第十三章内能

关于比热容
1、物质的比热容跟密度相似,也是物质的 特性之一.
2、比热容仅与物质的种类和状态有关。 3、可以用比热容来鉴别物质的种类。
学会查物质的比热容表
关于比热容，下面几种认识对不对？ A．1 kg沙石，温度升高1 ℃，要吸收920 J的热量 B．液体的比热容都比固体大 C．同一种物体，比热容是相同的 D．比热容是物质的特性之一，可以用来鉴别物质
第十三章 内能
第一节 分子热运动
分子热运动
Hale Waihona Puke Baidu
物质的构成 分子热运动 分子间作用力 分子动理论
微米： 人的头发丝的直径大约是60～80 μm； 一个细胞的长度大约在10 μm； 光学显微镜分辨力的极限是0.2 μm。
光学显微镜下的头发丝
比光学显微镜放大倍数高1 000 倍的电子显微镜
电子显微镜下的纤维
课堂小结
分子动理论的初步知识：
（1）物质是由分子、原子构成的； （2）构成物质的分子在不停地做无规则运 动； （3）分子间存在着引力和斥力。
第二节 内能
内能
内能定义 影响内能大小因素 改变内能的方法
一、内能
自古以来，人们就在不 断地寻找与热有关的某种能 量。
1．分子具有动能和势能 构宏成观物物质体的由分于子运在动不而停具地有做动热能运，动因，为同受样到具重有
1．用火焰加热 3. 用手搓 5. 在地上摩擦 7. 反复弯折
2. 太阳晒 4. 用手焐 6. 用锤子不断敲击 8. ……
将这些方法分两类，说说你分类的原则是什么？
1．用火烧
用温度更高 热
2．太阳晒
的物体使铁 传
使铁丝
4．用手焐
丝温度升高 递
温度升
高
3．用手搓
5．在地上摩擦 温度升高的
做
6．用锤敲
处理数据
液体
质量 初温 末温 升高的温度 加热时间 m/g t0/℃ t/℃ (t-t0)/℃ t/min
水 500 20 30
10
4
食用 500 20 30
10
2
油
结论:
1、升高相同的温度,吸收的热量不等,水吸收的热量多. 2、吸收相同的热量,食用油升高的温度比水的高.
谁的吸热能力强
结论
物体吸收热量的多少还跟物质的种类有关. 如何科学地比较不同物质的这种特性呢？
2，做功
实质：能量的转化 情况：外界对物体做功，内能增加
物体对外界做功，内能减少
2.做功可以改变内能 实验观察1
实验观察2
空气结的两对物论内个物体：能实 体 对？验 做外中 功做， ，功通内，过能内什增能么加减途，少径温，改度温变升度了 高 降玻 。低璃。容器内
做功改变内能的本质： 机械能与内能的相互转化
2、把一壶水烧热和烧开，哪种情况需要吸收更多的热？
说明:物体吸收的热量与（ 关.
）（
）有
讨论
物体吸收热量的多少跟哪些因素有关？
1、用同样的炉火分别烧一大锅水和一小杯水，加热到 相同的温度，谁吸热的时间长？谁吸收的热量多？ 2、把一壶水烧热和烧开，哪种情况需要吸收更多的热？ 说明:物体吸收的热量与（ 质量 ）（ 升高的温度）有 关.
气体被压缩时都会产生“抵 抗”，要是压缩液体和固体 呢？
测力计的示数为什 么会变大？
实验表明，分子间同时存在相互作用的引力和斥力
2．固体、液体、气体物质的宏观特性和微观描述
固体分子间距
液体分子间距
气体分子间距
分子间距决定了分子间的作用力，从而决定 了固体、液体和气体的特征。
气体分子之间的距离就很远，彼此之间几乎 没有相互作用力。
电子显微镜下的病毒
电子显微镜下的铝合金易拉 罐表面
电子显微镜下的金分子
纳米： 在这个尺度下，我们可以数清楚分子或原子 的个数。
水分子的直径是0.4 nm。
一、物质的构成
常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原 子构成的。
一般分子直径只有百亿分之几米，人们通常以 10-10 m为单位来量度分子大小。
解释现象
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
能量变化
现象： 内能改变方式： 能量转化：
现象： 内能改变方式： 能量转化：
能量变化
现象：棉花燃烧 内能改变方式： 做功 能量转化： 机械能-内能-化学能
现象：塞子弹开 内能改变方式： 做功 能量转化：机械能-内能-机械能
能量变化
现象： 内能改变方式： 能量转化：
2．分子热运动 构成物质的分子运动的快慢与什么因素有关?
实验观察
分子的运动跟温度有关，温度越高，分子运动 越剧烈。我们把分子无规则运动叫做分子热运 动。 解释现象：为什么刚炒的热菜比凉菜更容易闻到香味？
三、分子间的作用力
1．分子之间既有引力又有斥力
实验观察1
实验观察2
实验观察3
是什么力使得两 块铅块结合在一 起？
一、物质的比热容
1、比热容的定义:
一定质量某种物质，在温度升高时吸收的 热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种 物质的比热容（ C ）.
2、比热容单位：焦每千克摄氏度
符号：J/(Kg·℃)
认识比热容
水的比热容是： c 水= 4.2×103 J/(kg ·℃) 色拉油的比热容是： c 油= 1.97×103 J/(kg·℃) 尝试说出水的比热容的物理意义： 1 kg水温度升高（或降低）1 ℃吸收（或放出） 的热量是4.2×103 J。
冰山有内能吗？ 一切物体在任何情况下都具有内能。
二、影响内能大小的因素
内能的大小跟物体的温度、质量、种类、 状态等有关
内能跟温度的关系
温度越高
分子的无规则运动就越剧烈
分子无规则 运动越剧烈
分子动能 就越大.
组成这个物体的所有 分子的动能总和增加
这个物体的内 能也就增加
三、改变内能的方法
你怎样让一段50 cm的铁丝温度升高呢？
例1、质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃，水 吸收了多少热量？
解：Q吸=cm(t-t0) ＝4.2╳103J/(kg.℃) ×10kg × （65℃-25℃） ＝1.68 × 106J
答：水吸收了1.68 × 106J热量
热量的计算公式
两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放 出热量，温度降低，低温物体吸收热量，温度 升高。无热量损失，全部被低温物体吸收，两 物体温度相同，称为“达到热平衡”
2、取两个______的烧杯盛放质量相同的两种液体 (水和食用油), 用_____的两个电热器给它们加热使 它们升高相同的温度,看它们所用时间的长短.
1、要研究这个问题,必须保持_质__量__和_升__高__的__温__度__ 相同， __物__质__种__类__不同.
2、取两个_相__同___的烧杯盛放质量相同的两种液体 (水和食用油), 用__相__同_的两个电热器给它们加热使 它们升高相同的温度,看它们所用时间的长短.
过程，往往
功
伴随着运动
7．反复弯折
1.热传递可以改变内能 发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体
内能增加。
在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量， 热量的单位也是焦耳。
热传递的本质： 内能从高温物体转移到低温物体
热传递的条件： 存在温度差
1，热传递 实质：能量的转移 条件：温度差 方向性：高度物体到低温物体
现象： 内能改变方式： 能量转化：
能量变化
现象：塞子弹开，水雾 内能改变方式： 做功,热传递 能量转化： 化学能-内能-机械能
现象：塞子弹开，水雾 内能改变方式： 做功 能量转化： 机械能-内能-机械能
温度与内能 温度升高，内能增加 温度降低，内能减少
热量与内能 吸收热量，内能增加 放出热量，内能降低
例题： 热牛奶时，欲使200g牛奶的温度由12℃升高为 42℃，妈妈应该用60℃的热水多少千克？（牛 奶比热容2.5x103J／(kg·℃)，牛奶的密度 0.8x103 kg/m3 ，不计热量损失）
解：Q水放=Q牛吸， C水m水Δt水=C牛m牛Δt牛， 4.2×103J／(kg·℃) ×（60 ℃ -42 ℃ ） × m水
动力能和，弹而力分而子具间有具势有能相。互作用力，又使得它们具有 势能。
分子和足球、弹簧是否有相似之处？
2．内能
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子 势能的总和，叫做内能。
内能的单位是焦耳（J）
注意：机械能与整个物体的机械运动情况有关， 内能与物体内部所有分子的热运动和分子间的相 互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另 一种形式的能。
课堂小结
内能的 概念
是什么因 素决定了 内能的大
小？
改变内能 的两种方 式是什么？ 怎么区别？
第三节 比热容
比热容
比热容定义 比热容知识的应用 热量的计算公式
不同时刻，为什么沙子和海水的温度不同？
讨论
物体吸收热量的多少跟哪些因素有关？
1、用同样的炉火分别烧一大锅水和一小杯水，加热到 相同的温度，谁吸热的时间长？谁吸收的热量多？
热量的计算公式
两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放 出热量，温度降低，低温物体吸收热量，温度 升高。无热量损失，全部被低温物体吸收，两 物体温度相同，称为“达到热平衡” 热平衡方程： Q吸=Q放
C吸m吸Δt吸=C放m放Δt放
例题： 热牛奶时，欲使200g牛奶的温度由12℃升高为 42℃，妈妈应该用60℃的热水多少千克？（牛 奶比热容2.5x103J／(kg·℃)，牛奶的密度 0.8x103 kg/m3 ，不计热量损失）
二、利用比热容的知识解释一些现象 想一想
新疆有句谚语： “早穿皮袄午穿纱 围着火炉吃西瓜” 你能说出它的道理吗？
沿海地区及我国东南部白天和晚上的气温变化 不__大__,而在沙漠地区及我国西北部昼夜气温变化 较__大__.为什么？
答：这是因为在同样受热和冷却，即吸热或放热 相同时，水的比热容大，温度变化小；砂石的比 热容小，温度变化大。
昆明，又名春城，是云南省的首府。昆明的周 边，现在滇池南北长约40千米，东西宽约8千米， 总面积300平方千米，湖岸线长163.2千米，最大水 深10.4米，平均水深4.4米。那里的气候宜人，四季 如春，这与滇池密切相关。你知道其中的缘故吗？
钢筋水泥都市，给我们的生活带来方便的同时，
也给我们带来诸多不便，比如，炎炎夏季，都市气 温往往比郊外要高3 ℃ ～ 5 ℃，这就是热岛效应， 应该如何应对呢？
种草种树，增加水蒸气蒸腾
修建人工湖，利用水的吸 热本领强，来调节气温。
热量的计算公式
Q = c m Δt Q：物质吸收或放出的热量 c: 物质的比热容 m：物体的质量 Δt：变化的温度
吸热时Δt=t-t0 放热时Δt=t0-t
例1、质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃，水 吸收了多少热量？
猜一猜
物体吸收热量的多少除了与物体的质量、 物体升高的温度有关外,还可能与其他的什么 因素有关?
不同物质,当它们质量相同、让它们升高相 同的温度时，它们吸收的热量?
实验设计
怎么验证你的想法？利用提供的器材说一说你 的设计思路
1、要研究这个问题,必须保持_____和___________ 相同， __________不同.
二、分子热运动
1．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。 实验观察1 气体扩散现象
气体扩散现象
二、分子热运动
实验观察2 液体扩散现象
10日后
20日后 30日后
固体间的扩散现象
长时间堆放煤的墙角 会变黑，用笤帚扫都 扫不干净。
扩散现象等大量事实表明：一切物质的分子都 在不停地做无规则的运动；分子间存在间隙。
= 2.5×103J／(kg·℃) ×0.2kg×（42 ℃ -12 ℃ ） =0.198kg
课堂小结
什么是 比热容
比热容 知识的
运用
热量的 计算