内容正文:
专题01 温度、内能与热量的辨析(解析版)-2021-2022学年九年级物理同步培优专题(人教版)
◎核心考点1 做功与热传递过程中的温度和內能变化分析
【例1】将“气压火箭”发射筒内充满气体,并在发射管外安装好纸火箭外壳。如图所示,按下发射气阀,随着“砰”的一声响,火箭飞出,同时看到下端管口出现了明显的“白气”。下列叙述中正确的是
A. “白气”是水蒸气
B. “白气”是由于外界水蒸气吸热产生的
C. 发射筒内气体与外界气体发生热传递,内能增加
D. 发射筒内气体对筒身与纸火箭做功,内能减小
【答案】D
【解析】AB、管口出现的“白气”是水蒸气遇冷时放热,液化形成的小水滴,故AB错误;
CD、按下发射气阀,筒内气体对筒身与纸火箭做功,筒内气体的内能减小,温度降低,故C错误,D正确。
故选:D。
物质由气态变为液态叫液化,液化放热;由液态变为气态叫汽化,汽化吸热;
改变内能的方法有:做功和热传递;当气体膨胀对外做功时,气体的内能减小,温度降低。
◎解题技巧
两种方式
热传递
做功
对物体做功
物体对外做功
过程
高温物体放热,内能减小,温度降低,反之亦然
物体内能增大,温度升高
物体内能减小,温度降低
方式
热传导、对流、热辐射
摩擦、压缩体积、锻打、弯折等
气体膨胀
◎对点训练
1.如图所示,对于下列的实验中的物理过程,说法正确的
A. 图甲中,试管中水蒸气推动塞子冲出去时,水蒸气的内能增加
B. 图乙中,厚玻璃管中放少量硝化棉,把活塞迅速压下去时,类似内燃机的压缩冲程
C. 图丙中,抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,这是因为空气比二氧化氮的密度大
D. 图丁中,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧压在一起,下面吊一重物都不能把它们拉开,这是因为分子在不停地运动
【答案】B
【解析】A、试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,温度降低,故A错误;
B、图中厚玻璃管内的空气被压缩时,活塞对管内空气做功,管内空气的温度升高、内能增加,类似内燃机的压缩冲程,故B正确;
C、抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明分子在不停地做无规则运动,故C错误;
D、将两个铅柱的底面削平、削干净、然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开,说明了分子之间存在吸引力,故D错误。
故选:B。
做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小;
物质是由分子组成的,分子在不停地做无规则运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力。
2.如图是某物质由液态变为固态时温度随时间变化的图像,下列说法正确的是
A. t时刻物体的内能为零
B. t、t时刻物体的内能相等
C. t时刻物体的内能比t时刻大
D. t时刻物体分子的动能比t时刻小
【答案】C
【解析】时刻物体温度较低,但其分子仍不停地做无规则运动,所以物体具有内能,故A错误;时刻物体温度与时刻的温度相同,但是从时刻到时刻,物体要放出热量,因此时刻物体的内能比时刻物体的内能大,故B错误,C正确;时刻物体的温度比时刻物体的温度高,所以时刻物体分子的动能比时刻大,故D错误。
3.如图是一种罐装气雾杀虫剂。当手指按住罐顶处的按钮时,罐内被压缩的液化杀虫剂就会喷洒出来,过一会儿,罐体温度______ 选填“升高”或“降低”这主要是罐内被压缩的液化杀虫剂喷洒出来时对外______ ,使本身内能______ 选填“增大”或“减小”。
【答案】降低 做功 减小
【解析】当手指按住罐顶处的按钮时,罐内被压缩的液化杀虫剂就会喷洒出来,罐内被压缩的液化杀虫剂喷洒出来时对外做功,使本身内能减小,故罐体温度降低。
故答案为:降低;做功;减小;
内能的大小与物体的质量、温度等因素有关;
改变内能的方式有两种,即做功和热传递;若当气体对外做功时,内能减少温度降低,若外界对物体做功,物体的内能会增加;
4.研究改变物体内能的方式,小明做了两个实验:
实验甲:如图1所示,将装有少量乙醚的薄壁金属管固定于桌面,用橡皮塞塞紧,来回快速拉动缠在金属管外的皮绳,过一会儿,可以观察到橡皮塞从管口飞出.
实验乙:如图2所示,用气筒不断向装有少量水的瓶内用力打气,可观察到瓶塞从瓶口跳出,此时瓶内有白雾产生.
在甲实验中:橡皮塞从管口飞出,是______ 的内能转化为橡皮塞的机械能.
A.皮绳 金属管 橡皮塞 乙醚气体
在乙实验中:当瓶塞从瓶口跳出时,瓶内有白雾产生,这时瓶内气体的内能______,温度降低,发生了液化现象.
A.增大 减少 不变 无法确定
【答案】;
【解析】做功可以改变物体的内能对物体