资源描述
内能
【教学目标】
1.了解分子动理论的初步知识;
2.掌握内能、热量的概念,影响内能的因素,改变内能的途径;
3.理解比热容的概念、单位、意义及其应用;
4.会利用公式计算热量。
【教学重难点】
1. 分子动理论
2. 改变内能的方法
3. 比热容的计算
【知识梳理】
要点一、分子热运动
1、物质的构成:常见的物质是由及其微小的粒子分子、原子构成的。
2、分子热运动:
(1)不同的物质在互相接触的过程中彼此进入对方的现象叫扩散。
(2)扩散现象表明,一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
(3)由于分子的无规则运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
3、分子之间存在引力和斥力:
固体被压缩时,分子间的距离变小,作用力表现为斥力;当固体被拉伸时,分子间的距离变大,作用力表现为引力。
要点诠释:
1、构成物质的分子和原子都很小,肉眼和光学显微镜都分辨不出它们。通过电子显微镜可以观察到。
2、气体、液体、固体之间都能发生扩散现象,不同的物态之间的物体也能发生扩散。
3、分子间的引力和斥力是同时存在的,只是对外表现不同。
要点二、内能
1、定义:物体内部大量分子做无规则运动所具有的能量叫分子动能。由于分子之间有一定的距离,也有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能。物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能。
2、单位:焦耳,符号J
3、影响内能大小的因素:质量、温度、体积、状态。
4、改变内能的方法:
(1)热传递:热传递能量从高温物体传递到低温物体,低温物体内能增加,高温物体内能减少。实质上热传递是内能在不同的物质内部转移的过程。
(2)做功:外界对物体做功,物体内能增加;物体对外界做功,物体内能减小。
要点诠释:
1、一切物体都有内能,同一个物体,它的温度越高,内能越大。物体内能的大小,除与温度有关外,还与物体的体积、状态、质量等因素有关。
2、热量:热传递中,传递的能量的多少叫热量。即“热量”是一个过程量,只能说“吸收”或“放出”了热量,不能说物体含有热量。热量的单位是焦耳(J)
3、热传递和做功改变内能是等效的。热传递时能量的转移,做功是能量的转化。
4、内能与机械能的区别
⑴由于物体内部的无规则运动不会停止,因此物体的内能不可能为0;而机械能可能为0;(如一个静止在水平地面的足球,机械能为0但内能不为0)
⑵机械能是宏观的能量,和物体整体的运动速度与是否受力有关;内能是物体内部分子的能量,是微观的能量,和物体的整体无关;
⑶机械能和内能是不同形式的能,它们之间可以互相转化。
要点三、比热容
1、定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。符号c
2、单位:焦每千克摄氏度,符号是J/(㎏℃)。
3、热量的计算
(1)吸热公式:
式中Q吸表示物体吸收的热量,c表示物质的比热容,m表示物体的质量,t0表示物体原来的温度,t表示物体后来的温度。(t-t0)表示温度的升高量。
(2)放热公式:
式中(t0-t)表示物体温度的降低量。
要点诠释:
1、比热容是物质本身的一种性质,
(1)同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的改变无关。
(2)同一种物质在不同的状态下比热容不同,如冰、水的比热容是不同的。
2、水的比热容比较大,是4.2103J/(㎏℃)。主要表现:
(1)由于水的比热容较大,一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,我们用水作为冷却剂和取暖用。
(2)由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这一点有利于调节气候。夏天,太阳晒到海面上,海水的温度升高过程中吸收大量的热,所以人们住在海边并不觉得特别热;冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温降得不是太低,所以住在海边的人又不觉得特别冷。
类型一、基础知识
【例1】“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新情。”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗,描写春情天暖,鸟语花香的山村美景。对于前一句,从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子_____加快,说明当时周边的气温突然_____。(生活中、诗歌中都蕴含着物理知识)
变式练习
1.以下说法正确的是( )
A、破镜难圆是因为固体分子间只存在斥力
B、宇宙大爆炸理论认为宇宙生于大爆炸--爆炸引起宇宙膨胀
C、在空调房间吸烟时,会看到烟雾在空中弥漫,这是分子的无规则运动
D、微风袭来,闻到阵阵花香,这是扩散现象
【例2】下列说法中,正确的是( )
A、一杯煤油用去二分之一,它的比热容减为原来的二分之一
B、吸收热量多的物体,比热容一定大
C、高温物体放出的热量一定多
D、质量相同的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度
变式练习
2. 冬天,室内取暖的暖气,很多都采用让流动的热水慢慢地流过散热器,其原因是( )
A.水比较便宜 B.水的密度小 C.水的比热容大 D.水的沸点高
【例3】小阳家的热水器内装有质量为5kg的水,该热水器中水的温度从20C升高到40C。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2103J/(kg℃)]
变式练习
3. 质量为2kg的水,温度由30℃升高了50℃,吸收多少热量?
类型二、知识运用
【例4】(多选题)如果一个物体的温度升高,则( )
A、它含有的热量增加 B、它一定吸收了热量
C、它的分子运动加快 D、它的内能一定增加
变式练习
4. 下面各种现象,属于热传递改变物体内能的是( )
A、磨刀时,刀发热
B、用电钻钻孔时,钻头发烫
C、热水的温度逐渐降低
D、暖水瓶内的水蒸气把瓶塞推出,水蒸气温度降低,内能减少
【例5】关于温度、热能、内能,以下说法正确的是( )
A.对物体加热,物体的温度一定升高 B.物体温度越高,所含有的热量越多
C.物体的温度是0℃,其内能也是零 D.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递
变式练习
5. 关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体的内能越多,放热一定越多 B.温度相同的物体,其内能一定相等
C.物体的内能增加,一定要吸收热量 D.晶体熔化时温度不变,其内能一定增加
【例6】某同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和煤油加热,得到的实验数据如下表:
物质
次数
质量m/kg
升高的温度△t/℃
加热时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
(1)实验中,记录加热时间的目的是: 。
(2)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的 有关;分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出的初步结论是:升高相同的温度时, 吸收的热量不同。
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油, 温度升高的多。
课堂练习
1.下列各现象中,属于扩散现象的是 ( )
A.空气流动形成风
B.沙尘暴所到之处,沙尘遍地
C.将墨水滴入水中,可以看到沿途拉成一长串墨迹
D.将几粒粗盐放入盛有水的杯子中,过一段时间整杯水都变成了
2.下列各句话中的“热” 的含义为“内能”的是 ( )
A.今天天气很热 B.摩擦生热 C.物体吸热升温 D. 集市很热闹
3.水的比热容较大这一特点在日常生活中有广泛的应用,下列事例中不属于应用这一特点的是( )
A.培育水稻秧苗时,往秧苗田里灌水 B.用水来冷却汽车发动机
C.炎热的夏天,往室内地面上洒水降温 D.冬天供暖时用水作循环液
4.把一瓶酒精倒去一半,则剩下的酒精( )
A.比热容和热值均变为原来的一半 B. 比热容变为原来的一半,热值不变
C. 热值变为原来的一半,比热容不变 D.比热容和热值均不变
5.质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器加热,加热过程中,温度随时间变化的图线如图所示。根据图线可知( )
A.甲液体的比热比乙的大 B.乙液体的比热比甲的大
C.甲、乙的比热一样大 D.无法比较甲、乙的比热大小
6.在完全相同的两只玻璃杯中,倒入质量相同但温度不同的冷水和热水,当同时向两只玻璃杯中各滴入一滴墨水,会发现热水中的水很快改变了颜色,但冷水中的水变颜色较慢,下列说法正确的是( )
A.冷水温度低,具有的内能大,墨水扩散较快
B.热水温度高,具有的内能大,墨水扩散较快
C.冷水温度低,具有的内能小,墨水扩散较快
D.热水温度高,具有的内能小,墨水扩散较快
7.关于下列现象的说法,不正确的是 ( )
A.两冰块相互摩擦,冰块熔化但温度不变,说明它的内能没变
B.气球爆炸,气球内气体的温度降低,内能减小
C.压缩气体时气体的温度升高,机械能转化成了内能
D.用太阳灶烧水,水的温度升高,属于通过热传递改变了水的内能
8.水很难被压缩,这是因为( )
A.水分子间没有空隙 B.水分子间没有引力
C.水分子间存在引力 D.水分子间存在斥力
9.关于内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高 B.物体运动的越快,物体的内能越大
C.同一物体的温度越高,内能越大 D.温度越高的物体,所含的热量越多
10.给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图中a图线所示。若其他条件不变,仅将水的质量增加,则温度与时间的关系图线正确的是( )
A. a B.b
C.c D.d
11.生活中许多现象都与物理知识有关,如“破镜不能重圆”是因为将破镜子合起来时,镜子断裂处绝大多数分子间距离较________,分子之间几乎没有________的作用。
12.宁夏“沙湖”是闻名全国的五A级旅游胜地。当你在烈日当空的“沙湖”游玩时,你会发现岸上的沙子热得烫脚,而湖水却是凉凉的。这是因为________。已知水的比热容为4.2103 J/(kg℃),而沙子的比热容为0.92103 J/(kg℃),则相同质量的沙子和水吸收相同的热量所升高的温度之比为________。
13.给电烫壶通电,电烫壶温度升高,这是通过________的方式改变烫壶的内能的;而手感觉到热,则是通过________的方式改变手的内能的;从实质上讲,前者是能的________,后者是能的________。
14.有经验的司机都知道,开快车是很危险的:一是反应慢,二是急刹车不容易停下。你注意过没有,当汽车紧急刹车,刹车片和轮胎都变热,汽车的轮胎甚至会冒烟,产生这种现象的原因是汽车的机械能转化为________能,这一过程是通过________实现的,但能量的总量________。
15.如图所示,用力将两个铅块压在一起,它们就会结合起来,甚至能挂上一个钩码,此现象说明了________,而如果不把它们压紧就直接靠近却不能结合,说明了________有关。
16.电影“十字路口”上有句歌词:“春天里那个百花香”。春天里人们之所以能够闻到百花香,其原因是________,气温越高,花香气越浓,说明了物体的温度越高,________。
17.图甲是表示在生活中往往用热水来取暖,图乙表示在生活中又往往用冷水来降温,在这两种不同的应用中都选择了水,请根据所学的热学知识加以说明,并探究在实际生活中还有哪些方面也利用了水的这个特点。
18.为了比较水和食用油的吸热能力,某实验小组选取的器材有:两个相同规格的酒精灯、两个相同规格的烧杯、两支相同规格的温度计、两个铁架台、火柴。请问:
(1)还需要的器材是:____________________________
(2)对水和食用油的选取,需满足的条件是:_______________________________________
(3)怎样确定水和食用油是否吸收了相同的热量:_____________________________________
19.质量是100g某金属块在沸水中加热相当长的时间,取出后立即投入200g温度为20℃的冷水中,结果水的温度升高到24℃,若不计热量的损失,求:这种金属块的比热。
20.某太阳能热水器的水箱内装有50kg的水,太阳光照射一段时间后,水温从20℃升高到60℃。水的比热容是4.2103J/(kg℃)。水吸收的热量是多少?
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