的能。一切物体在任何情况下都具有内能。 影响内能的主要因素：物体的质量、温度、状态等，如下介绍：A. 物体在任何情况下都具有内能，无论温度高低。(任何温度下物体的内能都不为零)B. 温度不变时，状态改变，内能也会改变，如：水结冰时，质量不变，温度不变，状态发生改变，放出热量，导致内能减小。C. 晶体熔化时，吸收热量，温度不变，但状态发生改变，导致内能增大。D. 内能与分子动能和势能(微观)有关，机械能与物体运动的速度和位置(宏观)有关。物体的内能与温度有关，同一个物体，温度升高，它的内能增加，温度降低，内能减少。2. 分子热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。 分子无规则运动的速度与温度有关，温度越高，分子无规则运动的速度就越快，物体的温度越低，分子无规则运动的速度就越慢。 事例：打开香水瓶，满屋飘香；汤锅放一勺盐，整锅都有咸味；煤炭堆放在石灰墙傍边几年后，石灰墙变黑；二氧化氮能够进入上面的瓶子；硫酸铜和水融合等 分子运动无法直接用肉眼观察，肉眼能直接看见的运动都不是分子运动，如扫地时的灰尘3. 内能与机械能的区别：一切物体都具有内能，但有些物体可以说没有机械能；内能和机械能可以通过做功相互转化。4. 改变物体内能的两种方法：做功与热传递(1) 做功：对物体做功，物体内能增加，如如：钻木取火(机械能转化为内能) 物体对外做功，物体的内能减少，如：压缩的气体膨胀对外做功(内能转化为机械能)。 实质：机械能和内能之间相互转化(2) 热传递：温度不同的物体相互接触，低温物体温度升高、高温物体温度降低的过程。发生条件：物体之间存在温度差。终止条件：物体之间的温度相同。实质：内能从高温物体转移到低温物体。热量：在热传递过程中，传递内能的多少叫热量，用字母Q表示。单位：焦耳，符号：J。高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。注意：做功和热传递都能改变物体内能，即做功和热传递改变物体内能是等效的。热量是一个过程量，物体本身没有热量，不能说一个物体“有多少”热量，不能比较物体的热量大小。只有热传递能讨论热量问题，才说“吸收或放出多少”热量。热量是热传递过程中，能量（内能）转移的数量，热量的多少与物体能量的多少、物体温度的高低没有关系。5、温度、热量、内能的区别和联系（三）、比热容1. 概念：单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的比热容，用符号c表示，单位：焦每千克摄氏度，符号J/(kg)（定义式：或）。水的比热容是4.2103J/(kg)。它的物理意义是：1千克水温度升高(或降低)1，吸收(或放出)的热量是4.2103J。2. 比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热容。各物质中，水的比热容最大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。例：在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢，夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。水比热容大的特点，在生产、生活中也经常利用。 用水作为冷却剂或散热剂； 调节气候。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。3、说明(1) 比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。(2) 同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。(3) 物质的状态改变了，比热容随之改变。如水变成冰。(4) 不同物质的比热容一般不同。4. 热量计算公式：Q吸=cm（t-t0）Q放=cm(t0-t)。物体吸收(放出)热量的多少跟物体的质量、温度变化量和物质的比热容有关，跟物体的温度高低无关。（c为物质的比热容，m为物体的质量，t0为物体的初温，t为物体的末温，t为物体的温度差。）注意：(1) 要能区分“升高”、“升高到”和“降低”、“降低到”的不同； (2) 热平衡方程：物体放出的热量等于被其他物体吸收的热量，即Q吸Q放。【知识点填空】分子动理论分子动理论物质是由_组成的；一切物质的_都在_地_；分子间存在相互作用的_力和_力分子热运动一切物质的分子都在不停地做无规则运动因分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热运动温度越_，分子热运动越剧烈扩散现象定义不同物质在相互接触时_对方的现象说明_、分子间存在_影响因素扩散现象跟温度有关，温度越高，扩散进行得越_示例闻香气【提示】分子是不能用肉眼直接观察到的，凡是能用肉眼直接观察到的小物体(如灰尘、花粉等)都不是分子内能内能及其改变定义构成物体的所有分子，其热运动的_与_的总和，叫做物体的内能影响因素物体的内能与温度和质量有关；一切物体在任何情况下都有内能改变方式热传递做功实质内能的_机械能和内能的相互_示例煮饭、热水袋取暖钻木取火、搓手取暖说明条件：物体间存在_；规律：高温物体放出热量，内能_，温度_；低温物体吸收热量，内能_，温度_做功改变内能的两种情况：对物体做功，物体内能_；物体对外做功，内能_联系做功和热传递改变内能是等效的，没有看到改变内能的具体过程，就无法判断物体内能改变的原因热量概念在热传递过程中，传递内能的多少叫热量，用Q表示单位焦耳(符号：_)说明温度、热量和内能的关系温度是一个状态量，通常用“是”、“物体的”等词描述物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高如晶体熔化、液体沸腾的过程内能是一个状态量，通常用“物体的”、“物体有”等词修饰物体内能增加，不一定是吸收了热量物体内能增加，温度不一定升高比热容比较不同物质的吸热能力实验装置实验设计比较水和沙子吸热能力的方法：吸收相同的热量，比较_多少；升高相同温度，比较_多少探究方法实验时应控制水和沙子的_相同，升高相同的温度或吸收相同的热量(即加热相同的时间)，这种研究问题的方法称为_得出结论质量相等的水和沙子，升高相同的温度，_吸收的热量多，说明水的吸热能力_；物体吸收热量的多少与物质种类、质量多少、升高的温度有关比热容物理意义比热容是描述物质吸热本领的物理量定义某种物质，在温度升高时吸收的_与它的_和升高的_乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示公式c单位焦耳每千克摄氏度，符号是_水的比热容及意义水的比热容是4.2103 J/(kg)，它表示的物理意义是：质量为1 kg的水温度升高(或降低)1 时，吸收(或放出)的热量是4.2103 J水的比热容的应用制冷剂、散热剂、调节气候补充(1) 吸热公式：Q吸cm(tt0)(2) (2)放热公式：Q放cm(t0t)其中c表示比热容，m表示物体的质量；t0表示初温，t表示变化后的温度即末温(3) (3)比热容与物质的种类和状态有关，与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出的热量的多少无关【提示】在常见的物质中，水的比热容最大但并非所有的跟水有关的应用都应用了水比热容大的这一特性三、经典例题命题点1温度、内能和热量的关系(多选)(2015河北)下列说法正确的是( )A两杯水温度相同，内能也一定相同B热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递C由于水的比热容大，工厂里的冷却塔通常用水作为冷却物质D质量、初温相同的水和煤油放出相同热量后，水的温度高于煤油的温度【点拨】物质内能与物质的种类、物质的质量、物质的温度、物质的体积有关，两杯水的温度相同，但其他条件有可能不同，因此不能比较内能的大小；热传递的条件是有温度差，而不是内能差；因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以工厂里的冷却大多用水作冷却物质；质量相同、初温相同的水和煤油，放出相同的热量；因为Qcmt，而水的比热容大，所以由t可知，水的温度变化小，故水的末温高一些，而煤油