-内能和热量-比热容

【同步教育信息】

一. 本周教案内容：

第一章分子动理论与内能

2. 内能和热量（2）

3. 比热容

二. 重点、难点：

1. 知道改变物体内能的方法

2. 知道燃料热值及相关计算

3. 理解比热容概念、物理意义及有关的因素

4. 能用比热容来解释生活中的一些现象，进行热量的计算

三. 具体内容：

（一）物体内能的改变

1. 两个温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低。这个过程，叫做热传递。

在热传递过程中，低温物体温度升高，内能增加；高温物体温度降低，内能减少。

在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。单位是焦耳，符号J。

物体吸热，内能增加；物体放热，内能减少。

物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。

特别说明：热量是过程量，只能说“吸收”或“放出”，不能说“具有”、“含有”或“××的”。就是说热量的大小与物体内能的多少，物体温度的高低没有关系。

2. 除了热传递外，做功也可以改变物体内能。

冬天搓手可使双手变得暖和，是因为做功，使手的内能增加，温度升高。

对物体做功，使物体内能增加。

物体对外做功，本身的内能会减少。

例如：暖瓶塞被顶起后，瓶口出现白雾是因为：水蒸气顶起瓶塞做功，内能减少，发生液化现象，形成白雾。

总结一下：

（二）燃烧的热值

1. 燃料燃烧时能的转化

燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，也就是常说的释放能量。

2. 定义

1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。

热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引入的物理量。它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特性。燃料的热值是燃料本身的一种燃烧特性，不同燃料的热值一般是不同的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。

3. 在学习热值的概念时，应注意以下几点：

（1）“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。

（2）强调所取燃料的质量为“1kg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。

（3）“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。

热值的单位J/kg，读作焦每千克。还要注意，气体燃料有时使用J/m3

4. 热值的物理意义

表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。同种燃料热值相同，不同燃料的热值不同。

5. 放出热量的计算

如果用m表示完全燃烧燃料的质量，用q表示该种燃料的热值，用Q放表示燃料完全燃烧时所放出的热量，则Q放＝m·q。

第三节比热容

（一）物质的吸热能力

不同物质在质量相等、温度变化也相同时，吸收的热量不同。

（二）比热容

要知道质量相等的不同物质升高相同的温度，吸收的热量不相等，为了比较各种物质这种性质上的不同，而引入了比热的概念。1 kg的某种物质，温度升高1℃吸收的热量，叫做这种物质的比热容。设质量为m的物质温度升高t－t0时，所需吸收的热量为Q，则这种物质的比热c可用下式来量度：

c

Q m t =

∆

1kg的某种物质，温度降低1℃所放出的热量和它温度升高1℃吸收的热量相等，因此，用比热容同样可以描述物质的放热能力。

比热是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热。上面的公式，只是比热c的量度式，实质上它与物体的质量、吸热多少和温度的升高是无关的。

比热容的单位是焦耳/（千克·摄氏度），符号J/（kg·℃）。

例如：煤油的比热容是2.1×103J/（kg·℃），它表示的物理意义是：质量是1 kg的煤油，温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是2.1×103 J。

（三）热量的计算

吸热公式：Q吸＝cm（t－t0）

放热公式：Q放＝cm（t0－t）

热量计算的一般公式：Q＝cmΔt

运用吸热放热公式进行计算时要注意公式中的单位：

Q吸、Q放--------------------------------- J

C----------------------------- J/（kg·℃）

t、t0-----------------------------------℃

m--------------------------------------- kg

【典型例题】

例1. 以下所述现象中属于通过热传递改变了物体内能的是（）

A. 将一段铁丝反复弯折，弯折处会发热

B. 放在空气中的一杯热水会冷却

C. 在转动的砂轮上磨车刀，车刀发热

分析：不论物体是发热或是冷却，物体的温度都发生了变化，都是内能的改变，弯折铁丝是用力对物体做功，在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力对车刀做功，所以都是通过做功改变物体热能，热水放在空气中，通过热辐射以及对流等方式向外传递了热能，而使自身的热能减少，温度下降，它是通过热传递方式改变内能的，所以应选B。

正确答案：B

例2. 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，下列选项中属于热传递改变物体内能的是（）

A. 两手摩擦能发热

B. 烧火水变热

C. 锯木材锯子发热

D. 钻木取火

分析：本题主要考查改变物体内能的方式，A、C、D分别是克服摩擦力对手、锯、木材做了功，使机械能转化为内能，物体内能增加，温度升高。B中，燃料燃烧放出的热被水吸收，水内能增加、温度升高。

正确答案：B

考点分析：本题主要考查改变物体内能的方式，此类问题要先判断物体内能是增加还是减少，并分析改变的原因，从而确定能量的转化或转移。

例3.下列关于热运动、温度、热量和内能的相互关系的说法正确的是（）

A. 物体的温度升高，一定是吸收了热量

B. 物体的内能增加，其温度一定升高

C. 物体的温度升高，分子热运动加快，内能一定增加