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1、第十三章 内能1、 考点知识梳理（一）分子热运动1.物质的构成 物质是由大量的分子、原子构成的，分子是保持物质化学性质的最小粒子。分子很小，如果把分子看成一个球形，直径通常只有1010m,只有用高倍电子显微镜才能看到。物质是由分子组成的，分子又是由原子组成的，原子又是由原子核和绕核高速旋转的核外电子组成的，原子核又是由质子和中子组成的，质子和中子又是由更小的夸克组成的。2.分子热运动1 扩散现象A. 扩散现象：不同的物体在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散现象。B. 扩散现象产生的条件：不同物质（气体、液体、固体）在相互接触时都可以发生扩散现象。一般气体在几秒或几分钟就完成，液体在几日或几
2、月的时间内完成，固体在几年或几十年时间内完成。原因是气体分子运动剧烈，液体次之，固体分子运动缓慢。C. 扩散现象产生的原因：分子作无规则运动。D. 扩散现象说明：分子在不停地做无规则运动，且分子之间有间隙。E. 影响分子扩散快慢的因素:分子的运动速度。温度越高，分子运动越快，扩散就越快，温度越低，分子运动越慢，扩散就越慢。（2） 分子的热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种运动叫做分子的热运动。温度越高分子热运动越剧烈。（3） 单个分子的运动是看不见的，但是大量的分子运动的宏观表现扩散现象是可以观察到的。3. 分子间的作用力（1） 当你去拉伸物体时，物体很难被拉长，说明分子间有引
3、力，当你去压缩物体时，物体很难被压缩，说明分子间有斥力。分子间的引力和斥力是同时存在的。（2） 引力和斥力的变化规律：分子间的引力和斥力随分子间的距离增大而减小，随分子间的距离减小而增大。当分子间的距离增大时，引力和斥力都减小，斥力减小得快，分子间的作用力表现为引力。当分子间的距离减小时，引力和斥力都增大，斥力增加得更快，分子间的作用力表现为斥力。A、 当分子间的距离d=分子间平衡距离r时，引力斥力B、 当分子间的距离d分子间平衡距离r时，引力分子间平衡距离r时，引力斥力，分子间的作用力表现为引力，固体很难被拉伸，胶水能够粘东西就是因为此时分子之间是引力起主要作用。D、 当分子间的距离d分子间
4、平衡距离r的10倍时，分子间的作用力十分微弱，可以忽略不计。破镜不能重圆就是这个道理。(3)分子动理论的基本内容：常见的物质是由大量的分子、原子构成的，物质内的分子在不停地做无规则的热运动，分子之间存在着相互作用的引力和斥力。（二）内能1.内能：（1）分子动能：物体内部所有分子在不停地做无规则热运动，像所有运动的物体具有动能一样，物体内运动着的分子也具有动能，称为分子动能。（2）分子势能：分子间存在相互作用的引力和斥力。这种作用力好似分子间连着一个看不见的弹簧一样，在弹簧被压缩或被拉伸时，弹簧具有弹性势能。当分子间距离发生变化时，分子间的“无形弹簧”被压缩或被拉伸，具有的势能叫做分子势能。（3
5、）内能概念：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。（4）影响内能的因素：温度，质量，材料，存在状态。（5）物体内能与温度的关系：一个物体在状态不变时，温度越高内能越大，温度越低内能越小，这时改变的主要是分子动能。当状态改变时，尽管温度不变，内能也会改变，这时改变的主要是分子势能。（6）内能与机械能的区别：物体的机械能是指物体宏观运动具有的能量。而内能与物体内分子微观运动紧密相关，与物体宏观运动无关。如：把一个物体放在太阳底下晒，内能增大，机械能不变。把一个物体抬高，机械能增大，内能不变。点拨：一切物体在任何情况下都有内能，千万不要认为0的物体没有内能。内能具有不可测量性
6、，不可能准确地知道一个物体的内能。内能的改变是通过温度或状态的改变表现出来的。2. 物体内能的改变（1） 通过热传递改变内能：A、 热传递：热量从高温物体传到低温物体，或从高温部分传到低温部分的过程。热传递的方式有三种：传导、对流、辐射。B、 热传递发生条件:热传递一定是高温物体反热量传给低温物体，或高温部分传给低温部分，温度相同时停止。C、 热量：热传递过程中，传递内能的多少叫做热量，热量是物体内能的改变量。物体吸收热量，内能增加，放出热量，内能减小。（2） 通过做功改变内能A、 外界对物体做功，物体的内能增加。如：克服摩擦对物体做功，压缩气体对物体做功，弯折、扭转对物体做功，撞击和敲击物体
7、对物体做功。B、 物体对外界做功，物体的内能减小。如热水冲开热水瓶塞时会有一团“白雾”产生，就是因为水蒸气的内能减小而液化造成的。C、 两种方式改变内能的区别：做功实质是其它形式的能与内能的相互转化，热传递的实质是内能在物体间的相互转移，做功和热传递在改变物体内能方面具有等效性。（3） 比热容1. 比热容（1） 比热容定义：一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。（2） 比热容单位：焦/（千克。摄氏度） 符号： J/(Kg.)（3） 比热容的物理意义;表示物体吸热或放热本领的物理量。当物体质量、升高（或降低）
8、的温度相同时，吸收（或放出）的热量越多，比热容就越大。（4） 比热容是物质的一种属性，它与物体的质量，升高的温度，吸收的热量等因素无关。点拨：1、比热容记忆口诀：容大吸热升温慢，容小吸热升温快。 2、水的比热容比较大，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。2. 热量的计算（1） 热量的计算公式： 吸热公式Q吸cm(t-t0) 放热公式Q放cm(t0-t) 公式中Q吸表示物体吸收的热量。Q放表示物体放出的热量。C表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体的初温，t表示物体的末温，若用t表示温度的变化量，则上述两个公式可以表达为：Q=cmt（2） 运用公式时注意事项：第一，单位要统一，都要用
9、国际单位中的主单位。第二，审题时要注意“温度升高到.”和“温度升高了.”的区别，“温度升高到”是指物体的末温，“温度升高了.”是指物体温度的变化量。（3） 当发生热传递的两个物体达到热平衡时（题目一般会交待“没有热量散失”），高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即Q吸Q放二、重点难点解读1.重点实验再现探究不同物质的吸热能力：（1） 提出问题：为什么夏天在公园里划船不觉得热，而在公路上行走却特别热。（2） 猜想：公园里有水，水的吸热本领强，公路的沙石，水泥等建筑材料的吸热本领差。（3） 设计实验：用相同的酒精灯给相同质量的沙子和水加热相同的时间，测出它们升温的快慢。（4） 实验器材:两个
10、铁架台，两个石棉网，两个相同的酒精灯，两个相同的烧杯，两支温度计，等质量的水和沙子。秒表（5） 进行实验;分别将质量相等的沙子和水装入烧杯，放在石棉网上，用酒精灯（控制火焰大小相同）加热，并搅拌。观察相同时间内沙子和水的温度，并记录在表格中。（6） 收集数据;2分钟4分钟6分钟8分钟10分钟沙子水（7）归纳结论：质量相同的沙子和水吸收相同的热量，升高的温度不同，沙子升高的温度快，说明沙子的吸热本领差，水升高的温度慢，说明水的吸热本领强。2.经典例题分析例1.（2014黄冈）如图所示，在两个相同的烧杯中分别盛有质量、初温都相等的水和牛奶，用两个相同酒精灯对其加热（1）加热过程中，发现要使它们上升
11、相同的温度，需给水加热的时间要长一些，这是因为 （2）停止加热后，在相同时间内，盛有 的烧杯（填“水”或“牛奶”）温度下降得快些若要使其温度下降不至太快，请说出一种方法： 例2.（2014江西）舌尖上的中国2聚焦于普通人的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是（） A煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大 B炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加 C蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟 D拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动例3.（2014青岛）综合问答滑雪中的物理：冬天，
12、小雨和叶子姐姐到滑雪场滑雪，请你挑选一个场景，用所学的物理知识进行解释：A进入滑雪场，阳光下的学弟很刺眼；B感觉手冷，双手互相搓搓就暖和了；C从山顶下滑过程中，速度越来越快解释场景： 例4.（2014年临沂市）为了比较水和煤油的吸热能力，江涛用两个相同的装置做了如图所示的实验（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、相同的水和煤油；（2）实验中搅拌器的作用是：使液体 ；选用相同酒精灯加热的目的是：使水和煤油在相同时间内 ；（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得 （选填“快”或“慢”），这表明 吸热本领更强 三、巩固练习热身：1.（2014黄冈）关于物体的内能，下列说法正确的是（）A温度为0的
13、物体没有内能B物体内能增加，一定是通过外界对物体做功C正在沸腾的水吸收热量，温度增加，内能不变D在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少2.（2014青岛）由做饭联想到的物理知识，错误的是（）A向热汤中滴入香油，散发出浓浓的香味，是由于温度越高，分子热运动越剧烈B把鸡蛋往灶台上一磕，鸡蛋就破了，是利用物体间力的作用是相互的C用吸盘挂钩挂铲子，是利用大气压强D土豆沉入水盆底部，是由于水的密度大于土豆的密度3.（2014青岛）下列关于物理概念的说法中，错误的是（）A分子之间既有引力又有斥力B光从空气斜射入水中时，折射角大于入射角C摩擦力的大小与压力和受力面积的大小有关D用电器消耗的电能越多，
14、它的电功率就越大4.（2014青岛）根据表格中的数据，下列说法正确的是（）物质铝铁铜水煤油密度/（kgm3）2.71037.91038.91031.01030.8103比热容/J（kg）0.881030.461030.391034.21032.1103长1m、横截面积1mm2的导线在20时的电阻值/0.0270.0960.017/A用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后，发现水中的温度计示数较高B装有煤油和水的两个容器底部受到的液体压强与液体深度的关系可用图象表示，其中图线b表示的是煤油C将质量相等的铜块和铝块分别拉成粗细相同的铜线和铝线，将它们并联接入电路中，则通过铜线
15、的电流较大D用力分别匀速提升体积相同的铁块和铝块，提升的高度之比为3：2，所用的时间之比为5：9，则两次拉力的功率之比为79：105.（2014邵阳）下列说法正确的是（ ）A物体吸收热量，它的内能减少B电能表是用来测量用电器两端电压的仪表C声音在真空中的传播速度比空气中大D重力的方向总是竖直向下的6.（2014威海）下面关于热现象的说法，正确的是（）A物体温度升高一定是吸收了热量B冰在融化时温度不变内能增加C从游泳池里上来感觉冷是由于水蒸发放热D汽车发动机用水作冷却液是因为水的比热容较小7.（2014白银）关于如图所示的四幅图，下面说法正确的是（）A甲图中风中雨伞容易“上翻”，是由于流速大的地
16、方压强大B乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间有引力作用C丙图中导线触接电源后小磁针发生偏转，说明磁能够生电D丁图中绝缘棒接触验电器后验电器的金属箔张开一定角度，说明该棒带正电8.（2014广州）云中冰粒下落，温度升高变成雨滴下列说法正确的是（）A冰粒液化为雨滴B雨滴内分子间不存在分子引力C雨滴的内能大于同质量冰粒的内能D雨滴内能转化为动能，所以下落越来越快9.（2014黄冈）气锅鸡是云南的名菜 之一，“舌尖上的中国”曾播放过其做法是：将盛有小鸡块和佐料的气锅（如图）放在盛有清水的汤锅之上，再放到火上蒸为了保持鸡肉原汁原味，主要是蒸气通过气锅中间的气嘴将鸡蒸熟汤汁是蒸气 （选填“吸热”
17、或“放热”）后 （填物态变化名称）而形成的蒸熟后，闻到鸡肉的浓香味，这是一种 现象10.（2014安徽）运用分子动理论，可以对液体的蒸发现象作出合理地解释：由于液体表面的分子在做 ，所以在任何温度下蒸发现象都能发生；温度越高，分子的 ，从而蒸发越快11.（2014宜宾）小华用相同质量的色拉油和水加工同样的菜，用同样的锅在相同火力下同时加热，发现色拉油升温比水快，这说明色拉油的 比水小；一段时间后，色拉油把菜炸黄了，而水没有，这说明色拉油的 比水高（选填：“熔点”、“沸点”、“比热容”或“凝固点”）12.（2014广州）如图1，天宫一号绕地球运动一圈约1.5小时，宇航员在天宫一号做实验（1）如图
18、1，用软绳将小球系在铁架台上，小球不动，下列说法唯一正确的是a小球质量比在地面时小b以地球为参照物，小球是静止的c绳对小球没有力的作用，小球不受任何力作用d小球绕地球运动的方向不断改变，所以小球一定受到力的作用（2）如图2，王亚平仅轻轻碰了一下悬空的聂海胜，聂海胜由于 会在舱内继续前进（3）如图3，通过水球看到王亚平的像是 （选填“实像”、“虚像”），水球相当于 （选填“平面镜”、“凸透镜”、“凹透镜”），王亚平与她的像是在水球的 （选填“同侧”、“异侧”）（4）如图4中无色水球注入红色的液体，一会儿整个水球都红了，出现这种现象的原因是 （2014年临沂市）人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能
19、热水器、太阳能电池等江涛想知道家中太阳能热水器吸收太阳能的本领，做了如下探究：天气晴朗时，江涛测得太阳能热水器1 h内使质量为50 kg的水从20升高到30，问：（1）水吸收了多少热量？c水=4.2103 J/（kg） （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，则至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0107J/m3） 【答案】（1）水吸收的热量2. 1106 J；（2）液化气体积4.2102m3 14.（2014邵阳）某热水器内装有10kg的水，将这些水从20加热到70，水吸收的热量为多少？已知C水=4.2103J/（kg） 15.（2
20、014年广西省玉林市）某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10加热到85时，共消耗了5kg的干木柴，已知水的比热容为4.2103J/（kg.），干木柴的热值为1.2107J/kg）。求： （1）干木柴完全燃烧放出的热量。？ （2）水吸收的热量。（3）铁锅烧水的的效率。（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间。马铃薯还是煮不软，为什么？四、中考预测展望：1.（2014株洲）下列现象与分子热运动有关的是（ ）A春天，百花争艳B夏天，波光粼粼 C秋天，丹桂飘香D冬天，大雪纷飞2.（2014泰安）在“比较水与煤油吸收热量时温度
21、升高的快慢”实验中，需要控制某些变量，以下做法多余的是（）A采用完全相同的加热方式B采用酒精灯加热时，酒精灯里加热的酒精量相同C取相同质量的水和煤油D盛放水和煤油的容器相同意故选B 考点：物理学方法3.（2014广州）如图，两个相同规格的电加热器加热质量、初温都相同的不同液体若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量，加热时间相同且液体均未沸腾，则（）A两杯液体吸收的热量相等B温度较高的液体比热容较大C温度较低的液体吸收的热量较多D温度较高的液体吸收的热量较多4.（2014苏州）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）A.物体温度越低，分子运动越剧烈 B.物体温度越高，含有的热量越多C.水沸腾
22、时吸收热量，温度保持不变 D.物体的温度为0时，其内能为零 考点：温度、内能、热量的区别5.下面现象可以说明分子的热运动的是（）A风吹树叶摇动B扫地时尘土飞扬C玫瑰花芳香四溢D河水向低处流6.（2014福建福州）“虎纠好味进”电视节目介绍了特色美食福州鱼丸。煮鱼丸时，通过 的方式改变了鱼丸的内能;我们能闻到阵阵负丸的香味，这是因为分子在永不停息地 。7.（2014苏州）小明为探究冰熔化和水沸腾时温度变化的特点，在实验室进行了探究实验根据测量结果他画出了相关图像，如图a、b所示（1）这两个实验都需要用到的测量仪器是温度计和 ；（2）水沸腾时，温度计的示数如图c所示，则水的沸点是 ，此时实验室的大
23、气压 1个标准大气压（选填“高于”、“等于”或“低于”）（3）在图a中，AB段与CD段的倾斜程度不同，这是因为 。【答案】（1）秒表；（2)98；低于；（3）冰和水的比热容不同 【解析】 考点：温度计读数，熔化，沸腾，比热容8.（2014广州）有两个容积相同的保温杯，设计实验比较哪个杯的保温效果好（1）需要的实验器材： （2）写出实验步骤和判断哪个杯保温效果好的根据考点：控制变量法与探究性实验方案菁9.（2014南京）下表是一些物质的比热容J/（kg）：水4.2103铝0.88103煤油、冰2.1103干泥土0.84103沙石0.92103铜0.39103根据表中数据，下列判断正确的是（）A物
24、质的比热容与物质的状态无关B100g水的比热容是50g水的比热容的两倍C质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大D寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂，主要是因为水的比热容较大 考点：比热容、热机、热值10.（2014泰州）三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约为8.51010kWh，相当于一座年消耗51010kg标准煤的火力发电站的发电量（1）标准煤的热值为2.9107J/kg，完全燃烧5l010kg标准煤能放出多少热量；（2）以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排CO2气体1.21011kg，这些气体的体积是多少m3（通常情况下CO2气体的密度为2kg/m3）；（3）根据本题中的数据，计算火力发电的效率 考点：热量的计算，热机效率的计算，密度的计算