2013秋第一讲分子动理论 内能 热量 比热容.doc

1、2013秋第一讲分子动理论 内能 热量 比热容游强精品讲义/2013年9月【知识梳理】一、分子动理论的三个基本观点：1、物质由大量分子组成。分子很小，其直径约为1010m肉眼看不见。2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。分子的这种运动叫热运动。扩散现象：由于分子运动，不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象。扩散现象表明：一切物体的分子都在永不停息地做无规则的运动；分子间存在间隙。 温度越高，分子热运动越剧烈，分子扩散越快。固体之间的扩散：如科学家把金片和铅片紧压在一起，几年后金中有铅，铅中有金；再如工业中常在钢铁零件的表面渗碳提高其硬度和耐磨性。物质的不同状态之间也会发生扩散，举例略。3

2、、分子间同时存在相互作用的引力和斥力。（1）现象：固体很难被拉长和压缩说明分子间存在引力和斥力。（2）分子间的作用力关系：像被弹簧连着的小球。当rr0：F引F斥，F合0。分子间的这个距离叫平衡距离。当rr0：F引F斥；F引和F斥随分子距离的增大而减小，且F斥减小得更多。（相当于弹簧被拉长）当rr0：F引F斥；F引和F斥随分子距离的减小而增大，且F斥增大得更多。（相当于弹簧被压缩）当r10r0：F引和F斥很小，可认为分子间无作用力，分子可以在空间内自由运动。如气体分子。（3）物质存在固、液、气三态的微观原因：固体分子作用力很大，分子只能在固定的位置做无规则振动；液体分子作用力较大，分子在一个位置

3、振动一段时间后又可以移动到其它位置振动；气体分子作用力几乎为0，分子可以在空间内自由运动。如右下图所示。二、内能1、物体内部所有分子做无规则运动的动能和相互作用的势能的总和叫做物体的内能。（1）一切物体，不论温度高低，都具有内能。（2）内能的大小与温度，分子的多少、种类、结构、状态等因素有关（理解）。（3）同一个物体，温度越高，分子热运动越剧烈，内能越大。反之，物体的温度降低，内能会减小。注意：决定内能大小的因素很多，类似物体的内能大温度一定越高，物体的温度高内能一定大的说明都是错误的。2、改变物体内能的方式（1）改变物体内能的两种方式：做功和热传递。（2）内能改变的量度做功改变内能时：用做功

4、的多少来量度。热传递改变内能时：用传递热量的多少来量度。（3）做功和热传递在改变物体内能上是等效的。（4）做功和热传递改变物体内能的实质是不同的。做功改变内能的实质：内能与其它形式能的相互转化过程。热传递改变内能的实质：内能的转移过程。（5）做功的方式：摩擦、碰撞、弯折、膨胀、压缩等3、热量：（1）定义：在热传递过程中转移内能的多少叫热量。（2）涵义：热量是热传递过程中内能的改变量，它只能用传递、转移、吸收、放出这些词语进行表述。它是一个过程量。如：烧红的铁块放在冷水中，铁块放出热量，冷水吸收热量。不能说铁块具有（含有）热量。热传递的条件是物体间存在温度差。热传递的方式有三种：传导、对流、辐射

5、。4、热值：（1）现象：质量相等的不同燃料完全燃烧放出的热量不同。（2）定义：燃料完全燃烧放出的热量(Q)与燃料的质量(m)的比叫这种燃料的热值。用q表示。（3）定义式： 单位：J/kg（气体燃料一般用J/m3）（4）燃料燃烧放热公式：Qmq（气体燃料一般用QVq）氢气热值很大，常用作火箭的推进剂。燃料燃烧时将化学能转化为内能（和光能）。 三、比热容1、比热容（1）现象：质量相等的煤油和水吸收相同的热量时，煤油比水升高的温度多；由此可知，升高相同的温度时，煤油比水吸收的热量少。（2）结论：质量相同的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量不同。（3）定义：单位质量的某种物质，温度升高（降低）1

6、所吸收（放出）的热量叫做这种物质的比热容。（某种物质吸收的热量与它的质量和升高的温度的乘积之比叫这种物质的比热容）（4）定义式：（5）单位：焦/（千克 ），符号：J/（kg ），读作：焦耳每千克摄氏度。（6）比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容。其大小由物质的种类和状态决定。（7）一些重要结论：质量相等的不同物质升高（或降低）相同的温度，比热容大的吸收（或放出）的热量更多；质量相等的不同物质吸收（或放出）相同的热量，比热容大的升高（或降低）的温度更小。（8）探究物质吸热本领时的注意事项：选择质量和初温相同的不同物质；通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。你在上表中可以看出哪些

7、规律？2、热量的计算：吸热：Q吸cm（tt0）放热：Q放cm（t0t）即：Qcmt。其中Q为物体吸收（放出）的热量，c为物质的比热容，m为物体的质量，t为物体变化的温度，t为物体的末温，t0为物体的初温。【典型例题】 知识点一：分子热运动 例1：如下图所示，根据分子动理论：说明分子 _ ；说明分子间 _ ；说明分子间 _ 。一半酒精和一半水混合后体积变小两表面磨平的铅块紧密接触后可将台灯吊起墨水滴入水中后散开例2：物理课上，老师做了一个有趣的演示实验：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的冷水，用滴管分别在两烧杯中滴入一滴红墨水，过一会后，杯中热水都变红了，稍后冷水也都变红了。水变

8、红了是 _ 现象；热水比冷水红得更快，说明_。例3：下面关于分子动理论和物体内能的说法中，不正确的是（ ）A. 压在一起的铅片和金片，几年后剖开，发现切面处互相渗透，属于扩散现象B. 用力拉铅笔，铅笔没有断成两半，说明物质的分子间有相互作用的引力C. “和平号”空间站退役后，坠入大气层烧毁，是用做功的方法改变物体的内能D. 高温物体一定比低温物体的内能大例4：固体、液体很难被压缩的原因是：A. 分子间无间隙 B. 分子间无引力C. 分子间存在斥力 D. 分子在永不停息地做无规则运动 知识点二：内能例1：王濛在2010年温哥华冬奥会500米短道速滑比赛中夺金的场景。在滑行的过程中，冰刀与冰面之间

9、的摩擦为_摩擦（选填“滑动”或“滚动”）；冰面的温度会升高，这是通过_的方式增加了冰面的内能。例2：下列所描述的场景中，属于利用热传递改变物体内能的是（ ）A. 冬天人们搓手取暖 B. 小孩从滑梯上滑下时臀部感觉到热C. 加剧的温室效应使得多年的积雪融化了 D. 古代的人钻木取火 例3：宇宙飞船载人舱在下降到地面附近时，由于空气阻力作用它做匀速运动，则在匀速下降过程中，它的( ) A. 动能不变，势能减少，内能增加 B. 动能不变，势能增加，内能减少C. 动能减少，势能不变，内能增加 D. 动能增加，势能减少，内能不变例4：下列关于功、内能和热量的描述中正确的是A物体的温度不变，内能一定不变

10、B做功和热传递都能改变物体的内能C温度高的物体含有的热量比温度低的物体多D热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递例5:下列关于温度、内能、热量和做功的说法中正确的是 （ ） A物体吸热，温度一定升高 B物体的内能增大，一定是外界对物体做功C某一铁块，温度降低，内能一定减小 D物体放热，温度一定下降知识点三：比热容例1：分析为什么会出现下图所示情况例2：冬天，室内的供暖设备，大多采用让流动的热水慢慢地流过散热器的方式，其利用的是（ ）A. 水比较便宜 B. 水的密度小 C. 水的比热大 D. 水的沸点高例3：质量是10千克的冰，温度由20升高到0，共吸收了多少热量？（c冰2.1103焦J/（k

11、g ）例4：冬天小名每天早晨都要喝牛奶，由于天冷，牛奶的温度较低，他每天都要采取“热水浴”的方式把牛奶瓶放入热水中温热。如图12示，这是某天小名用热水温热牛奶的图像，已知牛奶的质量为0.1Kg，热水的质量是42g（不计奶瓶的质量和热量的散失）。（1）由图像可知，温度较低的牛奶要经过 min后才与热水的温度相同。（2）根据图像提供的数据信息，可知牛奶的比热容是多大？例5：初温相同的铜和铅，它们的比热容之比是3：1，质量之比是2：3，若它们吸收了相等的热量，则铜升高的温度与铅升高的温度之比是_。例6：在质量为0.5 kg的铁锅中放入3 kg水，把这锅水从20加热到90（C铁=0.46103J/（k

12、g/），C水= 4.2103J/（kg/），求：（1）水吸收的热量；（2）铁锅吸收的热量。例7：太阳能热水器是一种常见的利用太阳能的装置。某品牌太阳能热水器，在晴天能接收到的太阳能平均辐射强度(用R表示)为R=300J(m2s)，它表示每平方米面积上一秒内接收到的太阳能为300J。该太阳能热水器集热管接收阳光照射时的有效面积是2m2，贮水箱中盛有0.1m3的水。求：(1)、贮水箱中水的质量。(2)、若在阳光下照射70min，所接收到的太阳能全部用来加热水，贮水箱中的水温可升高多少度。（水=10103kgm3，C水=42103J(kg)）例8：一个质量为m1比热容为c1的物质和另一个质量为m2比

13、热容为c2的物质充分混合，求混合物的比热容。例9：完全燃烧2.1Kg酒精（热值q=3107J/Kg）放出多少热量？若这些热量有50%被500Kg的水吸收，可使水的温度上升多少？水的比热容为4.2103J/（Kg）第一讲练习题一、选择题1. 下列说法正确的是（ ）A. 人们常用水做冷却剂是因为水的温度低 B. 物体的内能增大，温度一定升高C. 做功和热传递是改变物体内能的两种方式 D. 扩散现象说明分子之间存在引力 2. 把磨得很光的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置五年后再将它们切开，可以看到它们相互渗入约l mm深。这个现象说明（ ）A. 分子间有引力 B. 分子间有斥力C. 分子在做热运动

14、 D. 分子热运动与温度有关 3. 下列说法正确的是（ ）A. 物质是由大量分子组成的，分子间可以有空隙，也可以没有空隙B. 固体不易被压缩，说明分子间只有斥力，没有引力C. 物体放出热量，温度一定降低D. 物体内能增大，可能是外界对物体做了功，也可能是它从外界吸了热，物体的温度不一定升高4. 如图1所示的四个小实验中，能说明分子之间有间隙的是（ ）水与酒精混合 蓝墨水滴入热水 压紧的两铅块用力推活塞，针管后总体积变小 中，整杯水变蓝 能吊起玩具熊内的水很难被压缩图4图3图2图1ABC D5. 5月31日是“世界无烟日”，很多公共场所贴了如图所示的标志，这主要是考虑到在空气不流通的房间里，只要

15、有一个人吸烟，整个房间就会充满烟味，这是因为（ ）A. 物质是由分子组成的 B. 分子间有引力C. 分子间有斥力 D. 分子在不停地运动 6. 下列说法中正确的是（ ）A. 雪花飞舞，说明分子在运动 B. 花香扑鼻，说明分子在运动C. 破镜难圆，说明分子间没有作用力 D. 一潭死水，说明水分子是静止的 7. 如图2，在空瓶内滴一滴酒精，用装有气门芯的橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒通过气门芯向瓶内打气。当瓶内气压达到足够大时，塞子将从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾，这一实验现象表明（ ）A. 气体对外界做功，瓶内温度升高，内能减小B. 外界对气体做功，瓶内温度升高，内能增加C. 气体对外界做功

16、，瓶内温度降低，内能减小D. 外界对气体做功，瓶内温度降低，内能增加8. 在图3所示的四幅图中，不属于利用做功的方式来改变物体内能的是（ ）A. 双手摩擦生热 B. 烧水时水温升高 C. 反复弯折铁丝铁丝发烫D. 钻木取火9. 夏天，从冰箱内拿出一瓶结了冰的矿泉水。一段时间后，瓶内的冰全部化成了水。瓶内的冰化成水的过程中，不变的是（ ）A. 体积 B. 质量 C. 密度 D. 比热容 二、填空题10. 甲、乙两个相同的透明玻璃水杯，盛有质量相等、温度不同的纯净水，其中一杯是80的热水，另一杯是5的冷水，它们都静静地放置在水平桌面上。同时向两个水杯中滴入一滴碳素墨水，过几分钟后观察到如图4所示的

17、现象。（1）甲、乙两个水杯中，盛有热水的是 ；（2）该实验说明分子热运动的剧烈程度与 有关。11. 打开一盒香皂，很快能闻到香味，这是 现象；固体和液体的分子不会散开，这是由于分子之间存在相互作用的 ，从而使固体和液体保持一定的体积。 12. 冬天孩子们围着火炉取暖，这是利用 的方式获取内能；而远离火炉的孩子同时还要靠反复摩擦双手才能让手感到温暖，这是利用 的方式增加手的内能。13. 改变内能有不同的方式，图甲是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，当迅速压下活塞时，可看见筒内棉花燃烧起来。这是通过 的方式使玻璃筒内的空气 增加，温度升高，达到棉花的燃点，使棉花燃烧。图乙是通过

18、的方式把试管里的水加热至沸腾。14. 如图6，火柴头在火柴盒侧面的磷层上轻轻划过就能擦燃，这是通过 的方式来改变火柴的内能。图9图8图7图6图515. 如图是中国女子冰壶队在2010年 2月21日温哥华冬奥会比赛的精彩瞬间，比赛时两名队员在冰壶前方“刷冰”，通过 的方式改变冰的内能，使表面的冰 成薄薄的一层水（填物态变化名称），这样就能够减小冰壶与冰面之间的 。16. 改变物体内能的方式有两种，夏天为了解暑，把饮料放进冰箱里冷冻，使其温度降低，这是用 的方式减小饮料的内能；将冰冻后的饮料瓶，放在手中反复搓动，可加快冰块的熔化，这是通过_ _的方式增大物体的内能。 17. 水稻是喜温植物，春季育

19、秧时，通常傍晚向秧田灌水，早晨将水放出，以防霜冻，这一做法所隐含的物理知识是：水的 较大，气温降低时，水能 （选填“放出”或“吸收”）较 （选填“多”、“少”）的 （选填“温度”、“内能”或“热量”）。18. 如图8是刘星在“五一”假期探究“海水和海滩的温度随时间变化的规律”时画的一张示意图。根据图给的信息，刘星观察的时间是 （选填“中午”或“夜晚”），产生这一现象的原因是水的_比沙石的大。三、实验探究题19. 上课时老师给同学们演示了“水也能使某些液体沸腾”的实验：将适量的乙醚倒入试管中，塞上木塞，然后放入盛有热水的烧杯中，如图9甲所示。一会儿，观察到试管中的乙醚沸腾起来，接着听到“砰”的一

20、声，木塞冲出了试管口。（1）烧杯中温度计示数如图乙所示，则热水的温度为 ；（2）从实验中可知乙醚的沸点 （选填“大于”、“小于”或“等于”）热水的温度；（3）木塞冲出试管口的瞬间，乙醚的温度降低，内能 ，这是通过 改变乙醚的内能。20. 小明在两个易拉罐中分别装入等质量的沙子和水，用相同的酒精灯对其加热，以便探究沙子和水吸热升温快慢的程度。（1）比较沙子和水吸热升温快慢的方法有二种：_；_。（2）分析下表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量 沙子吸收的热量(选填“大于”、“小于”)；物质质量/g温度升高10所需要的时间/s温度升高20所需要的时间/s温度升高30

21、所需要的时间/s沙子306489124水3096163220（3）根据上面的结论分析在新建的城市里，常规划建造人工湖，这种做法有什么好？请在下面回答。 21. 如图10是某同学画出的某物质的熔化图像，如果在加热过程中物质的质量不变，物质在单位时间内吸收的热量相同，则由图像可知：（1）这种物质的固体属于 （选填“晶体”或“非晶体”）。其熔点为。（2）在CD段时，此物质处于（选填“固”、“液”或“固液共存”）态。（3）该物质在AB段和CD段的比热容分别为c1、c2，则c1:c2=。图11图1022. 如图11所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；（2）实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高50，加热