热与能1
热力学第一定律,卡诺(Carnot)循环
高温热源T 高温热源 h
Qh
热机
︱W ︱
Qc
低温热源T 低温热源 c
热机工作原理图
2.热机的效率： 热机作功与获取能量之比
W Qh + Qc η =− = Qh Qh
Qh----从外界获取的热量 从外界获取的热量 Qc----对环境放热 对环境放热
二.卡诺热机 卡诺热机
• 卡诺(Carnet): 法国工程师, 于1824年发表 卡诺(Carnet): 法国工程师, 1824年发表 关于火的动力之见解》一书, 了《关于火的动力之见解》一书, 书中介绍了 一种在两个热源间工作的可逆热机, 一种在两个热源间工作的可逆热机, 即卡诺热 机, 并提出卡诺热机的效率最大, 此效率与工 并提出卡诺热机的效率最大, 作物质无关, 只与两热源的温度有关, 作物质无关, 只与两热源的温度有关, 此书的 基本结论即为卡诺定理. 基本结论即为卡诺定理.
nRTh ln
根据绝热可逆过程方程式 过程2： ThV2γ −1 = TcV3γ −1 过程4： ThV1γ −1 = TcV4γ −1
V2 V3 = 相除得 V1 V4
所以
V2 V4 W1 + W3 = −nRTh ln − nRTc ln V1 V3
V1 = nR(Th − Tc )ln V2
(4)若Tc=Th，则 η =0，即单一热源的热机不工作。 若 ，即单一热源的热机不工作。 理论上: 理论上 (T→0K)
(5)热机的效率永远小于 故热不可能完全变为功 热机的效率永远小于1, 故热不可能完全变为功. 热机的效率永远小于
(6) 卡诺热机的热温商之和为零
Qh Qc + =0 Th Tc
A(p1 , V1 , Th )
初中物理第一轮复习热和能(第十六章内容)人教版
第十六章：热和能一、复习要点（一）、分子热运动1、物质是由分子组成的。
分子若看成球型，它的直径大约只有10-10m。
2、一切物质的分子都在不停地做无规则的运动①扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明：A、分子之间有间隙。
B、分子在不停地做无规则的运动。
③课本P124图16.1-2中的装置下面放二氧化氮，这样做的目的是：防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。
实验现象：两瓶气体混合在一起颜色变得均匀，结论：气体分子在不停地运动。
④固、液、气都可扩散，扩散速度与温度有关。
温度越高，扩散越快。
⑤热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
温度越高，分子无规则运动的速度越大。
3、分子间有相互作用的引力和斥力。
当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力；如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。
（二）、内能1、内能：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。
无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块都具有内能。
3、物体的内能大小与温度的关系：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。
4、内能的改变：（1）热量：热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。
热传递的实质是内能的转移。
（2）改变内能的方法：做功和热传递。
A、热传递可以改变物体的内能。
①热传递的方向：热量从高温物体向低温物体传递或从同一物体的高温部分向低温部分传递。
②热传递的条件：有温度差。
热传递传递的是内能（热量），而不是温度。
③热传递过程中，物体吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。
注意：物体内能改变，温度不一定发生变化。
B 、做功改变物体的内能：①做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。
物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化（三）、比热容1、定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。
2-1 化学能与热能
规律小结
能 量
反应物 能 量 生成物
放热 反应
吸热 反应
反应物 生成物
反应过程 反应过程
规律小结
反应物 的能量 生成物 的能量 能量的释放
反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量
反应物 的能量
能量的吸收
生成物 的能量
生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量
知识梳理
二、化学能与热能的相互转化
二、化学能与热能的相互转化
2、实验2-1：铝与盐酸的反应
（1）实验操作：在一支试管中加入2~3ml 6mol/L的 盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条。观察现象，并 用温度计测量溶液温度变化。 （2）实验现象：产生气泡，一段时间后溶液的温度 升高。 （3）实验结论：铝跟盐酸反应的过程中放出热量， 反应的化学方程式为
+
Cl2
Cl —Cl
断 开 吸 收 能 量
点燃
==
2HCl
H—Cl
放出能量 形成
· · · · ： · Cl H· ＋ · Cl → H · · · 化学键的断裂和形成是化学反应中能量 变化的主要原因。 · · · ·
【思考与交流】
在化学反应中，随着物质的变化，既有 反应物中化学键的断裂，又有生成物中化学 键的形成，化学能也随之而改变。那么，一 个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么 决定的呢？你对化学反应的特征有什么进一 步的认识？
看图讨论
知识梳理
一、化学键与化学反应中能量变化的关系 2、化学反应中能量变化的原因——宏观角度 （1）化学反应中能量变化的决定因素 化学反应在发生过程中是吸收能量还是放 出能量，决定于反应物的总能量与生成物的 总能量的相对大小。即
化学能与热能[1]
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《化学能与热能》疑难问题解答问题1、物质储存的化学能与物质微粒间的化学键能量之间有怎样的关系呢？为什么不同物质所包含的化学能会不同？答：物质是由粒子构成的，构成物质粒子之间存在相互作用的结合力——化学键。
物质本身具有的能量越低时，说明该物质的结构越稳定，构成物质粒子之间的相互作用力（化学键）越强，断开该化学键所吸收的能量就越高，而形成化学键所释放的能量就越大。
由于不同物质不仅组成不同，而且各自的结构也不同，因此不同物质的化学键种类、数目也不同，于是不同物质具有不同的能量。
问题2、为什么化学变化过程中总是伴随能量变化？能量变化大小与什么有关？答：从宏观角度看，化学变化过程中发生了物质变化，由于不同物质所贮存的能量不同，因此在化学变化过程中会伴随能量变化；从微观的角度看，化学变化过程本质为旧化学键断裂、新化学键形成的过程，而化学键的断裂与生成将要吸收和放出热量，因此化学变化过程就是吸收和放出热量的过程，必将有能量变化。
由于不同的化学反应对应的反应物和产物不同，而不同的反应物与生成物所储存的能量也不同，因此，化学反应能量变化的大小决定于反应物的总能量和生成物的总能量的大小。
若反应物总能量与生成物总能量相差越大，则化学反应能量变化就越大。
问题3、什么是吸热反应？什么是放热反应？某反应为吸热反应还是放热反应的决定因素是什么？答：有热量放出的化学反应叫做放热反应，反之为吸热反应。
由于反应过程能量变化大小与反应物总能量和生成物总能量的大小有关，因此，一个反应是吸热还是放热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。
若反应物总能量高于生成物总能量，则反应将释放出热量而成为放热反应，反之为吸热反应。
吸热反应、放热反应与反应物和生成物总能量相对大小之间的关系可用右图表示。
值得注意的是，不能认为需要加热的化学反应都是吸热反应。
因为对许多反应来说，加热仅仅是诱发化学反应发生的一个条件（如燃烧反应），当反应发生后不需加热也可继续进行并不断释放出热量，此类反应属于放热反应。
高中物理 第十章 热力学定律 第1、2节 功和内能 热和内能讲义(含解析)新人教版选修3-3-新人教
第1、2节功和内能热和内能1.绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热的过程。
2．绝热过程中系统内能的增加量等于外界对系统所做的功，即ΔU＝W。
3．热传递：热量从物体的高温部分传递到低温部分，或从高温物体传递给低温物体的过程。
4．系统在单纯的传热过程中，内能的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q。
5．做功和热传递是改变内能的两种方式且具有等效性，但二者实质不同。
一、焦耳的实验1．绝热过程系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热。
2．代表实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温度上升。
(2)通过电流的热效应给水加热。
3．实验结论要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关。
二、功和内能1．内能的概念(1)内能是描述热力学系统自身状态的物理量。
(2)在绝热过程中做功可以改变热力学系统所处的状态。
2．绝热过程中内能的变化(1)表达式：ΔU＝W。
(2)外界对系统做功，W为正；系统对外界做功，W为负。
三、热和内能1．热传递(1)条件：物体的温度不同。
(2)过程：温度不同的物体发生热传递，温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，热量从高温物体传到低温物体。
(3)热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。
2．热和内能(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即热传递能改变物体的内能。
(2)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化。
①公式：ΔU＝Q。
②物体吸热，Q为正；物体放热，Q为负。
1．自主思考——判一判(1)温度高的物体含有的热量多。
(×)(2)内能大的物体含有的热量多。
(×)(3)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。
(×)(4)做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的。
(√)(5)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量。
第二章 第一节 化学能与热能
小结：
能量公式化
E（反应物）＝E（生成物）＋Q (能量守恒定律）
E（反应物）－E（生成物）＝Q
Q>0为放热反应 Q<0为吸热反应
【归纳小结】
判断一个反应是吸热还是放热反应的方法有
方法一：根据反应物和生成物的总能量的相对大小 放热反应： 反应物的总能量 >生成物的总能量
巩固练习：
3. 下列反应属于放热反应的是: A. NaOH与HCl反应 C. 碳酸钙的分解 B. C和CO2共热 D. 制备水煤气的反应
4、含1molBa(OH)2 和1mol H2SO4的溶液完全反 应放出的热量为Q，则Q是中和热吗？
不是。如果是稀溶液，中和热为1/2 Q
随堂练习
1. 下列说法正确的是 ( AB • A. 大多数的化合反应是释放能量的反应 • B. 大多数分解反应是吸收能量的反应 • C. 释放能量的反应都不需要加热 • D. 吸收能量的反应都需要加热 )
一、化学键与化学反应中能量变化关系
思考：化学反应的本质过程是什么？ 一个化学反应的过程，本质上就是 旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
吸收能量
放出能量
例如：断开H－H键要吸收436kJ/mol能量。 形成H－H键要放出436kJ/mol能量。
形成1mol化学键时释放的能量或断 开1mol化学键所吸收的能量叫做键能
能源、材料、信息一起 被称为现代社会发展的三大 支柱，其中能源位居首位。
煤、石油、天燃气是当 今社会最主要的三大化石燃 料。
生火取暖
化学反应与能量
1964年10月16日
1967年6月17日
化学能与热能(1)
第二章
第一节 化学能与热能 (第１课时）
一飞冲天—— “神舟”七号发射实况回放
【思考与交流】
生活中哪些事实说明了在化学反应中 伴随着能量的变化？
物质发生化学反应的同时还伴随着能 量的变化,而这种能量变化又通常表现为 热能变化。
第一节 化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1、化学反应的本质是？
思考与讨论：
1.铝与盐酸反应的化学方程式： 。 2.在反应过程中你将能看到什么现象？ 3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将 采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？ 4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实 验中应注意哪些问题？
实验2－1
现象
铝与盐酸反应，放出大量气泡， 温度升高
断 开 吸 收 能 量
+
Cl2
Cl —Cl
吸 断 收 开 能 量
点燃
== 2HCl
H—Cl
放出能量
形成 · · · · ： · Cl H· ＋ · · → H Cl · · 化学键的断裂和形成是化学反应中能量 变化的主要原因。
· · · ·
【思考与交流】
在化学反应中，随着物质的变化，既有反 应物中化学键的断裂，又有生成物中化学键 的形成，化学能也随之而改变。那么，一个 化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决 定的呢？你对化学反应的特征有什么进一步 的认识？
3、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的 下列说法中正确的是（ C ） A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生
4、在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知H－H键 能为436kJ/mol，Cl－Cl键能为247kJ/mol， H－Cl键能为431kJ/mol，判断该反应是（BD） A. 吸热反应 B. 放热反应 C.生成2molHCl 吸收179kJ热量 D.生成2molHCl放出179kJ热量
热力学第一定律与内能
热力学第一定律与内能热力学是研究物质之间热和功的相互转化和传递关系的学科。
其中，热力学第一定律是指能量的守恒原理，即能量不会自行产生或消失，只能在不同形式之间互相转化。
而内能作为系统的一种宏观观察物理量，是体系内各种微观粒子的平均动能和相互作用能的总和。
一、热力学第一定律热力学第一定律是指在自然界中能量守恒的基本原理。
即在一个封闭系统中，能量的改变等于系统所接收的热量和所做的功之和。
数学表达式上，热力学第一定律可以表示为：ΔU = Q + WΔU代表系统内能量的变化，Q代表系统吸热量，W代表系统所做的功。
在这个公式中，内能的变化可以有两个方向：正向表示系统内能增加，负向则表示系统内能减少。
而系统吸热和做功对这个内能变化贡献的方向则与内能变化的方向相反。
二、内能的概念内能是热力学中一个重要的概念，指的是一个封闭系统中各种微观粒子的平均动能和相互作用能的总和。
内能的表达式可以表示为：U = E + E_int其中，E代表系统的宏观动能，E_int代表系统的微观相互作用能。
内能与系统之间的热量和功关系密切。
当一个系统吸收热量时，系统内能增加；当系统做功时，系统内能减少。
内能还与物质的性质和状态有关。
不同物质、不同状态下的物质具有不同的内能。
例如，在相同的温度和压强下，液体的内能一般比气体的内能小。
三、内能的转化根据热力学第一定律，内能可以通过吸热和做功来进行转化。
这种转化可以是系统内能增加或减少的过程。
1. 吸热转化当系统吸收热量时，热量会增加系统的内能。
这个过程可以用以下公式表示：ΔU = Q其中，ΔU代表内能的变化，Q代表系统吸收的热量。
当Q为正时，表示系统吸收热量增加了系统的内能；当Q为负时，表示系统放出热量，内能减少。
2. 做功转化当系统做功时，系统内能会减少。
这个过程可以用以下公式表示：ΔU = -W其中，ΔU代表内能的变化，W代表系统所做的功。
当W为正时，表示系统做功，内能减少；当W为负时，表示外界对系统做功，内能增加。
热一定律
γ
比热容比 ´ ln p V = C ´
γ
dV= dp γ p V
γ lnV = ln p +C´
绝热过程方程
泊松方程 (绝热方程)
pV = C
γ
将理想气体状态方程代入上式，并从中 消去 p 或V 就可以得到另外两个泊松方程：
V
γ
1
T = C1
p
γ
1
T
γ
= C2
气体绝热自由膨胀
气体 Q=0， A=0，△E=0
3
1 2
4
V
求:
o
①. 1、2、3、4态的状态参量P、V、T。
②.各过程中的内能增量、功、热量。
解：①
P atm
M=28 g
V (l )
P (atm)
3
1200 K 300 K
T (K) 2
300
T2 T1V2 V1 600
1
1
M V1 RT1 P1 24 .6
1
o
1
24 .6
2
举例2：系统（初始温度 T1）从 外界吸热 从 T1 系统T1 T2 是准静态过程
系统 温度 T1 直接与 热源 T2接触，最终达到热平衡， 不是 准静态过程。
T1+△T
T1+2△T
T1+3△T
P
T2
等
等 温 线
因为状态图中任何一点都表示
系统的一个平衡态，故准静态 过程可以用系统的状态图，如 P-V图（或P-T图，V-T图）中 一条曲线表示，反之亦如此。
原平衡态
新平衡态
非平衡态
例1：推进活塞压缩汽缸内的气体 汽缸
沪教版物理八年级下第五章 热与能 热量 比热容 内能练习一和参考答案
八年级下物理第五章热与能5.2 热量比热容(1) 5.3 内能一、选择题1．两个物体放在一起，相互接触，但它们之间没有发生能量转移，则它们具有相同的( )A．热量B．温度C．内能D．质量2．仔细观察图中甲、乙、丙三杯水，判断下列说法正确的是( )A．甲杯中水的内能最大B．乙杯中水的内能最大C．丙杯中水的内能最大D．乙、丙杯中水的内能一样大3．关于热运动，下列说法正确的是( )A．0℃时，分子的热运动就停止了B．物体温度越高，热运动越剧烈C．气体分子的热运动最剧烈，固体分子没有热运动D．运动物体比静止物体的分子热运动剧烈4．关于热传递和热量，下列说法中正确的是( )A．温度高的物体含有的热量一定多B．质量比较大的物体含有的热量比较多C．热量总是从含有热量多的物体传递到含有热量少的物体D．热量总是从高温物体传递到低温物体5．在下列现象中，利用热传递的方式使物体内能增加的是( )A．用锯锯木头，锯条发热B．烧水时，水逐渐变热C．流星在大气层中高速下落，发出光和热D．小孩从滑梯上滑下，臀部有灼热感6．热传递的实质是( )A．内能多的物体把内能传给内能少的物体B．热量多的物体把内能传给热量少的物体C．高温物体把温度传给低温物体D．温度高的物体把内能传给温度低的物体7.小明同学学习了比热容知识后，联想到热水袋，设计了一种水暖背心，冬天将袋内灌满热水，穿在身上可暖胸背，他设计的原理是( )A.水的比热容大，吸热本领强B.水的比热容大，降温时放热多C.水资源比较丰富D.水的流动性强，穿起来柔软舒适8.下列说法中正确的是( )A.没有吸热过程和放热过程，说热量是毫无意义的B.物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关C.两个物体升高相同的温度，吸收的热量也一定相同D.热总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体9. 甲、乙两种物质，质量之比是2∶5，比热容之比是3∶2，升高相同的温度，则吸收的热量之比是A.5∶3B.3∶5C.15∶4D.4∶1510. 根据表1和表2的资料，可以判断下列说法中正确的是晶体固态酒精固态水银冰熔点（℃）-117 -39 0物质水冰沙石比热容（J/kg•℃） 4.2×103 2.1×1030.92×103C.汽车发动机里常用水来帮助散热D.水达到0 ℃就会结冰二、填空题11．分子因做无规则运动而具有___ ____能，分子间因存在相互作用力而使分子具有____ ___能，物体内部___ ____分子做无规则运动的____ ___和___ ____的总和叫做物体的内能．12．一个物体的温度越高，分子的___ ____运动就越剧烈，物体内所有分子的____ ___能的总和就会增加，而分子势能几乎不变，所以物体的内能就____ __．13．当物体或物体的不同部分之间存在时，就会发生热传递．热传递时，___ ____从高温处转移到低温处，直至____ ___相同．14．热传递是改变物体_____ __的一种方式，其实质是____ ___．15．物理学中，把物体在热传递过程中___ ____叫做热量．16．高温物体放出热量，其内能___ ____；低温物体吸收热量，其内能___ ____；物体放出或吸收的热量越多，它的内能改变_____ __．17．如图是烧烤店用炭烧烤羊肉串的情景．在烧烤过程中，阵阵香味四溢，这是_______现象；是通过_______的方法使羊肉串内能增加，温度升高的．18．如图所示，取一装有大半瓶水的盐水瓶和一支去掉笔尖上小圆珠的空圆珠笔芯，在盐水瓶瓶塞上开一小孔，用力将圆珠笔笔芯插入瓶塞，用瓶塞盖紧瓶口，使圆珠笔芯下端能没入水中，被封闭的空气加热后能将瓶中的水挤压出来．说明这部分空气具有_______能，温度越高，水喷得越_______（选填“高”或“低”），这说明物体的内能与温度_______（选填“有”或“无”）关．可见，一般情况下，同一物体的温度越高，它的内能就越_______（选填“大”或“小”）．19．某物体具有的动能为a J，分子总动能为b J，重力势能为c J．弹性势能为d J，内能为e J，则它的机械能为_______J，分子的总势能为_______J．20. 质量相等的同种物质，温度升高越多，吸收的热量_________；同一种物质升高相同的温度时，_________越大的物体吸收的热量越多；质量相等的两种不同物质组成的物体，升高相同温度时，_______小的吸收热量少.21. 沿海地区的昼夜气温变化不大，而内陆沙漠地区的昼夜气温变化较大，形成这种现象的主要原因是_______________.22. 用两个相同的“热得快”分别给盛在两个相同杯子里的质量相等的水和煤油加热，问：（1）在相同的时间内，_______________温度升高的快些；（2）升高相同的温度，_______需要的时间长些；（3）从这个实验可得出什么结论_____________________.23. 把质量相同、材料不同的两个金属球甲和乙，加热到相同的温度，然后分别投入两杯初温相同、质量也相同的水中，最后发现投入乙球的杯内水温较高，那么可以断定甲、乙两种金属的比热容c甲_________c乙.（填“＞”“=”或“＜”）24. 一个物体由于温度的变化吸收或放出的热量多少，决定于_______、_______和_______.已知铝的比热容是0.88×103J/(kg•℃)，质量是100 g的铝块，升高30 ℃需要吸收_____ J的热量，降低30 ℃放出_______ J的热量.25. 甲、乙两金属球的质量之比是5∶3，吸收相同的热量后，升高的温度之比为1∶5，则它们的比热容之比为_______.三、简答与计算题26. 现有某种液体60 kg，温度从18 ℃升高到28 ℃时，吸收了2.52×106 J的热量，这种液体的比热容是多大？这种液体是什么物质？27. 夏日，半天内一台太阳能热水器的晒水箱受到的太阳光的辐射热可达1.05×107 J，如果这些热量被箱内质量为50 kg的水吸收，这些水的温度可升高多少？28. 据有关专家预测，我国目前最大的水电站——三峡水电站建成后，三峡水库区的气温会受到一定的影响：夏天气温将比原来下降2 ℃左右，而冬天气温将比原来升高2 ℃左右，请你解释发生这个现象的原因？参考答案一、11．B2．C 3．B 4．D 5．B 6．D 7. .B 8.A 9.B 10.C二、11．分子动分子势所有的分子动能分子势能12．无规则动增大13．温度差能量温度14．内能能量转移15．能量转移的多少16．减少增大越多17．分子扩散热传递18．内高有大19．a＋c＋d e－b20.越多质量比热容21.水的比热容比沙石、泥土大22.煤油的温度升高快水需要的时间长质量相同的不同物质,升高相同的温度吸收的热量不同(或质量相同的不同物质,吸收相同的热量升高的温度不同)23.＜24.物体的质量物质的比热容物体温度的变化量 2.64×103 2.64×10325.3∶1三、26.4.2×103J/(kg•℃) 水27.50℃28.水电站建成后,库区水量大大增加,因为水的比热容比干泥土、沙石的大,夏天当吸收相同热量时,水升高的温度比干泥土、沙石的低,所以库区气温比原来有所下降;冬天当水和干泥土、沙石放出相同热量时,水降低的温度比干泥土、沙石的少,所以库区温度比原来有所升高.。
2-1化学能与热能
1967年6月17日
化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
•思考：不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的 热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的 热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自 哪里？
1、化学反应中能量的变化
⑴、化学反应的本质是什么？ 以氢气在氯气中燃烧为例，用化学 键的观点分析反应的本质过程。
1、所有的燃烧
2、酸碱中 和 反 应
3、活泼金属与水或酸的 反应
1、以C、H2、CO为还原剂 的氧化还原反应（燃烧除 外） 2、Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl 3、Fe+H2O（g） 4、大部分分解反应 5、盐类的水解
4、大部分化合反应（生 石灰和水）
5、物质的缓慢氧化
6、铝热反应
注意
浓硫酸稀释、氢氧化钠等强碱的溶 解、液化等过程中虽然也放热，但 不是放热反应； 铵盐的溶解、气化等过程中也吸收 热量，但不是吸热反应。
二、化学能与热能的相互转化
1、两条基本的自然定律
（1）质量守恒定律： （2）能量守恒定律：一种能量可以转化为另一种能量，总能量 保持不变。
2、吸热反应和放热反应
（1）化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应 （2）化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应
3、常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
点燃
H2
H—H
断 开
Hale Waihona Puke +断 开Cl2
Cl —Cl
= 2HCl
形 成
· · · · ： · Cl H· ＋ · · → H Cl · ·
· ·
一个化学反应的的过程，本质上就 是旧化学键断裂和新化学键形成的过 程。
2-1化学能与热能
第一节
化学能与热能
◆
能源、材料、信息被称为现代社会发 展的三大支柱。在影响全球经济和生活的 各因素中。能源居于首位，是现代物质文 明的原动力。 中国能源消费总量已经位居世界第二， 约占世界能源消费总量的11%。 2006年， 中国能源消费总量为16.8亿吨标准煤。其 中煤炭占67.1%，原油占22.7%，天然气占 2.8%，可再生能源占7.3%。 目前中国面 临着常规能源资源约束、资源短缺，污染 严重、能源利用效率低等问题。
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作业： 完成《基础训练》P37同步练习
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．化学反应实质
旧键断裂，新键形成。化学反应的特点是 有新物质生成。 “新” 是指物质组成、物质结 构、物质所具有的能量与原反应物不同。 2、化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存” 或“释放”的过程
◆
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1、从化学键断裂与形成分析
反应物化学键断裂（分子原子） ：吸收能量
◆
从物质内能角度分析
反应物的总能量高
放 热 反 应
生成物的总能量低
生成物的总能量高
吸 热 反 应
反应物的总能量低
化学反应过程可看成能量的“贮存”或“释放”的过
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能 反应物 量
能 量
生成物
反应物 生成物
反应过程
反应过程
E（反应物）＞E（生成物）——放出能量（释放）
E（反应物）＜E（生成物）——吸收能量（储存）
有刺激性气味的气体产生，感觉烧杯变凉；烧杯下面的 带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部
◆
常见放热、吸热反应或过程 ：
燃烧、中和、物质的氧化、金属与酸、原电池 反应、某些物质溶解（浓H2SO4溶于水、CaO 溶于水、NaOH溶于水）、气体转为液体
物理八年级下第五章-热与能-单元测试卷一和参考答案
热与能单元测试卷一姓名一、选择题1．下列说法中正确的是[ ]A．凭手的感觉可以准确判断出物体的冷热；B．80℃的水比80℃的铁冷；C．0℃的水与0℃冰的冷热程度相同；D．以上说法都不准确。
2．冬天，用手摸室外的铁块和木块，总感到铁块比木块冷些，这是因为[ ] A．铁块的热胀冷缩比木块大B．铁块的热传导本领比木块大C．铁块的热辐射本领比木块大D．铁块的温度比木块低3．在宇宙飞船上，物体都处于失重状态，即用弹簧秤称一壶水的重为零，若用电炉对一壶水加热所用的时间要比地面上加热时间长一些，这是因为在失重环境下[ ]A．不易发生传导；B．不易发生对流；C．不易发生辐射；D．三种方式均受影响。
4．关于温度和热量，下列说法中正确的是[ ]A. 温度高的物体具有的热量多，温度低的物体具有的热量少B. 物体吸收热量温度一定升高，放出热量的物体温度一定降低C. 热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体D. 热量总是从热量多的物体转移的热量少的物体5．铁的比热容大于铜的比热容，质量相等的铁块和铜块放出了相等的热量，那么[ ] A．铁块的温度降低得多；B．铜块的温度降低得多；C．铁块和铜块降低相同的温度；D．无法判断。
6．下列说法中，能反映物体放出热量多少跟物体降低的温度有关的是[ ] A．相同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同；B．相同质量的不同物质，降低相同的温度，放出的热量一般不同；C．不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同；D．不同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量一般不同。
7．有关物质的比热容，下列说法中正确的是[ ]A．比热容跟物体的质量有关，质量越大，比热容越小。
B．比热容跟物体的温度有关，温度越高，比热容越大。
C．比热容是物质本身的一种特性，即使当物质的状态发生改变时，其比热容也不会改变。
D．比热容跟物体的质量和温度都无关，但当物质的状态发生改变时，其比热容也会改变。
8．物理学中引入比热容的概念是为了比较[ ]A．不同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；B ．不同质量的不同物质，升高不同的温度，吸收的热量不同；C ．相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；D ．相同质量的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量不同。
1化学能与热能第一课时
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看图讨论
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分析化学反应
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A Concept
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化学键与化学反应中能量变化有什么关系？ 化学键与化学反应中能量变化有什么关系？ 阅读课本P32) （阅读课本P32) 当物质发生化学反应时， 1. 当物质发生化学反应时，断开反应物中 的化学键要 吸收能量 ，而形成生成物中的化 学键要 放出能量 。 2.（ 断开1 molH- 键要吸收436KJ 2.（常温常压下）断开1 molH-H键要吸收436KJ 的能量，形成1 molH的能量，形成1 molH-H则要放出 436KJ 的能 量。 3.（ 3.（常温常压下）1 molCH4中含有4 mol C-H键， 断开1 molC- 键要吸收415KJ的能量，断开1 415KJ的能量 断开1 molC-H键要吸收415KJ的能量，断开1 中所有C 的能量。 molCH4中所有C-H键则要吸收 1660 KJ的能量。
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化学能与热能1
3、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中， 、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中， 破坏1molH－H键消耗的能量为 1kJ， 键消耗的能量为Q ， 破坏 － 键消耗的能量为 破坏1molO O键消耗的能量为 kJ， 键消耗的能量为Q 破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ， 键释放的能量为Q 。 形成1molH－O键释放的能量为 3kJ。 － 键释放的能量为 形成 下列关系式中正确的是（ 下列关系式中正确的是（ B ） A. 2Q1 + Q2 > 4Q3 B. 2Q1 + Q2 < 4Q3 C. Q1 + Q2 < Q3 D. Q1 + Q2 = Q3
放热反应
燃料的燃烧 中和 反应 金属与 酸 物质氧化
吸热反应
C+CO2 H2+CuO C+H2O Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl CaCO3高温分解
练习： 练习： 1、下列说法正确的是（ CD ） 、下列说法正确的是（ A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应 反应物和生成物所具有的总能量决定了反应 结果是放热还是吸热 D.吸热反应在一定条件下也能发生反应 吸热反应在一定条件下也能发生反应
热力学第一定律与内能
热力学第一定律与内能热力学是研究能量转化和守恒的物理学分支。
作为热力学的基本原理，热力学第一定律与内能密不可分。
本文将探讨热力学第一定律与内能的关系及其在能量转化中的应用。
一、热力学第一定律的概念与原理热力学第一定律又称能量守恒定律，是指在系统内部能量转化过程中，能量的增加或减少等于系统对外界做功加上或减去系统所吸收或放出的热量。
热力学第一定律可以用公式表示为：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统内能的变化量，Q代表系统所吸收或放出的热量，W代表系统对外界做的功。
二、内能的定义与内能变化内能是指系统的微观粒子的能量之和，包括粒子的动能和势能。
内能的变化可以通过系统吸收或放出的热量和对外界做的功来描述。
根据热力学第一定律的表达式，内能的变化可以表示为：ΔU = Q - W当系统吸热时，Q为正值，表示系统从外界吸收热量，增加内能；当系统放热时，Q为负值，表示系统向外界释放热量，减少内能。
对于做功过程，当系统对外界做功时，W为正值，表示系统做功减少内能；当外界对系统做功时，W为负值，表示系统对外界做功增加内能。
三、热力学第一定律与能量转化的应用热力学第一定律与内能密切相关，广泛应用于各个领域的能量转化过程中。
以下是一些常见的应用场景。
1. 热机热力学第一定律在热机中有重要应用。
热机是指通过吸收热量将热能转化为机械能的装置。
根据热力学第一定律，热机的效率可以表示为：η = W/Qh其中，η表示热机的效率，W为热机对外界做的功，Qh为热机从高温热源吸收的热量。
热机的效率随热量转化的方式、工作温度等因素而变化，热力学第一定律为热机的设计和优化提供了理论基础。
2. 化学反应热力学第一定律也适用于化学反应的能量变化。
化学反应通常伴随着热量的吸收或放出，根据热力学第一定律的原理，化学反应的热效应可以通过内能变化来表示。
例如，当化学反应放出热量时，反应物的内能减少，产物的内能增加；当化学反应吸收热量时，反应物的内能增加，产物的内能减少。
高等工程热力学 能量与热力学第一定律
能量与热力学第一定律统一性质的能量平衡方程将以不同形式不同内容出现，本章将对热力学第一定律的应用逐一加以讨论。
3—1热力学第一定律和系统的储存能能量转换及守恒定律指出：自然界中的一切物质都具有能量；能量有各种不同形式，并能从一种形式转化为另一种形式；在转换中能量的总数保持不变。
对于孤立系，无论其内部如何变化，它的总能量保持不变时，能量守恒及转换定律可以简单表示为 △E iso =0（3-1）热力学第一定律的一般表示式： Q=△E+W tot (3-2)物系储存的能量有内部储存能喝外部储存恩呢个之分。
与物质内部粒子的微观运动和粒子在空间的位置有关的能量称为内部储存能，简称内能，用U 表示。
在不涉及物质内部结构变化时，内能仅只微观运动能和微观位能，合称热能。
物体作整体运动时还可以有其它能量，这类能量要由物系外的参考系坐标确定，故称为物系的外部储存能。
物系的储存能是△E=△U+m △c 2+m △z(3-3)3—2功热力学通常沿用力学中功的定义：功是力与平行于力的作用12线的位移的乘积。
系统给出的功和外界对功的使用方式无关。
热力学中所说的功都是只系统而言，是系统给出的或得到的功，系统给出了多少功，外界就获得数量相等的功。
膨胀功是热能变为机械能的基本形式的功。
如过程是可逆的，膨胀功表示为(3-4)表面张力可逆功的一般表示式为：（3-5）式中的负号表示表面时外界应对系统做功。
在涉及电磁场现象时，外力场变化还会出现其它模式的功。
当外电场发生变化时，为使电介质中的电偶子转动而沿一定方向排列，系统对外完成的可逆极化功为（3-6）式中，是电场强度，是总电矩。
当外电磁场改变时，为使磁偶子定向，磁性物质热力系对外作的可逆磁化功可表示为（3-7）式中，是磁场强度，是总磁矩。
从式（3-4）~（3-7）可看出，无论哪种模式都是可逆功，如非可逆，功就不能如此表示，而且都具有下列共同形式：（3-8）其中称为广义功，代表某种强度量，叫广义功，是在re dW pdV =·sur ten dW dA σ=-pol dW EdP =-E P mag dW HdI =-H I ()i re i i dW F dx =-i W i F i dx iF作用下产生的广义位移的微分量，是一广延量。
选修1 化学能与热能知识点
第一讲化学反应与能量一、基本概念：（单位都为kJ/mol）1.反应热（Q）：等温条件下，化学反应体系向环境释放或者从环境吸收的热量。
2.焓（H）：为了描述等压条件下的反应热，科学上引入的已内能有关的物理量。
3.焓变（ΔH）：在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。
4.键能（E）：1mol气态分子AB离解成气态原子A和B所吸收的能量。
二、反应热和焓变：1.化学反应本质：①微观：有旧化学键的断裂也有新化学键的形成。
①宏观：有新物质的生成。
思考：有化学键的断裂就发生化学反应。
错，NaCl溶于水有化学键断裂是物理变化。
2.反应热的本质：①宏观角度：ΔH=E（生成物总能量）－E（反应物总能量）放热反应吸热反应①微观角度：反应物化学键断裂——吸收能量（取正值）生成物化学键形成——放出能量（取负值）ΔH=E（断键）－E（成键）放热反应：断键吸收能量<成键放出能量吸热反应：断键吸收能量>成键放出能量补充：1mol H2O ——2mol H－O1mol NH3 —— 3mol N－H1mol P4 —— 6mol P－P（正四面体）1mol Si —— 2mol Si－Si1mol SiO2 —— 4mol Si－O3.常见的吸热反应和放热反应①放热反应：大多数化合反应（除N2 + O2放电2NO ；C + CO2高温2CO ）中和反应燃烧反应金属与酸（水）的反应铝热反应基本营养物质在生物体内的氧化反应①吸热反应大多数分解反应（除2KClO3加热2KCl + 3O2 ↑）以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应大多数强碱与铵盐弱电解质电离和盐类水解补充：①反应开始需要加热，停止加热后仍可以继续进行（放热反应）。
①反应需要持续不断加热才能进行（可以为吸热反应也可以为放热反应）。
①能量变化（发光、放电、吸热、放热）不等于热量变化。
①能量越低越稳定三、热化学方程式：1.定义：表示参加反应的物质的量和反应热关系的式子。
热力学第一定律与内能
热力学第一定律与内能热力学是研究能量转化和能量关系的一门科学。
在热力学中，热力学第一定律和内能是两个非常重要的概念。
本文将围绕这两个概念展开论述，介绍它们的定义、原理以及在实际应用中的意义。
一、热力学第一定律的定义和原理热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，表明了热力学系统中能量的守恒关系。
简单来说，系统所吸收的能量等于系统所做的功加上系统的内能变化。
热力学第一定律的数学表达式为：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统的内能变化，Q代表系统所吸收的热量，W代表系统所做的功。
根据热力学第一定律，当一个系统吸收热量时，它的内能会增加；当一个系统做功时，它的内能会减少。
二、内能的定义和性质内能是热力学系统所具有的能量，包括系统的微观组成、分子间相互作用以及分子内部的能量。
内能的数值取决于系统的状态，而不仅仅取决于系统的外部条件。
内能与系统的温度密切相关，根据理想气体的状态方程PV=nRT，可以得知气体的内能与温度成正比。
而对于固体和液体等其他形式的物质，内能与温度之间的关系则更为复杂，需要借助于材料的特性进行研究。
三、热力学第一定律和内能的应用1. 热力学系统的能量分析热力学第一定律为我们提供了分析热力学系统能量变化的手段。
通过测量系统所吸收的热量和做的功，我们可以计算出系统的内能变化。
在工程领域中，热力学第一定律被广泛应用于能量转化和能量利用的分析。
例如，在汽车发动机中，热力学第一定律可以帮助我们计算出燃料的能量释放情况，从而评估发动机的效率。
2. 内能的测量和控制在科学研究和工程实践中，内能的测量和控制是一项重要任务。
通过测量系统的内能变化，我们可以了解系统的热力学性质和能量变化规律。
例如，在化学反应过程中，通过测量反应物和产物的内能变化，我们可以评估反应的热效应，从而判断反应的放热或吸热性质，并为反应条件的选择提供依据。
3. 内能与能量转化的研究内能的变化与能量转化有着密切的联系。
在热力学系统中，内能的变化可以通过吸热或放热来实现能量的转化。
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热与能练习1
一、选择题
1、反映物质特性的物理量是 （ ） A ．温度 B ．比热容 C ．热量 D ．内能
2、下列现象中，不能说明分子不停地做无规则运动的是 （ ）
A 、阳光下看到灰尘飞舞。
B 、经过面包房子，闻到阵阵奶香。
C 、牛奶中放入砂糖，牛奶变甜。
D 、鸭蛋裹上混有食盐的泥巴，过一段时间变成咸蛋。
3、冷水质量为m ，吸收一定热量后温度由t 1升高到t ，另有质量为2m 的热水，放出同样热量后温度也降到t 。
则该热水原来温度是 （ ）。
； ； ； 2
3)D (2)C (23)B (2)
A (1
111t t t t t t t t ++-- 4、质量相等、温度相同的铁块和铜块，吸收了相等的热量后互相接触，已知铁的比热容比铜的大则 ( ) A ．热由铁块传给铜块 B ．热由铜块传给铁块 C ．铁块铜块间不发生热传递 D ．温度由铜块传给铁块 二、填空题
5、本市重大公共绿地建设工程太平桥绿地已于2001年6月8日竣工。
绿地中的人工湖具有“吸热”功能，炎夏时它能降低周边地区的热岛效应。
若人工湖湖水的质量为1.0×107千克，水温升高2℃，则湖水吸收的热量为__________焦[c 水＝4.2×103焦／(千克·℃)]
6、图1是在某地昼夜四个不同时刻测得的气温数，气象学规定这四个确定时刻测得的气温平均值叫做日平均温度。
则这个地方当天的日平均温度为__________℃，一昼夜内的最大温差是_________℃。
7、质量相等的甲、乙两种液体，温度相同，用两盏完全相同的酒精灯分别加热，记录的温度与时间变化的曲线如图2所示，可知C
甲
______ C 乙（选填“大于”、“等于”或“小于”），若液体升高的温度相等，则_________加热时间长。
8、如果把一杯温度为20℃的水放入冰箱的冷藏室内，水的温度将降低，水分子做 运动的速度将_______（选填“变快”或“变慢”），这杯水的内能将________（选填“减少”或“增大”）。
9、如图3（a ）所示，将两个底面削平的铅柱紧压在一起，下面吊—个重物也不能把它们拉开，说明分子间存在 （选填“引力”或“斥力”）；如图3（b ）所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花。
把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来。
这说明活
(a) 图3
(b)
图4
塞对气体 ，增加了气体的内能，使气体的温度 。
三、实验题
10、小明和小华在家里烧水时发现，“烧开同样温度的一壶水比半壶水所需的时间长”。
（1）根据这一现象他们猜想：水吸收热量的多少与水的质量有关，并进一步提出假设，你认为他的假设可能是： 。
（2）为了验证以上假设，他们来到实验室，各自用如图4所示装置分别对不同质量的水进行加热，加热过程中他们通过观察 和 ，并将相关数据记录在表一和表二中。
（设水每分钟吸收的热量相等）
表二（水） ①分析比较表一或表二中的第一行与第二行的数据及相关条件，可得到的初步结论是： 。
②进一步综合分析表一和表二中的数据及相关条件，可以归纳得到的结论是： 。
（3）为进一步研究，小明和小华又选用煤油重复上述实验，并将实验数据记录在表三中。
（设水和煤油每分钟吸收的热量相等）
表三（煤油）
在分析比较 的数据及相关条件后，他们还能得到的结论是：相同质量的不同物质 。
四、计算题
11、在质量是0.5千克的铝壶里装了2千克水，把这壶水从20℃加热到100℃，求水吸收的热量。
[c 水＝4.2×103焦／(千克·℃)]。