专题06内能(原卷版+解析)

内能物质的构成分子的运动及扩散现象分子间的作用力改变内能的两种方式比热容的实验和计算分子热运动物质的构成1、分子如果把杯子打破，碎片还是玻璃。经过多次分割，甚至碾成粉末，颗粒越分越小，如果不断得分下去，有没有一个限度呢？保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子。分子体积究竟有多么小？分子体积很小，每个分子直径大约是10-10m，1cm3的空气中大约有2.7×1019个分子，现在大型计算机每秒100亿次，如果人数数的速度也达到每秒100亿次，要想数完需要80年。分子的热运动1、酒精与水混合的实验10ml的酒精和10ml的水混合均匀总体积小于20ml。结论：物质是由分子构成的，但分子间有间隙。2、扩散不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象,叫做扩散。1）二氧化氮和空气的扩散现象：处于上方充满空气的集气瓶颜色逐渐变深，处于下方充满二氧化氮气体的集气瓶颜色逐渐变浅，过一会儿两瓶气体颜色基本一样。液体之间可以发生扩散现象。现象：处于上方的无色的水颜色逐渐加深，处于下方的硫酸铜溶液颜色逐渐变淡，30天后，管内液体颜色基本一样。固体之间可以发生扩散现象。现象：光滑的铅块和金块压叠在一起五年后相互渗透了1mm。总结：固体、液体、气体间都可以发生扩散现象。（一般扩散速度：气体>液体>固体）3、扩散快慢与温度有关1）现提供清水、红墨水和滴管，你能用它们来进行扩散实验吗？用滴管吸取适量红墨水，然后将滴管中红墨水在水中释放，观察红墨水在水中的扩散情况（水变红的情况）。2）如何让扩散在不同的温度下进行？取两个相同的玻璃杯，编号1和2；在1中加入半杯热水，在2中加入半杯凉水；取滴管吸取适量红墨水，在1和2中同时各滴入3滴红墨水，观察红墨水在水中的扩散情况。思考：小明先在冷水中滴3滴红墨水，1分钟后再在热水中滴1滴红墨水……小明的操作有问题吗？结论：温度越高，扩散就越快，分子运动越________（选填：“剧烈”或“平缓”）分子间的作用力引力2、斥力实验：表面光滑的铅块相互挤压既然分子之间有间隙，这个实验说明了什么？为什么压缩固体和液体很困难？分子之间有引力分子之间存在斥力分子间距r与分子直径r0关系力关系对外表现r<r0引力<斥力斥力r=r0引力=斥力无r>r0引力>斥力引力r>10r0无无总结：分子间既有引力又有斥力，就像被弹簧连着的小球。分子间既有引力又有斥力，且引力和斥力同时存在;当分子间距__________（选填“很小”或“稍大”）时，作用力表现为斥力；当分子间距__________（选填“很小”或“稍大”）时，作用力表现为引力。内能内能物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能物体由分子组成，分子在不停的做无规则运动。→分子动能内能分子间存在相互作用力，引力和斥力。→分子势能一切物体都有内能。内能跟温度的关系温度越高→分子的无规则运动越剧烈→分子动能就越大→组成这个物体的所有分子的动能的总和增加→物体的内能增加影响内能的因素：温度、体积、质量、状态思考：温度高的物体内能大，是否正确？内能和机械能内能机械能研究对象微观：物体内部所有分子宏观：物体整体能量组成分子势能和分子势能总和动能、重力势能、弹性势能存在条件一切物体任何温度下都有内能物体运动、被举高或者弹性形变影响因素分子个数、分子间距、分子质量分子热运动剧烈程度质量、运动速度、举起高度、弹性形变程度物体的内能和运动状态无关，具有机械能的物体一定有内能，具有内能的物体不一定有机械能。4、单位：功和内能单位相同:都是焦耳各种形式的能量的单位都是焦耳改变内能的两种方式1、热传递1）、热传递：温度不同的物体互相接触时，低温物体温度升高，高温物体温低降低的过程。2）、热传递的条件：有温度差3）、发生热传递时，高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。4）、热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量强调：物体内能增加，温度不一定升高（比如0℃的冰变成0℃的水）；但温度升高，内能一定增加。2、做功对物体做功物体的内能增加物体对外做功自身内能减少做功和热传递做功热传递区别改变内能外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减小。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。热传递条件：有温度差。实质内能和其他形式的能相互转化内能的转移联系做功和热传递改变物体内能的效果相同4、温度、热量和内能温度热量内能含义宏观：物体冷热程度微观：分子热运动剧烈程度在热传递过程中吸收或者释放能量的多少，是能量转移的量物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和性质状态量过程量状态量表述“升高”或者“降低”“吸收”或者“释放”“有”“变”“增加”“减少”单位摄氏度（0C）焦耳（J）焦耳（J）比热容1、定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃所吸收（释放）的热量，叫做这种物质的比热容。2、比热容用字母C表示。单位：焦每千克摄氏度J/(kg·℃)3、物理意义：比热容表示物体吸热或放热的能力（表示物体温度变化的能力）例如：C水=4.2×103J/(kg·℃)它的物理意义是：1kg的水温度升高1℃所吸收的热量是4.2×103J（或者1kg的水温度降低1℃所释放的热量是4.2×103J）4、注意：物质的比热容跟密度相似,也是物质的特性之一。对某种确定的物质来讲，比热容是一个确定的数值，跟物体质量的大小，温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。5、计算质量相同的物体变化相同的温度，比热容越大，吸收（放出）的热量越多；或者质量相同的物体吸收（放出）相同的温度，比热容越大，温度变化越小。Q=cm△t吸收热量的公式为：Q=cm△tQ吸=cm（t-t0）放出热量的公式为：Q放=cm（t0-t）类型一分子热运动1、下面例子中，不是扩散现象的是（）A、关上门窗，然后向房间内喷杀虫剂，一会儿房间的蚊虫都被杀死了B、扫地时，尘土飞扬C、烧菜时放一小匙食盐，一会儿菜就变咸了D、腌咸菜的时候，把盐和蔬菜放在一起，过半个月后，菜就有咸味了【拓展延伸】在长期堆放煤的地方，剥去一层地皮，可以看到里面一层仍是黑色，这个现象是（）A、蒸发现象B、扩散现象C、升华现象D、凝固现象2、铁棒很难被压缩，也很难被拉伸，原因是（）A、分子间的距离小B、固体分子不能做无规则运动C、分子间存在相互作用的引力D、分子间同时存在相互作用的斥力和引力扩散现象既可以在间发生，也可以在中发生，还能够在中发生。当红墨水分别滴入热水和冷水中时，可以发现热水变色比冷水快，这说明温度越高，水中大量分子的热运动。类型二内能4、分子运动的速度与温度有关，在0℃时（）A．物体的内能为零B．分子运动的速度为零C．分子的运动速度和物体的内能均不为零D．分子运动的速度不为零，分子的势能为零，物体的内能为零5、下列说法中正确的是（）A．温度越高的物体，它的热量越多B．温度越高的物体，它放出的热量越多C．质量越大的物体，它的热量越多D．物体温度降低时要放出热量【拓展延伸】关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（）A．物体的温度越高，所含的热量越多 B．0℃的冰没有内能C．一个物体吸收热量时，温度不一定升高 D．对物体做功，物体的温度一定升高6、如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精．塞进塞子后，用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现，下列关于该实验的分析错误的是（）往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功B．往瓶内打气时，瓶内气体内能变小C．瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低D．瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功类型三比热容7、下列说法正确的是()A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一B.吸收热量多的物质,比热一定大C.高温物体放出的热量一定多D.质量相等的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度8、在农业生产中,为了保护秧苗夜间不致受冻,傍晚时要向秧田里多灌些水,而在清晨时要把水再排掉，这是因为水()A.密度大B.比热容大C.温度高D.热膨胀大9、两个同样的烧杯，内装温度、质量相同的水和某种液体，用同样的酒精灯加热，每隔1min记录一次它们的温度，测得如下数据：时间/min012345水的温度/℃202224262830某种液体的温度/℃202326293235回答下列问题：（1）在加热时间相同的条件下，升温快的是_______________；（2）如果它们升高相同的温度，_______________吸收的热量多；（3）由此可根据公式_____________，推出C水____C液（填“＞”“＜”或“=”）（4）根据以上数据可算出C液=_______________。【拓展延伸】10g的冰从-10℃升高到0℃，需要吸收多少热量？若这些热量由从5℃降到0℃（水未凝固）的水来提供，需要多少克的水？[已知C冰=2.1×103J/（kg·℃），C水=4.2×103J/(kg·℃)]1、下列现象中，能用分子动理论解释的是()A.风吹时，风车转动B.滴在地砖上的油污，时间越久越难擦净C.水往低处流D.烟从烟囱里冒出来2、把两块光滑的玻璃贴紧，它们不能吸引在一起，原因是（）A、两块玻璃的分子间只存在斥力B、两块玻璃的分子间距离太大，作用力太小C、玻璃的分子间隔太小，不能形成扩散D、玻璃分子运动缓慢3、下列关于物体内能的说法中正确的是（）A．物体运动速度越大，内能越大B．静止的物体没有动能，但有内能C．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大4、由c=Q/m(t0-t)关于一种物品的比热容c下列说法正确的是()A.若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍B.若质量增大一倍，则比热容减至一半C.若加热前后的温差增大一倍，则比热容增大一倍D.无论质量多大，比热容都一样5、用两个相同的加热器，分别对质量相等的甲、乙两种液体加热，忽略热量的散失，其温度随时间变化的规律如图所示，由图可以看出（）A.甲的比热容比乙大

B．甲的比热容比乙小

C．甲和乙的比热容相同

D．刚开始加热时，甲和乙的比热容为零6、一只装有2kg水的家用保温瓶，经过24h后瓶内的水温从95℃降低到65℃，问这段时间内，瓶内水释放出了多少热量？它的内能减少了多少？内能物质的构成分子的运动及扩散现象分子间的作用力改变内能的两种方式比热容的实验和计算分子热运动物质的构成1、分子如果把杯子打破，碎片还是玻璃。经过多次分割，甚至碾成粉末，颗粒越分越小，如果不断得分下去，有没有一个限度呢？保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子。分子体积究竟有多么小？分子体积很小，每个分子直径大约是10-10m，1cm3的空气中大约有2.7×1019个分子，现在大型计算机每秒100亿次，如果人数数的速度也达到每秒100亿次，要想数完需要80年。分子的热运动1、酒精与水混合的实验10ml的酒精和10ml的水混合均匀总体积小于20ml。结论：物质是由分子构成的，但分子间有间隙。2、扩散不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象,叫做扩散。1）二氧化氮和空气的扩散现象：处于上方充满空气的集气瓶颜色逐渐变深，处于下方充满二氧化氮气体的集气瓶颜色逐渐变浅，过一会儿两瓶气体颜色基本一样。液体之间可以发生扩散现象。现象：处于上方的无色的水颜色逐渐加深，处于下方的硫酸铜溶液颜色逐渐变淡，30天后，管内液体颜色基本一样。固体之间可以发生扩散现象。现象：光滑的铅块和金块压叠在一起五年后相互渗透了1mm。总结：固体、液体、气体间都可以发生扩散现象。（一般扩散速度：气体>液体>固体）3、扩散快慢与温度有关1）现提供清水、红墨水和滴管，你能用它们来进行扩散实验吗？用滴管吸取适量红墨水，然后将滴管中红墨水在水中释放，观察红墨水在水中的扩散情况（水变红的情况）。2）如何让扩散在不同的温度下进行？取两个相同的玻璃杯，编号1和2；在1中加入半杯热水，在2中加入半杯凉水；取滴管吸取适量红墨水，在1和2中同时各滴入3滴红墨水，观察红墨水在水中的扩散情况。思考：小明先在冷水中滴3滴红墨水，1分钟后再在热水中滴1滴红墨水……小明的操作有问题吗？结论：温度越高，扩散就越快，分子运动越________（选填：“剧烈”或“平缓”）分子间的作用力引力2、斥力实验：表面光滑的铅块相互挤压既然分子之间有间隙，这个实验说明了什么？为什么压缩固体和液体很困难？分子之间有引力分子之间存在斥力分子间距r与分子直径r0关系力关系对外表现r<r0引力<斥力斥力r=r0引力=斥力无r>r0引力>斥力引力r>10r0无无总结：分子间既有引力又有斥力，就像被弹簧连着的小球。分子间既有引力又有斥力，且引力和斥力同时存在;当分子间距__________（选填“很小”或“稍大”）时，作用力表现为斥力；当分子间距__________（选填“很小”或“稍大”）时，作用力表现为引力。内能内能物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能物体由分子组成，分子在不停的做无规则运动。→分子动能内能分子间存在相互作用力，引力和斥力。→分子势能一切物体都有内能。内能跟温度的关系温度越高→分子的无规则运动越剧烈→分子动能就越大→组成这个物体的所有分子的动能的总和增加→物体的内能增加影响内能的因素：温度、体积、质量、状态思考：温度高的物体内能大，是否正确？内能和机械能内能机械能研究对象微观：物体内部所有分子宏观：物体整体能量组成分子势能和分子势能总和动能、重力势能、弹性势能存在条件一切物体任何温度下都有内能物体运动、被举高或者弹性形变影响因素分子个数、分子间距、分子质量分子热运动剧烈程度质量、运动速度、举起高度、弹性形变程度物体的内能和运动状态无关，具有机械能的物体一定有内能，具有内能的物体不一定有机械能。4、单位：功和内能单位相同:都是焦耳各种形式的能量的单位都是焦耳改变内能的两种方式1、热传递1）、热传递：温度不同的物体互相接触时，低温物体温度升高，高温物体温低降低的过程。2）、热传递的条件：有温度差3）、发生热传递时，高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。4）、热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量强调：物体内能增加，温度不一定升高（比如0℃的冰变成0℃的水）；但温度升高，内能一定增加。2、做功对物体做功物体的内能增加物体对外做功自身内能减少做功和热传递做功热传递区别改变内能外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减小。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。热传递条件：有温度差。实质内能和其他形式的能相互转化内能的转移联系做功和热传递改变物体内能的效果相同4、温度、热量和内能温度热量内能含义宏观：物体冷热程度微观：分子热运动剧烈程度在热传递过程中吸收或者释放能量的多少，是能量转移的量物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和性质状态量过程量状态量表述“升高”或者“降低”“吸收”或者“释放”“有”“变”“增加”“减少”单位摄氏度（0C）焦耳（J）焦耳（J）比热容1、定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃所吸收（释放）的热量，叫做这种物质的比热容。2、比热容用字母C表示。单位：焦每千克摄氏度J/(kg·℃)3、物理意义：比热容表示物体吸热或放热的能力（表示物体温度变化的能力）例如：C水=4.2×103J/(kg·℃)它的物理意义是：1kg的水温度升高1℃所吸收的热量是4.2×103J（或者1kg的水温度降低1℃所释放的热量是4.2×103J）4、注意：物质的比热容跟密度相似,也是物质的特性之一。对某种确定的物质来讲，比热容是一个确定的数值，跟物体质量的大小，温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。5、计算质量相同的物体变化相同的温度，比热容越大，吸收（放出）的热量越多；或者质量相同的物体吸收（放出）相同的温度，比热容越大，温度变化越小。Q=cm△t吸收热量的公式为：Q=cm△tQ吸=cm（t-t0）放出热量的公式为：Q放=cm（t0-t）类型一分子热运动1、下面例子中，不是扩散现象的是（）A、关上门窗，然后向房间内喷杀虫剂，一会儿房间的蚊虫都被杀死了B、扫地时，尘土飞扬C、烧菜时放一小匙食盐，一会儿菜就变咸了D、腌咸菜的时候，把盐和蔬菜放在一起，过半个月后，菜就有咸味了【答案】B【解析】扩散现象是两种不同的物质接触时彼此进入对方的现象，飞扬的尘土不是分子【拓展延伸】在长期堆放煤的地方，剥去一层地皮，可以看到里面一层仍是黑色，这个现象是（）A、蒸发现象B、扩散现象C、升华现象D、凝固现象【答案】B【解析】扩散现象是两种不同的物质接触时彼此进入对方的现象，地皮变黑，是因为煤炭和地皮接触后发生彼此进入对方。2、铁棒很难被压缩，也很难被拉伸，原因是（）A、分子间的距离小B、固体分子不能做无规则运动C、分子间存在相互作用的引力D、分子间同时存在相互作用的斥力和引力【答案】D【解析】分子间同时存在引力和斥力，压缩时，分子间距减小，斥力大于引力，拉伸时，间距增大，引力大于斥力。扩散现象既可以在间发生，也可以在中发生，还能够在中发生。当红墨水分别滴入热水和冷水中时，可以发现热水变色比冷水快，这说明温度越高，水中大量分子的热运动。【答案】固体液体气体越剧烈【解析】固体、液体、气体间均能发生扩散现象；温度越高，分子运动越剧烈。类型二内能4、分子运动的速度与温度有关，在0℃时（）A．物体的内能为零B．分子运动的速度为零C．分子的运动速度和物体的内能均不为零D．分子运动的速度不为零，分子的势能为零，物体的内能为零【答案】C【解析】温度越高，分子热运动越剧烈，温度降为0℃时，分子运动减慢，物体内能减小。自然条件下，温度不会到达绝对0度，即-273.150℃，分子热运动不会停止，内能也不会减小到零。5、下列说法中正确的是（）A．温度越高的物体，它的热量越多B．温度越高的物体，它放出的热量越多C．质量越大的物体，它的热量越多D．物体温度降低时要放出热量【答案】D【解析】热量是热传递过程中传递能量的多少，不能说“含有”“具有”；物体降温时，要对外放出热量，内能减小。【拓展延伸】关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（）A．物体的温度越高，所含的热量越多 B．0℃的冰没有内能C．一个物体吸收热量时，温度不一定升高 D．对物体做功，物体的温度一定升高【答案】C【解析】热量是热传递过程中传递能量的多少，不能说“含有”“具有”；自然状态下任何物体都有内能；水沸腾过程中，不断吸收热量，但是温度保持不变；对物体做功，物体的内能会增加，物体可能同时在对外进行热传递，故温度不一定升高。6、如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精，塞进塞子后，用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现，下列关于该实验的分析错误的是（）往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功B．往瓶内打气时，瓶内气体内能变小C．瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低D．瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功【答案】A【解析】往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，瓶内气体内能变小；瓶内气体对塞子做功，使塞子跳出，瓶内气体内能减小，温度降低。类型三比热容7、下列说法正确的是()A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一B.吸收热量多的物质,比热一定大C.高温物体放出的热量一定多D.质量相等的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度【答案】D【解析】比热容是物质的特性，只与种类和状态有关；热传递时传递能量的多少与物质质量、种类、温度变化量三个量有关，温度高的物体不一定放出的热量多；根据公式Q吸=cm（t-t0）可知，质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，谁的比热容大，温度升高的少。8、在农业生产中,为了保护秧苗夜间不致受冻,傍晚时要向秧田里多灌些水,而在清晨时要把水再排掉，这是因为水()A.密度大B.比热容大C.温度高D.热膨胀大【答案】B【解析】水的比热容大，夜间降温，相同条件下，水放出热量后，温度降低的少，故可使秧苗不致过冷受冻。9、两个同样的烧杯，内装温度、质量相同的水和某种液体，用同样的酒精灯加热，每隔1min记录一次它们的温度，测得如下数据：时间/min012345水的温度/℃202224262830某种液体的温度/℃202326293235回答下列问题：（1）在加热时间相同的条件下，升温快的是_______________；（2）如果它们升高相同的温度，_______________吸收的热量多；（3）由此可根据公式_____________，推出C水____C液（填“＞”“＜”或“=”）（4）根据以上数据可算出C液=_______________。【答案】（1）某种液体（2）水（3）Q吸=cm（t-t0）＞（4）2.8×103J/(kg·℃)【解析】（1）加热相同时间，某种液体的温度升高的多（2）都从20℃升高到26℃，水需要加热3min，故吸收热量多（3）吸热公式Q吸=cm（t-t0）相同质量的水和某种液体，吸收相同的热量，水的温度升高的少，故水的比热容大（4）加热5min，两物体吸收热量相等，即4.2×103J/(kg·℃)×m×（30℃-20℃）=C液×m×（35℃-20℃），解得C液=2.8×103J/(kg·℃)【拓展延伸】10g的冰从-10℃升高到0℃，需要吸收多少热量？若这些热量由从5℃降到0℃（水未凝固）的水来提供，需要多少克的水？[已知C冰=2.1×103J/（kg·℃），C水=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】（1）210J（2）1g【解析】（1）Q吸=cm（t-t0）