内能的改变热量的计算
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教学过程
1、内能:物体内部所有分子做无规则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。
3、影响物体内能大小的因素:①温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温
度越高物体内能越大。②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。④存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
4、内能与机械能不同:
机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关
内能是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的
运动,而不是物体的整体运动。
5、热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。温度越高扩散越快。温度越高,分子无规则运动的速度越大。
二、典型例题讲解:
例1 压缩固体和液体很困难说明分子间()
A.分子之间存在着斥力
B.分子之间存在着引力
C.分子不停滴在做无规则的运动
D.固体、液体分子之间没有空隙
解固体、液体难压缩的原因,是受压后分子间的距离,就要小于0.1nm,这时分子间斥力大于引力,斥力起主要作用,并且斥力会随着分子间Array
距离的进一步减小而迅速增大,所以很难被压缩。
答选A
例2分子间有引力,为什么不能将打碎的玻璃吸引在一起?
小结:分子间的作用力和分子间的距离有关,当分子间的距离大于分子直径的10倍时,分子间的作用力就变得十分微弱,可以忽略了
解答两块玻璃碎片拼合在一起,不可能相距很近,它们之间的距离很难达到如此小的距离范围,分子间的引力十分微弱,所以不能吸引在—起.
例3 下列事例中,不能说明分子做无规则运动的是()
A.炒菜时,我们闻到香味
B.在阴凉的地方晾衣服,衣服变干了
C.腌咸蛋时,时间久了,蛋变咸了
D.扫地时,灰尘在空中飞舞
分析本题实例是人们感受到的事实,能否说明分子的运动,除了分析题目中的主题是否是运动的分子外,还应掌握分子的运动是不受任何外力影响而进行的,这是判断的关键.解炒菜时闻到香味,是扩散现象,说明分子在运动.湿衣服晾干是蒸发,而蒸发的实质是在液体表面总有一些速度较大的分子能克服周围分子的引力而跑到液体外面去,成为气体分子.腌咸蛋时,盐水中的盐分子运动进入到蛋中使蛋变咸,说明分子在运动,而灰尘飞扬是细小尘粒的运动,不是分子运动.
答选D
例4关于物体的内能,下列说法正确的是()
A.物体运动得越快,内能越大
B.物体举得越高,内能越大
C.物体运动得越快,举得越高,内能越大
D.物体温度越高,内能越大
解在分析物体内能大小时,应注意物体的内能与三个因素有关,即物体的质量、温度、状态,与物体的运动速度和举起的高度无关,物体的速度和举起的高度影响的是机械能,而机械能与内能是两种不同形式的能.对于同一物体,温度越高,内能越大.
答选D
例5关于内能、温度和热量的下列说法中,正确的是()
A.高温物体具有的一定比低温物体具有的内能多
B .物体的温度越高,含有的热量越多
C .在内能转移的过程中,越多有热传递发生
D .物体的内能增加,一定是对物体做了功
解 内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,可见物体的内能大小,不仅与分子的热运动有关,还与分子数目的多少和分子势能有关,而物体的温度越高时,分子无规则运动越剧烈,只说明分子动能较大.故选项A 不正确;热量是物体在热传递过程中吸收或放出热的多少,离开热传递,说一个物体含热量的多少是错误的.故选项B 不正确;做功、热传递在改变物体内能的效果上是相同的,宏观上表现为物体温度的变化或物态的变化,但做功和热传递的实质是不同的,做功是内能和其他形式能的相互转化,而热传递是物体间内能的转移.选项C 正确.
答 选C
例6 如图15-5甲是用水来冷
却热牛奶的示意图。图乙是记录牛
奶、水的温度随时间变化的图像,
图中表示热奶温度随时间变化的曲
线应是_________;
(填写I 或Ⅱ)图中A 点的 图15-5
物理意义是 。若水的质量为1.5kg ,在这个过程中水吸收的热量是 .
解 曲线Ⅰ;牛奶和水混合温度,混合温度是18℃;水吸收的热量
)
(吸0t t cm Q -==4.2×103J/(kg ·℃)×1.5kg ×(18℃-10℃)=5.04×104J 例7 小明在烈日当空的海边玩耍,发现沙子烫脚,而海水却很凉。同样的太阳光照射,为什么会出现不同的结果呢?小明想:是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢?于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。
小明在两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子,用一个100W 的白炽灯同时
(2)小明根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图像,如
下图所示。请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图像。
(3)分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图像,你能得出什么探究结
论?
(4)小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”。请你用简略的语言从日常生活或自然中举一个类似的现象。
解(1)质量相等的海水和沙子吸收相同的热量谁温度升高的快谁吸热本领强。(海水和沙子吸热升温快慢相同吗?)(2)图像(略)
(3)①吸收相同的热量,沙子温度变化的快。
②水和沙子吸热温度变化随着时间延长而减小(或沙子和水温度越高时升温越缓
慢)
(4)温差变化大。早稻育秧,晚间往秧田灌水,白天将水放出;夏天的柏油马路比水泥人行道热得多。
例8 2001年3月20日,俄罗斯“和平号”空间站终于走完了它回归地球的全部旅程,坠入太平洋。这个凝聚着人类智慧结晶的庞然大物在高速坠落的过程中分解成许多碎片,这些碎片在天空中燃烧发光,形成一道道明亮的弧线,请回答:①“和平号”空间站进人大气层后向地球坠落的原因是什么?②“和平号”空间站在下落过程中分解成许多碎片,这些碎片在空气中燃烧发光的原因是什么?这里有什么形式的能量转化?
分析:解答此类题目,必须理解改变物体内能的方法可能是热传递,还可能是做功。
解“和平号”空间站进入大气层后,由于受到地球的引力,所以会向地球坠落.空间站在进入大气层后,具有很大的动能和势能.在坠落的过程中要克服与空气摩擦做功,将机械能转化为内能,空间站的温度过高就会燃烧发光.
答①受地球的引力;②与空气摩擦生热,机械能转化为内能和光能.
小结:本节对热、能的相关知识点做了复习,并有8个例题讲解、总结。