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专项二 热学重难点05 内能【知识梳理】1.温度、内能、热量的比较物理量定义符号单位影响因素联系温度物体的冷热程度t物体内分子运动的剧烈程度温度高的物体，内能不一定大内能物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和E内J分子的多少、种类、结构、状态、温度1.同一物体，温度越高，内能越大2.物体放出热量，温度不一定降低3.任何温度下，物体都有内能热量在热传递过程中，转移内能的多少QJ热传递中转移能量的多少物体吸收热量，温度不一定升高2.改变物体内能的方式：热传递（实质是内能的转移）；做功（这里的做功，是指热传递以外的一切方式，实质是其它形式的能和内能之间的相互转化）3.热值（q）：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比。公式Q=mq（q以J/kg为时）或Q=vq（q以J/m3为单位时）。注意：热值与燃料的质量、是否燃烧、是否完全燃烧等无关，与种类有关。4.比热容（c）：质量为m的某物质吸收（或放出）热量Q,温度升高（或降低）了t,则就是这种物质的比热容。比热容是物质的一种特性，与种类和物态有关，与质量、吸热多少、温度高低等无关。5.在探究“物质的吸热能力”的实验中：用加热时间的长短来反映吸热的多少。用吸收相同的热量，物体温度改变的多少来反映吸热能力的大小；也可以用升高相同的温度，需要吸收的热量多少来反映吸热能力的大小。这里的物质必须取等质量，而不是等体积，因为不同物质的密度不同，等体积不等质量，比热容的定义规定的是质量。【解题思路】题型1：分子动理论的应用，比如判断某现象是否可以用分子动理论来解释，解题方法：寻找“色、香、味”三字，与其相关的均可用分子动理论来解释。题型2：对“温度、内能、热量”这三者的区别与联系的解读。解题方法：理解知识梳理1表。题型3：比热容、热值的概念、应用与简单计算。解题方法：注意理解概念，详见知识梳理3、4。要注意单位和用词。比如温度“升高”、“升高了”是指温度改变量t,而“升高到”则是指末温。比热容的单位J/(kg.)中(kg.)要加括号和乘号连接等细节。根据热值求热量，要根据q的单位灵活选用公式。题型4：判断改变内能的方式。方法：能量形式不改变的是热传递，其余是做功。题型5：热传递效率的计算。公式：=Q吸/Q放100%。 Q吸=cmt; Q放=mq(或者Q=vq)题型6：关于比热容的实验探究。解题时要注意：物质要取等质量；该实验采用了控制变量法和转换法（将物质的吸热能力转换为温度的改变量）；通过加热时间的多少来反映吸热的多少。【真题再现】1.（2019湖南益阳）关于物质的构成与分子热运动，下列说法正确的是（ ）A物质是由分子、原子组成，原子由质子和中子组成B光学显微镜能分辨出组成物质的分子、原子C两块经打磨后的铅块紧压后结合在一起，说明分子间只存在引力D在一小杯清水中滴入红墨水，一段时间后整杯水变红，这是扩散现象【答案】D【简析】原子是由原子核和电子组成的，A错。要观察分子、原子需要电子显微镜，B错。分子间的引力和斥力是同时存在的，C错。红墨水使水变红，是扩散现象，D正确。2.（2019湖南娄底）学习了分子动理论之后，小明总结了很多生活中与分子动理论有关的现象，下列总结中不正确的是（ ）A“花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关B人造木板黏结剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染C用透明胶带揭下纸上写错的字，是因为胶带与纸之间有相互的斥力D“破镜不能重圆”是分子间的距离太大，作用力变得十分微弱【答案】C【简析】花气袭人说明扩散现象很明显，分子运动剧烈，温度越高分子热运动更剧烈，A正确。甲醛由于分子的运动，扩散到空气中，造成环境污染，B正确。胶带揭下纸上的错字，是人施加外力的结果不是分子间的斥力导致的，C错误。两块镜子之间的距离远远超过了分子间作用力的作用距离。分子间的作用力已经微弱到几乎可以忽略，D正确。3.（2019湖北宜昌）下列现象中与分子运动无关的是（ ）A挂在室外的湿衣服变干B拆除老旧建筑物时，灰尘飞舞C加了白糖的水会变甜D衣柜中的樟脑丸变小【答案】B【简析】湿衣服变干是由于水分子不断运动到空气中的缘故。拆除老旧建筑物时，灰尘飞舞，属于机械运动。加了白糖的水会变甜，是白糖分子运动的结果.衣柜中的樟脑丸变小，是樟脑分子运动的结果。故选B。4.（2019山东烟台）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）A.物体的内能增加，温度一定升高B.物体温度升高，一定吸收了热量C.物体温度降低，内能一定减少D.物体吸收了热量，温度一定升高【答案】C【简析】物体内能增加，温度不一定升高，如晶体熔化，吸收热量，内能增加，但温度不变。物体温度升高，不一定是吸收了热量，还可能是别的物体对它做了功。物体吸收了热量，温度不一定升高，如晶体熔化、液体沸腾都是只吸热不升温。5.（2019山东威海）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【简析】热量是过程量，不能说含有或者具有热量，故A错。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。发生热传递的条件是存在温度差，不是存在内能差，故C错。物体吸收热量，温度不一定升高；如：晶体熔化、液体沸腾过程中吸收热量，但温度保持不变，故D正确。6.（2019上海市）两个质量相同的不同物质，吸收相同的热量，下列说法中正确的是（）A比热容大的物质升高温度较小B比热容小的物质升高温度较小C比热容大的物质升高温度较大D升高温度相同，与比热容大小无关【答案】A【简析】根据Qcmt知，相同质量的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度升高小，故A正确。7.（2019山东枣庄）下列各图所列举的事例中，属于热传递改变物体内能的是（）A从滑梯滑下，臀部发热B冬天搓手，手会变暖C给试管加热，水温升高D迅速压下活塞，筒内气温升高【答案】C【简析】从滑梯滑下，机械能转化为内能，摩擦生热是利用做功来改变物体内能的。冬天搓手，手会变暖，是克服摩擦做功机械能转化为内能的，是通过做功的方式改变物体内能。对试管加热，管内水从酒精灯火焰上吸收热量水温升高，是通过热传递的方式改变水的内能。迅速压下活塞时，对筒内气体做功，机械能转化为内能，筒内气温升高，因此是通过做功改变物体的内能。故选C。8.（2019湖北宜昌）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。关于这个过程说法正确的是（）A活塞对棉花做功，使棉花温度升高B缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象C压下活塞的过程中是内能转化为机械能D活塞被向上顶起相当于内燃机的做功冲程【答案】D【简析】把活塞迅速压下去，此时活塞对筒内的空气做功，空气的内能变大，温度升高，是机械能转化为内能，空气和棉花之间发生热传递，使得棉花的温度升高，故AC错误，缓慢压下活塞，由于存在热损失，在慢慢下压的过程中，空气的内能增加的较小，温度升的不高，达不到棉花的燃点，棉花不会燃烧，故B错误；活塞被向上顶起是因为筒内的空气推动活塞做功，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同，故D正确。9.（2019山东泰安）某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3107J/kg。下列说法中（）完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01109J该柴油发动机效率为30%汽车的牵引力为1.05104N若公路所能承受的最大压强为8105Pa，汽车最多能装载40t的货物A只有正确B只有正确C只有正确D只有正确【答案】D【简析】完全燃烧700g干木柴放出的热量：Q放m柴油q0.7kg4.3107J/kg3.01107J。柴油发动机做功：WPt210103W43s9.03106J，柴油发动机的效率：100%100%30%，故正确；汽车速度：v72km/h72m/s20m/s，由PFv得，汽车的牵引力：F1.05104N，故正确；由p得，公路所能承受的最大压力：FpS8105Pa0.5m24105N，汽车与货物的质量之和：m总4104kg40t，汽车最多能装载货物质量：mm总m车40t12t28t，故错误。综上，错误，正确。选D。10.（2019山东威海）小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20的汤，升高了80，汤吸收了 J的热量，这是通过 方式来改变汤的内能。汤的比热容为4103J/kg）【答案】6.4105 热传递【简析】（1）汤吸收的热量：Q吸cmt4103J/（kg）2kg806.4105J；（2）在燃气灶上煲汤时，汤吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递来改变汤的内能。11.（2019宁夏）银川北塔湖公园景色优美，空气淸新。小红在湖边散步时闻到了阵阵花香，这是_现象；同时小红感觉湖边比周边更凉爽，她想到的原因有：水的比热容_沙石的比热容（选填“大于”“小于”或“等于”）和水要_（填物态变化）吸热等。【答案】扩散 大于 蒸发（汽化）【简析】闻到花香，是分子运动的结果，属于扩散现象。水的比热容比沙子的比热容大很多，导致在相同条件下，水温比沙子的升温小，液体在任何温度下都要蒸发吸热，正是这两方面的原因，导致小红感觉湖边比周边更凉爽。12.（2019四川绵阳）一个标准大气压下，将质量1.0 kg的水从20 加热到沸腾，水吸收的热量是_J。小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40 kg，自来水进热水器的温度是24 ，出热水器的温度是40 ，小明这次洗澡消耗天然气_m3。已知水的比热容是4.210 J/（kg），天然气的热值是3.2107 J/m3。【答案】3.36105 0.1【简析】一个标准大气压下水的沸点是100 ，则将质量1.0 kg的水从20 加热到沸腾需要吸收的热量是Q=cmt=4.210 J/（kg）1 kg（100 20 ）=3.36105 J；初温为24 ，质量为40 kg的自来水温度升到40 需要吸收的热量为Q吸=cmt=4.210 J/（kg）40 kg（40 24 ）=2.688106 J，因天然气热水器的热效率是84%，根据=100%，则天然气需要放出的总热量为Q放=3.2106 J。则消耗天然气为V=0.1 m3。13.（2019徐州）在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，量取沙子和水时，要保证它们的质量 ；用酒精灯分别加热沙子和水，沙子和水的温度升高， 能增加；如果采用升高相同温度，比较加热时间的方式，得到的图像应是甲、乙两种图像中的 【答案】相等 内 乙【简析】在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，当研究物质的吸热能力与物质的种类是否有关时，其余因素必须一致，所以这里质量必须相等。同一物体，吸收热量后，未对外做功，内能增加。如果采用升高相同温度，比较加热时间的方式进行比较，应该是温度相等，时间不相等，因为吸热时间的多少反映了吸热的多少，二者升高同样的温度，吸收的热量是不相等的，反映在图像上，所用时间应该不相等，所以乙正确。14.（2019湖北孝感）如图，是“比较水和食用油的吸热能力”的实验装置。图中相同的烧杯所装水和食用油的体积 （选填“相同”或“不同”），用规格相同的电如热器使水和食用油在相同的时间内吸收相同的热量，观察和比较它们升高的温度，实验结果表明，质量相等的水和食用油，升高相同的温度时， 不同，我们引入一个物理量来反映物质的这种吸热能力。在电加热过程中，电能转化为 。【答案】不同 吸收的热量 内能【简析】（1）在“比较水和食用油的吸热能力”实验中，在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和食用油，因为水和食用油的密度不同，所以根据可知食用油和水的体积不同；（2）质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，加热时间不相同，即吸收的热量不相同，说明水和食用油的吸热本领不相同，物理学中用比热容来表示不同物质的这种吸热能力；（3）在电加热过程中，消耗电能，液体的内能增大，即将电能转化为内能。15.（2019四川南充）如图甲是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置：（1）两个相同的烧杯中装有_相同且初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热。（2）根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（见图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，吸收的热量_（填“相同”或“不相同”），计算出煤油的比热容是_J/（kg）。c水=4.2103J/（kg）【答案】（1）质量 （2）不相同 2.1103【简析】（1）要探究“不同物质吸热规律”，需要控制物质的质量和热源相同，所以要使水和煤油质量和初温相同，用相同的酒精灯对它们加热；（2）由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2倍，即水吸收的热量是煤油的2倍，根据可知，在质量、升温相同的情况下，比热容与Q成正比，故煤油的比热容： 16.（2019山东聊城）2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，c氢4.2107J/（kg）；q氢1.4108J/kg）求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15的水吸收，则水升高的温度；（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。【答案】（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2107J热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15的水吸收，则水升高50；（3）这些热量能让该公交车匀速行驶300s。【简析】（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Qmq0.3kg1.4108J/kg4.2107J；（2）水吸收的热量：Q吸Q放4.2107J，t50；（3）公交车所做的功：WQ放4.2107J，t300s。【原创预测】17.关于热值和比热容的说法中正确的是（ ）A物质的质量不同，热值和比热容就不同B只要是同种物质，比热容一定相同C燃料是否完全燃烧不改变它的热值D比热容越大的物质，改变它温度越容易【答案】C【简析】热值和比热容都与物质的质量无关，是物质本身的性质。比热容不仅跟物质的种类有关，还与物质的物态有关。热值是一个理论值，与燃料是否燃烧、燃烧是否充分等无关。比热容越大的物质在其它条件相同时，要改变它的温度将吸收或放出更多的热，所以越不易改变温度。18.体积相等的甲乙两物体，甲的密度是乙的3倍，吸收的热量乙是甲的2倍，甲升高的温度时乙的一半，则甲乙的比热容之比c甲：c乙= 。【答案】1:3【简析】V甲=V乙， 甲=3乙， 所以m甲：m乙=3:1.Q乙=2Q甲，t甲=t乙，所以c甲：c乙= / =1:3。9
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