内容正文:
易错点18 内能概念辨析及内能应用的相关问题
目 录
01 知识点梳理
02 易错陷阱(3大陷阱)
03 举一反三
【易错点提醒一】改变内能的方式包括热传递和做功两种不同类别
【易错点提醒二】区分内能、温度、热量在模型中的表征形式
【易错点提醒三】分析热机工作过程遵循“1124”法则
04 易错题通关(真题+模拟)
1.物体内所有的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能,内能与物体的质量、状态、体积等因素有关,同一物体,温度越高,内能越大;温度越低高,内能越小;
2.改变内能的方式:①做功、②热传递;
3.内能、热量、温度三者的概念辨识:
①同一物体温度升高,内能增大;内能增大,温度不一定升高;
②物体吸收热量,内能一定增大;内能增大,不一定是吸收了热量;
③物体温度升高,不一定是吸收了热量;吸收了热量,温度不一定升高;
4.比热容表示一定质量的某种物质,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,强调不同物质吸热能力的强弱;
5.与比热容相关的热量计算:
①吸收热量:Q吸=cm△t=cm(t-t0);
②放出热量:Q放=cm△t=cm(t0-t);
6.热机:利用内能做功的机器(室内能转化为机械能),蒸汽机、内燃机、汽轮机等;
7.“1124”法则:1个工作循环完成1次做功,曲轴转动2次,完成4个冲程.
8.热机效率:用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
易错陷阱1:改变内能大小的变式问题
【分析】
改变物体内能的大小可以采取物体间热传递、做功两种方式,考生容易出现改变内能方式的判定错误,以及做功方向判断错误导致的内能改变分析错误等问题。
【解题技巧】
1.明确研究目标物体;
2.确定热传递的传递方向,判定热传递对目标物体能内能的影响;
3.明确做功情况中的做功方向,判定做功对目标物体能内能的影响。
易错陷阱2:内能、热量、温度有关的概念辨识问题
【分析】
有关内能辨识问题中的内能、热量和温度关系的辨析,强调内能变化过程中的表象与实质变化的分析,能量的变化依托于不同形式能量的转化以及同种形式能量的转移,考生容易混淆三者间的内在关系,从而导致概念描述类问题的判定错误。
【解题技巧】
1.内能不能传递,只能具有;
2.温度是内能的表现形式,发生热传递需物体间存在温度差;
3. 热量是能量传递过程中的呈现形式。
易错陷阱3:热机工作循环及对应做功变换相关问题
【分析】
热机工作过程中的不同冲程对应不同形式能量的转换,结合冲程个数与做功循环情况的对应关系,考生在能量转换方式、做功与对应冲程分析、做功次数/冲程个数的确定等问题中容易出现概念混淆,进而出现分析求解错误的问题。
【解题技巧】
1.做功冲程-内能转机械能,压缩冲程-机械能转内能;
2.只有做功冲程靠做功完成,其他冲程借助惯性完成;
3.结合“1124”法则求解曲轴1秒完成的往复个数,判定对应的冲程数,做功数。
【易错点提醒一】改变内能的方式包括热传递和做功两种不同类别
【例1】下面有关物理情景中,通过做功使物体内能增加的是( )
A. 把铁丝反复弯折,弯折处变热
B. 把钢球放入炉火中,烧一段时间
C. 冬天,用热水袋对手进行取暖
D. 水烧开时,水蒸气将壶盖顶起
易错分析:改变物体内能大小的两种方式辨识错误。
【答案】A
【知识点】通过做功调的方式节物体内能的大小注意能量性质的变化
【解析】把铁丝反复弯折,弯折处变热,是摩擦生热,属于做功改变铁丝的内能;把钢球放入炉火中,烧一段时间,是热传递改变钢球的内能,不符合题意;冬天,用热水袋对手进行取暖,是热传递改变手的内能;水烧开时,水蒸气将壶盖顶起,是热传递改变水蒸气的内能;故选A。
【变式1-1】实验过程中可以通过热传递的方法改变物体内能,热传递实质是( )
A. 能量从内能大的物体传给内能小的物体
B. 能量从热量多的物体传给热量少的物体
C. 能量从温度高的物体传给温度低的物体
D. 能量从质量大的物体传给质量小的物体
【变式1-2】改变内能有不同的方式,图(甲)是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,当迅速压下活塞时,可看见筒内棉花燃烧起来.这是利用 方式使玻璃筒内空气的内能增加,温度升高,达到棉花的燃点,使棉花燃烧。图(乙)所示实验,展示了人类利用内能的过程,是利用 的方式使水加热至沸腾。
【变式1-3】下列现象中,通过热传递改变内能的是( )
【易错点提醒二】区分内能、温度、热量在模型中的表征形式
【例2】在物理学中“热”有很多含义,如“热量”“内能”“温度”等,说出下面的情形中热的含义 :
①水深火热 ;
②物体吸热 ;
③摩擦生热 ;
④热胀冷缩