分子动理论内能

第5讲 分子动理论 内能 比热容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=Q/mt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焦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）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）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.但并非所有跟水有关的应用都应用了水比热容大的这一特性.命题点1分子热运动（2013咸宁）在如图所示的四种现象中，能体现“分子在不停息运动”的是()方法归纳分子热运动是物质内部分子自发的、无规则的运动，肉眼无法看见，它不同于细小物体在外力作用下的机械运动.1.（2014扬州）烟花三月，西湖的万花园，花香袭人.这是因为()A.分子是运动的 B.分子间存在引力 C.分子间存在斥力 D.物质是由分子组成的2.（2014汕尾）关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是()A.扩散现象只发生在气体之间 B.液体分子间只存在吸引力C.固体的分子间没有空隙 D.宇宙天体、分子都在不停息地运动3.（2014安徽）运用分子动理论，可以对液体的蒸发现象作出合理的解释：由于液体表面的分子在做_，所以在任何温度下蒸发现象都可能发生；温度越高，分子的_，从而蒸发越快.命题点2内能的改变（2013泉州）下列物理现象中，属于通过做功改变物体内能的是()A.冬天晒太阳，人会感到暖和 B.饮料放入冰箱冷藏室会变凉C.锯木头时锯条会变热 D.烧红的铁块放入水中会变凉方法归纳寻找表示改变内能方式的“关键词”是判断改变内能方式的一种好方法.“取暖”、“加热”、“降温”、“吸收”等是表示热传递的关键词，“压缩”、“摩擦”、“锻打”、“拧弯”等是表示做功的关键词.1.（2013淄博）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是()A.物体内能减少时，一定对外做功 B.物体内能增加时，温度不一定升高C.汽油机的做功冲程把机械能转化为内能 D.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多2.（2014泉州）下列生活情景中，属于通过热传递途径改变物体内能的是()A.锯木头时锯条会变热 B.冬天，人们常常搓手使手变暖C.冬天，人们常用热水袋取暖 D.铁丝被反复弯折，弯折处会变热3.（2014东营）大型载重汽车下坡时间较长时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水降温，刹车片过热是通过_方式增加内能的，水喷到刹车片上时，看到热气腾腾，是利用水的_（填一种物态变化名称）过程吸热，来降低刹车片的温度.命题点3热量计算小贝家里购买了经济安全、节能环保的太阳能热水器，若该热水器里面装有温度为10 的水30 kg，经过阳光照射后，水温升高到45 ，在这一过程中水吸收的热量是多少？水的比热容是4.2103 J/（kg）点拨：水吸收的热量可用公式Q吸=cmt计算.1. （2013济宁）用两个相同的电热水器给质量同为2 kg的物体甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为()A.0.84105 J B.1.2105 J C.2.52105 J D.都不是，不能计算2.（2014雅安）一水箱中贮有10 kg水，当水温从20 升高到22 时，水吸收的热量是_J.c水=4.2103 J/（kg）3.（2014泰安）质量为10 kg的水，吸收4.2105 J的热量，温度从20 升高到_.水的比热容为4.2103 J/（kg）命题点 比较物质的吸热能力比较物质吸热能力的实验综合性强，试题往往要求选择和组装实验器材，运用控制变量法设计实验，运用公式c=Q/（mt）进行分析与计算.为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下表.物质质量/g初始温度/加热时间/min最后温度/水6020645食用油6020668（1）从表中数据可知，水和食用油的质量_（填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水温度_（填“高”或“低”）.（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量_（填“大于”“等于”或“小于”）食用油吸收的热量.（3）实验表明，_（填“水”或“食用油”）吸热的能力更强.方法归纳比较物质吸热能力的实验中需要利用控制变量法.通常采用下面两种方法比较物质的吸热能力：一、在质量和吸收热量相同的情景下比较升高的温度.若升高的温度小，则吸热能力强.二、在质量和升高温度相同的情景下比较吸收的热量.若吸收的热量多，则吸热能力强.物质质量/kg温度升高10 所需要的时间/s温度升高20 所需要的时间/s沙子0.036498水0.0396163（4）小明把食用油换成了沙子再进行实验并得出了上表数据，在此实验中，沙子和水吸热的多少是通过_（填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的；（5）在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如表所示.分析表中数据可知，如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，_（填“沙子”或“水”）升高的温度更高；（6）根据上述实验结果解释，为什么内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大？一、选择题1.（2014淮安）如图所示，是由微颗粒（1-50 nm）制备得到的新型防菌“纳米纸”.在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾.与此现象有关的判断正确的是()A.组成“纳米纸”的分子间没有间隙 B.油与“纳米纸”分子间有斥力没有引力C.“纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动 D.油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠2.（2013绍兴）图中改变内能的方法与其他三种不同的是()3.（2014衡阳）关于温度、热量和内能的说法中不正确的是()A.0 的冰块也有内能 B.温度高的物体，内能一定大C.物体放出热量，温度不一定降低 D.物体对外做功，内能可能減小4.（2014南昌）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5. （2014南京）下表是一些物质的比热容J（kg），根据表中数据，下列判断正确的是()水4.2103铝0.88103煤油、冰2.1103干泥土0.84103沙石0.92103铜0.39103A.物质的比热容与物质的状态无关B.100 g水的比热容是50 g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6. （2014株洲）某种物质熔化过程中温度随时间变化的图像如图所示，据图可知，该物质()A.是晶体，熔点是0 B.熔化时，固、液之间不发生热传递C.熔化前后比热容不变D.t=2 min至t=6 min过程中内能不变二、填空题7.（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.（填“熔点”“沸点”“比热容”或“凝固点”）8.（2014遂宁）中考结束,春梅跨进家门就闻见香喷喷的鸡汤味,看见女儿回家,妈妈急忙端上精心准备的鸡汤.往饭桌上放时,由于汤钵太烫,妈妈放下动作稍快,洒了些在桌上,勤快的春梅迅速将桌面清理干净,拿上筷子和妈妈一起享用了这顿丰盛的午餐.“闻见鸡汤的香味”是_现象;“汤钵烫手”是汤钵和手之间发生了_,使手的内能增加,温度升高.9.（2014泰州）常见物质是由大量分子组成的.扩散现象是由于分子_形成的；一定量的水和酒精混合总体积变小，是由于分子之间存在_；固体和液体很难被压缩，是由于分子之间存在_.10.（2013黑龙江）用电水壶烧水时，如果将壶内20 的水的温度升高60 ，水吸收的热量是5.04105 J，那么壶内水的质量是_kg；水的比热容较大，在日常生活中有许多应用此知识的地方，请举出一个实例：_.11.（2014汕尾）改变内能有不同的方式，如图所示，是通过_方式把试管里的水进行加热.水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口，水蒸气的内能_（填“增大”或“减小”)，在活塞被推出的过程中，能量转化情况与内燃机_冲程相同.试管口出现了白雾，这是_（填物态变化名称）现象.12.（2013朝阳）铁的比热容是4.5102 J/（kg）.餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将1 kg的铁板加热到130 ，再将九成熟的牛肉盛放在铁板上，等铁板温度降到70 时，牛肉已经十成熟了.铁板在此降温过程中释放出的热量为_J，不考虑热量散失，则牛肉从铁板处吸收了_J的热量.13.（2013镇江）质量为80 kg的运动员在某次训练中排汗0.7 kg，假如汗水均从身上蒸发掉而没有流掉，这将导致运动员的体温_约_，内能改变了_J.人体主要成分是水，可认为人的比热容和水的相等，每千克汗水汽化所要吸收的热量为2.4106 J.三、实验探究题14.如图所示，把质量为1 kg、初温为20 的水c水=4.2103 J/（kg）和煤油放在两个相同的保温（不与外界发生热传递）的容器中，用两个相同的热得快（标有“220 V210 W”）分别给它们加热，用两只相同的温度计分别测量它们的温度.（1）这个实验装置可以研究物质的_；（填字母）A.质量 B.密度 C.比热（2）小红同学把热得快接在家庭电路中，记录了温度随加热时间变化的一些数据（见表），通过对表中数据进行分析，可知：相同质量的不同物质吸收相同的热量，所_不同；根据表中实验数据，计算出煤油的比热是_J/（kg）.时间（min）012345水温（）202326293235油温（）202632384450四、简答计算题15.夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热，请用所学物理知识解释这个现象.16. （2013连云港）随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖.其原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温.当供水温度为45 时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表： 地面装饰层材料散热管陶瓷塑料木地板聚乙烯（PE-RT）136.6 W/m2103.5 W/m293.5 W/m2聚丁烯（PB）125.7 W/m296.9 W/m290.0 W/m2（1）若该地暖系统的总水量为2103 kg，将全部的水从5 加热至45 ，水至少需要吸收多少热量？c水=4.2103 J/（kg）（2）某家庭木地板的面积为80 m2，散热管材料为聚丁烯（PB），供水温度为45 ，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？（3） “水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关？请至少写出两点.第5讲分子动理论内能比热容考点解读考点1分子分子不停做无规则运动引斥高彼此进入分子在不停地做无规则运动间隙快考点2动能分子势能转移转化温度差减小降低增大升高增大减小J考点3升温吸热质量控制变量法水强热量质量温度J/(kg)各个击破例1B题组训练1.A2.D3.无规则运动无规则运动（热运动）越剧烈例2C题组训练1.B2.C3.做功汽化（或蒸发）例3水由10 升至45 的过程中吸收的热量Q吸=cmt=4.2103 J/(kg)30 kg(45 10 )=4.41106 J.题组训练1.C2.8.41043.30实验突破例(1)相同高(2)大于(3)水拓展训练（4）加热时间（5）沙子（6）内陆地区沙子多水少，因为沙子的比热容比水小，白天在太阳的照射下，受热情况相同时，沙子的温度上升比水快，而晚上在同样的放热情况下，沙子的温度下降得也快，所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大.整合集训1.D2.B3.B4.C5.C6.A7.比热容沸点8.扩散热传递9.运动间隙斥力10.3汽车发动机里用水做冷却剂11.热传递减小做功液化12.2.71042.710413.下降51.6810614.(1)C(2)升高的温度2.110315.质量相等的水和混凝土，照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小.因此，池水的温度比混凝土低.所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热.16.（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2103 J/（kg）2103 kg（45 -5 ）=3.36108 J；（2）由题知，散热管材料为聚丁烯，用木地板，该家庭地面单位面积上的散热功率P=90.0 W/m2，该供暖系统每小时的散热量：Q=PSt=90.0 W/m280 m23 600 s=2.592107 J；（3）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等有关.