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第 7 课 内能 热传递
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课程标准 课标解读
1、通过阅读了解内能的概念,并知晓影响其大小的因
1.了解什么是内能及其影响因素。 素。
2.了解热传递的概念及方式。 2、熟知热传递的概念及方式,并能充分理解。
3. 了解什么是热量及其与内能的关系。 3、理解热量的概念,及其产生的必要条件,并探究与
内能的关系。
知识精讲
知识点01 内能
内能
(1) 概念:物体内部所有分子动能和分子势能的总和叫作物体的内能。
(2) 分子动能:分子由于热运动而具有的能叫分子动能。
(3) 分子势能:分子间由于存在相互作用的引力和斥力而具有的能叫分子势能。
(4) 热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫热运动。
(5) 影响内能的因素:
①温度:同一物体温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能越大,物体的内能就越大。
②质量:物体的质量越大,所含分子的数目就越多。同种物质在物体温度状态相同时,质量越大,内能越
大。
③物质的状态:同种物质在质量相同时,气态时的内内能大于液态时的内能,液态时的内能大于固态时的
内能。
④种类:物体的质量、温度、状态相同时,物质的种类不同,内能不同。
(6) 注:①一切物体都有内能,但不一定具有机械能。机械能和内能在一定条件下可以相互转化。
②温度改变,内能一定改变;内能改变,温度不一定改变。(比如:晶体熔化时,要吸收热量,内能增大,
但温度不变。)
【即学即练1】南极是世界上最冷的地方,在南极的两只小企鹅之间发生了有趣的对话,其中不正确的是( )
A.这里的温度很低,构成物质的大量分子做无规则运动应该很慢
B.对啊,也就是说,温度反应了构成物质的大量分子做无规则运动的剧烈程度
C.这里太冷了,冰山肯定没有内能
D.南极再冷,组成冰山的分子在做热运动,所以冰山也有内能
答案 C
解析 A、构成物体的分子在不停地做无规则运动,温度低,分子无规则运动会变慢,故A正确;
B、温度越高,分子的无规则运动越剧烈,所以温度反应了构成物质的大量分子做无规则运动的剧烈程度,
故B正确;
CD、任何物体在任何温度下都具有内能,即使温度很低,冰山也有内能,故C错误,D正确。
故选:C。
知识点02 热传递
热传递
(1) 概念:当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,能量从温度高的物体转移到温度低的物体,或者
从物体的高温部分转移到低温部分,直至温度相同,这种现象叫做热传递。热传递是改变内能的一种方式。
(2) 热传递现象的理解:
①过程:高温物体---放热---内能减少
低温物体---吸热---内能增加
②实质:能量发生转移,能的形式没有发生改变。热传递过程传递的能量而不是温度。
【即学即练2】初温、质量相同的铜球和铁球(c >c )放出相同的热量后,相互接触时所发生的情况,
铁 铜
下列说法正确的是( )
A.一定发生热传递,热量从铁球传给铜球
B.一定发生热传递,热量从铜球传给铁球C.一定不发生热传递
D.无法确定
答案 A
解析 质量相同的铜球和铁球,因为c铁>c铜,放出相同的热量后,由Q放=cm△t可知,铜球的温度降低
的多;
因为铁球和铜球的初温度相同,放出相同的热量后,铜球温度降低的幅度更大,所以铜球的末温度更低,
因此一定发生热传递,热量从铁球传给铜球,故A正确。
故选:A。
知识点03 热量
热量
(1) 概念:物体在热传递过程中转移的能量叫作热量。热量用符号 Q表示,单位和能量单位一样都是焦
(J)。
(2) 注:热量是相对热传递过程而言的,离开热传递谈热量没有意义。所以我们不能说某物体“含有”或
“具有”热量。热量的多少与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。
【即学即练3】关于热量下列说法正确的是( )
A.一桶水比一杯水含有的热量多
B.物体温度越高,它的热量就越多
C.物体内能越多,它具有的热量就越多
D.热量等于热传递过程中物体内能的改变量
答案 D
解析 ABC、热量是一个过程量,是指热传递过程中传递能量的多少,描述它的术语是“吸收”或“放
出”,不能用“含有”“具有”等词描述,故ABC错误;
D、热量总是从高温物体传递到低温物体,热量只存在于热传递或热交换过程中,因此热量等于热传递过
程中物体内能的改变量,故D正确;
故选:D。
能力拓展
考法01 考察现实生活中内能的利用【典例1】下列实例中,属于内能转化为机械能的是( )
A. 弯折铁丝发烫 B. 蒸汽顶起壶盖
C. 臀部摩擦发热 D. 压缩点燃硝化
答案 B
解析 A、弯折铁丝发烫,是机械能转化为内能,故A不符合题意。
B、烧水时蒸气把壶盖顶起,是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,故B符合题意。
C、臀部摩擦发热,是机械能转化为内能,故B不符合题意。
D、压缩空气引火,一是压缩气体做功,机械能转化为内能,故D不符合题意。
故选:B。
考法02 考察对热传递的理解
【典例2】如图甲所示,把室温下牛奶置于盛有热水的敞口玻璃杯中加热,经过一段时间,牛奶和热水的
温度随时间的变化图象如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A.图中曲线a是牛奶的温度变化图象
B.热水放出的热量和牛奶吸收的热量一定是相同的
C.当时的室温为20℃
D.牛奶升高的温度和水降低的温度一定相同
答案 C
解析 A、用热水加热凉牛奶时,热水的温度降低,凉牛奶的温度升高,由图乙可知,曲线 a应是热水的温
度变化图象,曲线b应是牛奶的温度变化图象,故A错误;B、凉牛奶置于放在室内盛有热水的敞口玻璃杯中加热时,有热量散失到空气中,所以热水放出的热量不
等于牛奶吸收的热量,故B错误;
C、常温下的牛奶的温度是20℃,说明室温是20℃,故C正确;
D、根据图可知,牛奶升高的温度和水降低的温度是不同相同的,故D错误。
故选:C。
考法03 考察热量与内能的关系
【典例3】关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.0℃的水没有内能
B.一个物体吸收了热量,它的温度一定会升高
C.一个物体温度升高了,它的内能一定增加
D.内能小的物体不可能将内能转移给内能大的物体
答案 C
解析 A、因为物体的分子永不停息地做无规则的运动,所以任何物体都有内能,0℃的冰仍具有内能,故
A说法错误。
B、一个物体吸收了热量,它的温度不一定会升高,如晶体熔化、液体沸腾时,都要吸收热量,但温度不
变,故B说法错误。
C、物体温度升高时,分子的无规则运动速度也越快,内能增加,故C说法正确。
D、物体的内能与温度、质量和状态有关;内能小的物体,可能温度高,所以它可能将热量传递给内能大
的物体,故D说法错误。
故选:C。
分层提分
题组A 基础过关练
1. 已知铜的比热容是铅的比热容的3倍,质量相等的铜块和铅块,吸收相同的热量后互相接触。则下列说
法中正确的是( )
A.铜块一定向铅块传热 B.铅块可能向铜块传热
C.接触时,铜块温度更高 D.接触时,铅块温度更高
答案 B解析 由公式Q吸=cm△t可知,△t= ,
因为铜块和铅块的质量和吸收的热量相同,铜的比热容是铅的比热容的3倍,
所以铜块升高的温度值是铅块升高的温度值的 ;
由于不知道初温是否相同,所以铜快和铅块的末温大小关系不能确定;存在下列三种可能:
如果铜块的末温高于铅块的末温,热量从铁块传向铅块;
如果铜块的末温低于铅块的末温,热量从铅块传向铁块;
如果铜块的末温等于铅块的末温,二者之间将不发生热传递。
由此判断选项A、C、D错误,B正确。
故选:B。
2. 如图所示,三个相同的容器分别装有不同温度和质量的水,则( )
A.甲容器中水的内能一定比乙的大
B.甲容器中水的内能一定比乙的小
C.丙容器中水的内能一定比甲、乙都大
D.甲乙两杯接触,热量可能从乙杯传递到甲杯
答案 C
解析 AB、甲容器中水的温度高于乙容器水的温度,甲容器中水的质量大于乙容器水的质量,故甲容器中
水的内能与乙容器水的内能大小无法比较,故AB错误;
C、丙容器中水的质量与温度大于甲乙两容器的质量和温度,故丙容器中水的内能一定比甲、乙都大,故
C正确;
D、热量总是从温度高的物体传给温度低的物体,甲容器中水的温度高于乙容器水的温度,热量只能从甲
杯传递到乙杯,故D错误。
故选:C。
题组B 能力提升练1. 一杯0℃的水,下列的做法中,可以判断整杯水的内能比原来增大的是( )
①水结成了冰:②倒出一部分水;③倒入一部分0℃的水;④水的温度升高到10℃
A.只有①② B.只有① C.只有③④ D.只有②④
答案 C
解析 ①0℃的水结冰时,放出热量,内能减少;
②倒出一部分水,质量减少,水的内能减少;
③倒入一部分0℃的水,质量增加,温度不变,内能增加;
④水的温度升高到10℃,质量不变,温度升高,内能增加;
综合分析整杯水的内能比原来增大的是③④。
故选:C。
2. 过桥米线是有名的风味小吃,做法如下:先用滚沸的鸡汤一碗,上罩浮油,再辅以切得极薄的生肉片、
乌龟片、火腿片、葱头等,最后把主料米线放入拌食即成。“过桥米线”汤鲜、肉嫩、料香、米线滑润,
吃起来别有一番风味。以下有关“过桥米线”的说法不正确的是( )
A.将米线从汤中捞出,温度降低后内能减小
B.米线没等入口,就能闻到米线的香味是分子运动造成的
C.鸡汤温度高,内能大含有的热量多
D.米线放入汤内后温度升高,是通过热传递的方式改变了内能
答案 C
解析 A、温度越低,内能减小,故将米线从汤中捞出,温度降低后内能减小,故A正确;
B、米线没等入口,就能闻到米线的香味,这时扩散现象,说明分子在不停做无规则运动,故B正确;
C、相同质量的物体,温度高的内能大,但是不能说物体含有热量,故C错误;
D、米线放入汤内后温度升高,是通过热传递的方式改变了内能,故D正确。
故选:C。
题组C 培优拔尖练1. 将一功率为500W的加热器置于装有热水的容器中,加热 2min后容器中的水温上升5℃,关闭加热器
开关1min后,水温下降1℃,假设散失到周围环境的热量与时间成正比而忽略温差的影响,已知 c =
水
4.2×103J/(kg•℃),则加热水的质量为( )
A.1.0kg B.2.0kg C.3.0kg D.4.0kg
答案 B
解析 因为加热器在2分钟内所供应的总热量,等于水温升高所吸收的热量,加上散失到周围环境的热量,
所以Pt=cm△T+Q散;
因为加热器关掉1分钟,从热水散失的热量为Q=cm△t,若水温变化不大,则散失到周围环境的热量与时
间成正比。
所以,在2分钟内的加热过程中碗中水散失的热量为的热器Q散=2Q=2cm△t,
从上两式可得:
Pt=cm△T+2cm△t,
所以m= = =2kg。
故选:B。
2. 为了研究物质的某种特性,某小组的同学做了如下实验:他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放
入100g和200g的温水,实验时,让它们自然冷却,并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情
况。记录数据分别如表1、表2所示。(设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等)
表1(m=100g)
1
时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16
温度/℃ 36 35 34 33 32 31 30 30 30
降低温度/℃ 0 1 2 3 4 5 6 6 6
表2(m=200g)
2
时间/min 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
温度/℃ 36 35 34 33 32 31 30 29 28 28
降低温度/℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 8
(1)分析比较表1中的数据可知,实验时,甲杯水所处的环境温度是 ℃。
(2)表1和表2中时间长短表示的物理意义是 。
(3)分析比较表1(或表2)中的第一行和第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是:质量一定时,
。(4)综合分析比较表1和表2中的2、3、4列的数据和相关条件可得出的初步结论是:降低相同温度时,
。
答案 30;水放出热量的多少;放出的热量与降低的温度成正比;放出热量与质量成正比
解析 (1)根据热传递的条件知,当两个物体间存在温度差时,就要发生热传递,直到温度相同为止,故
液体的最后温度应与环境相同,而表 1的最后温度为 30度,所以,实验时甲杯水所处的环境温度是
30℃;
(2)实验中通过放热时间的长短间接反映了水放出热量的多少;
(3)由表1(或表2)中第一行和第三行的数据可得出,在达到室温前,相同质量的水,降低的温度变为
原来的几倍,所需的时间也变为原来的几倍,即放出的热量也变为原来的几倍;
故可出的初步结论是:同种物质在质量一定时,放出的热量与降低的温度成正比;
(4)比较表1和表2中第2、3、4列等数据可知,同种物质降低的温度相同时,质量变为原来的几倍,所
需的时间也变为原来的几倍,即放出的热量也变为原来的几倍;
故可得出的初步结论是:水(同种物质)降低的温度相同时,放出的热量与质量成正比。
故答案为:(1)30;(2)水放出热量的多少;(3)放出的热量与降低的温度成正比;(4)放出的热量
与质量成正比。