专题04 内能及其应用-2024年中考物理【热点·重点·难点】专练（全国通用）

专题04 内能及其应用 内能是物理学中的核心概念，它涉及到分子动理论、热力学等多方面的知识。掌握内能及其应用对于学生深入理解物理原理、提高解题能力具有重要意义。 在命题趋势上，内能及其应用可能将重点考察学生的理论联系实际能力。题目可能将通过结合日常生活、生产实践中的案例，考查学生对内能概念的理解以及在实际问题中运用内能知识的能力。例如，可以考察学生解释热机工作原理、分析热机效率高低的原因等实际问题的能力。 对于内能与其他物理知识的综合运用也将是命题的重点。例如，内能与电能、机械能等其他形式的能量的转换和利用，以及在电路、光学等领域的应用等。这些内容可以结合能量守恒定律、电学等知识点进行考察，要求学生能够灵活运用所学知识解决综合问题。 知识点1：分子热运动 1.分子热运动： （1）物质的构成：宇宙是由物质组成的，物质是由分子组成的；分子是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。 2.分子的大小 如果把分子看成球形，一般分子的直径只有百亿分之几米，人们通常以10-10m为单位来度量分子，因此在一个物体中，分子的数目是巨大的。由于分子太小，人们用肉眼和光学显微镜都分辨不出它们，但可以用电子显微镜来观察分子、原子。 ①物质粒子从大到小排列：宇宙＞银河系＞太阳系＞恒星（太阳）＞地球＞分子＞原子＞原子核＞中子＞质子＞电子＞夸克 ②即使很微小的物体，也不是分子，而是由大量分子组成的小颗粒。比如我们看见的花粉粒、扫地时扬起的灰尘、烟囱冒出的烟尘等都不是分子，而是由大量分子聚集而成的小颗粒。 3.扩散： 不同物质相互接触，彼此进入对方的现象。 4.分子热运动： 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运动。分子运动快慢与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。 5.分子间作用力： （1）分子间存在相互作用力，包括分子引力和分子斥力，且是同时存在的： （2）当压缩物体时，分子斥力大于分子引力，分子间作用力表现为斥力； （3）当拉伸物体时，分子引力大于分子斥力，分子间作用力表现为引力； 6.分子动理论内容： ①物质是由分子或原子构成的； ②一切物体的分子都在不停地做无规则运动。 ③分子间存在相互作用的引力和斥力 。 知识点2：内能 1.内能： 物体内部所有分子热运动的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 （1）因为一切物质分子都在不停地做无规则的运动，所以物体的内能不可能为零， 任何物体在任何情况下都具有内能。 （2）物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。同一个物体（物态不变），温度越高，内能越大。 （3）由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，其内能会发生变化。所以分子势能与物体的体积有关。 （4）内能大小与物体的质量、温度、状态等有关。 2.内能的改变： 改变物体内能的两种方法：做功和热传递。 （1）物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。 （2）热传递发生的条件：存在温度差。 热量总是自发地从高温物体转移到低温物体： a．高温物体内能减小，温度降低，放出热量； b．低温物体内能增大，温度升高，吸收热量。 （3）做功和热传递在改变内能方面是等效的，但实质不同：做功改变内能属于能的转化，热传递改变内能属于能的转移。 3.温度、内能、热量： 热量(Q)：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。(物体含有或具有多少热量的说法是错误的)； 温度、内能、热量之间的关系： （1）物体温度升高，内能一定增大，但不一定吸收热量，因为做功也可以使物体的内能增大； （2）物体内能增大，温度不一定升高，也不一定吸收热量，因为内能增大有可能是因为状态改变造成的，做功也可以使物体的内能增大； （3）物体吸收热量，内能一定增大，但温度可能升高，也可能不变，因为吸收热量有可能改变物体的状态。 （4）温度、热量与内能的关系（热量是一个过程量，一般说传递热量；内能是一个状态量一般说具有内能；温度是一个状态量，一般说升高或者降低温度） 知识点3：比热容 1.比热容： （1）比热容定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的热量叫做这种物质的比热容。 （2）比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容。比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。 （3）水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 2.热量的简单计算 热量的计算：(1)吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；（2）放热：Q放=cm△t= cm(t0