内容正文:
第十三章 内能与热机
第一节 物体的内能
一、物体的内能:
动能:组成物质的分子在永不停息的做无规则运动,每个分子都具有动能;
势能:组成物质的分子之间存在引力和斥力,并有间隔,物质的分子还具有势能;
内能:物体内所有分子,无规则热运动的动能与势能的总和,叫做物体的内能。
国际单位:焦耳;
符号:J;
特点:一切物体,不论质量多少、不论温度高低、状态如何都具有内能。
影响因素:
【温度】分子无规则运动的剧烈程度与温度有关,物体温度越高,分子运动越剧烈,分子动能越大;
【质量】质量越大,所含有的分子数目越多
【状态】气态物质分子间隔>液态物质分子间隔>固态物质分子间隔,间隔越大,分子势能越大;
内能比较:
【温度】同一物体(质量、状态相同),温度高的物体,内能大;
【质量】状态相同、温度相同的情况下,质量大的物体,内能大。
例:一桶水比一滴水的内能大
【状态】质量相同、温度相同的同种物体,气态内能大于液态大于固态;
例:质量、温度相同的冰块和水,水的内能大于冰块的内能;
质量、温度相同的水蒸气和水,水蒸气的内能大于水的内能;
1.内能:物体内部所有分子热运动的 与 的总和,叫做物体的内能。
2.按如图所示进行实验,当观察到热水大面积变成红色时,冷水中只有品红周围变成红色。对该现象的微观解释合理的是( )
A.温度越高,分子运动越快
B.温度越高,分子体积越大
C.温度越高,分子间隔越小
D.温度越高,分子质量越小
3.南极是世界上最冷的地方,在南极的两只小企鹅之间发生了有趣的对话,其中不正确的是( )
A.这里的温度很低,构成物质的大量分子做无规则运动应该很慢
B.对啊,也就是说,温度反映了构成物质的大量分子做无规则运动的剧烈程度
C.这里太冷了,冰山肯定没有内能
D.南极再冷,组成冰山的分子在做热运动,所以冰山也有内能
3.仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确的是( )
A.甲杯中水的内能多
B.乙杯中水的内能多
C.甲杯和乙杯中水的内能一样多
D.无法判断
4. 0℃的冰 (填“有”或“没有”)内能。0℃的冰吸收热量后熔化成0℃的水,其温度 ,内能 (选填“不变”、“增大”或“减小”)。质量相同的100℃水蒸气和100℃水,温度 大,内能 大(后两空均选填“水蒸气”、“水”或“一样”)。
5.一杯0℃的水,下列的做法中,可以判断整杯水的内能比原来增大的是( )
①水结成了冰;②倒出一部分水;③倒入一部分0的水;④水的温度升高到10℃
A.只有①② B.只有①
C.只有③④ D.只有②④
6.甲、乙、丙为同种物质,已知甲的温度为10℃,乙的温度为0℃,丙的温度为-10℃。以下说法中正确的是( )
A.乙的内能为零
B.丙的内能有可能大于甲的内能
C.甲的内能最大
D.若甲和乙的内能相同,则它们之间不会发生热传递
7.关于内能、下列说法中正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.物体可以同时具有内能和机械能
C.物体内能大小与温度无关
D.具有机械能的物体不一定具有内能
8.关于内能和机械能的下列说法中,不正确的是( )
A.内能和机械能各自包含动能和势能,因此,它们在本质上是一样的
B.运动物体的内能和机械能均不为零
C.一个物体的机械能可以为零,但它的内能永远不可能为零
D.物体的机械能变化时,它的内能可以保持不变
9.物体甲的温度比物体乙的温度高,下列说法中正确的是( )
A.甲的内能比乙大
B.甲物体中的分子无规则运动比乙物体分子无规则运动激烈
C.甲物体的机械能比乙大
D.甲物体的分子动能总和比乙物体大
10.下列关于内能的说法中确的是( )
A.以下的物体没有内能
B.静止的物体没有内能
C.内能和机械能不能相互转化
D.内能与物体的温度有关
11.关于机械能和内能,下列说法中正确的是( )
A.机械能大的物体,其内能一定大 B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能 D.内能与机械能是同一种形式的能
12.下列关于内能的说法中正确的是( )
A.静止的物体没有内能 B.所有分子动能和分子势能的总和称为物体的内能
C.水结冰时温度不变,所以内能不变 D.温度高的物体的内能一定较小
13.甲物体的温度比乙物体的温度高,则( )
A.甲的内能比乙大 B.甲物体中分子的无规则运动比乙剧烈
C.甲物体的机械能比乙物体的大 D.甲物体的分子动能的总和比乙大
14.关于内能,下列说法中正确的是( )
A.0℃的冰块,内能为零
B.物体的温度降低,则物体的内能减少
C.温度高的物体比温度低的物体的内能多
D.质量大的物体内能一定比质量小的物体内能多
15.下列关于内能的说法正确的是( )
A.物体运动越快,它的动能越大,内能越大
B.物体的内能与温度有关,0℃的物体没有内能
C.物体的内能与温度有关,温度越高的物体内能一定越大
D.物体的温度改变时,它的内能一定改变
二、改变物体内能的两种途径:
改变物体内能的两种途径:做功和热传递。
因为物体的内能与温度有关,所以可以用物体的温度变化来判断其内能是否发生变化,以及如何变化。
途径一:做功
例①:如图在配有活塞的厚壁玻璃筒中放一团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉燃烧起来。
原因:硝化棉燃烧起来,说明筒内空气温度达到硝化棉的着火点。
活塞压缩筒内空气,对空气做功,使筒内空气的内能增大,温度升高。
例②:将一铁丝快速反复弯折数十次,铁丝弯折处变热,说明此处温度升高,反映出内能增大了。
例③:两手贴在一起快速摩擦,手变热。
例④:滑滑梯后,与滑梯接触处的衣物变热。
例⑤:钻木取火,摩擦的位置变热。
外界对物体做功具体方式:压缩体积、摩擦等;
实质:能量的转化(其他形式的能【一般为机械能】转化为内能)
途径二:热传递
热传递的三种形式:
①热传导:物体内各部分的物质不发生移动;
例:加热铁棒的一端,另一端会慢慢变热;
②对流:物体内各部分物质之间会流动,对流主要发生在气体或液体中;
例:烧水、室内用空调或暖风等;
③热辐射:不需要介质;
例:烤火、晒太阳等;
实质:能量的转移;发生热传递的条件:有温差;
能量从高温物体转移到低温物体或从一个物体的高温部分转移到低温部分。
1.改变物体内能的方法有 和 两种。冬天我们感觉手冷时,我们可以将两手相互搓一搓,也可以用热水袋焐一焐。在用后种方法增加手的内能时,能量发生了 (转化/转移)。下列三幅图中能量转化方向不一致的是 (甲/乙/丙)
2.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能 (填“增加”或“减少”),空气的内能是通过 方式改变的;筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过 方式改变的。
3.下列现象中,利用做功改变物体内能的是: ,其余是通过 方式改变物体的内能。这两种方式改变内能是 的。
(1)冬天,人们用双手反复摩擦取暖。 (2)在古代,人类钻木取火。
(3)冬天,人们用嘴对着双手“呵气”取暖。(4)把烧红的铁块放到冷水中,冷水变热。
(5)晒太阳时会感到很热。 (6)用锤子反复打击一块铁片,它的温度会升高。
(7)多次弯折一根铁丝,弯折处会发烫。
4.如图所示的实验或事例中,属于通过热传递途径改变物体内能的是( )
A. 压缩空气的过程 B. 太阳能加热水
C. 钻木取火 D. 搓手取暖
5.生活中我们常常见到各种内能改变的实例,下列改变内能的方式与其他不同的是( )
A.感冒发烧,用冷毛巾敷额头
B.壶中的水烧开后,会顶着壶盖跳动,并冒出“白气”
C.炎热的夏天,柏油路面温度升高
D.金属汤勺放在热汤中一会儿,勺柄烫手
6.图所示的四个实例中,与搓手取暖改变物体内能的方式相同的是( )
A.扬汤止沸 B.釜底抽薪
C.钻木取火 D.炙手可热
7.下列事例中,改变物体内能方式相同的是( )
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
8.下列事例中,通过做功改变物体内能的是( )
A.锯木头时,锯条发烫 B.冬天晒太阳,人感到暖和
C.酒精涂在手上觉得凉 D.放到冷水中的热鸡蛋变凉
9.下列实例中,通过做功的方式使物体内能增加的是( )
A.倒入热牛奶的杯子烫手 B.放入冷水中的热鸡蛋变凉
C.烧水时,水蒸气把壶盖顶起 D.锯木头时,锯条温度升高
10.下列实例中,改变物体内能的方式与其它三个不同的是( )
A.用热水袋暖手,手的温度升高 B.用锯条锯木板,锯条的温度升高
C.用气筒给车胎打气,筒壁温度升高 D.用电钻给墙打孔,钻头的温度升高
三、热量
定义:在热传递过程中,物体间内能传递的多少称为热量。
符号:通常用Q表示;
单位:焦耳,J
温度、内能、热量辨析
1.关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A.物体的机械能越大,它的内能就越大 B.物体的温度不变,它的内能可能变小
C.物体的内能增加,它一定吸收热量 D.物体吸收热量,它的温度一定会升高
2.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度不同的物体接触后会发生热传递现象
B.发生热传递时,内能大的物体一定放出热量
C.物体的内能减小时,物体一定放出热量
D.海波在熔化过程中温度不变,内能不变
3.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的物体没有内能 B.物体内能增大,一定从外界吸收热量
C.物体的温度越高,所吸收的热量越多 D.温度相同的两物体间不会发生热传递
4.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A.分子既有动能又有势能,一个分子的动能与势能之和称为内能
B.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C.在热传递过程中,热量由高温物体传向低温物体
D.物体的内能增加,一定是从外界吸收热量
5.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.温度高的物体,分子无规则运动更剧烈
B.温度越高的物体具有的内能越多
C.做功改变物体内能的过程就是内能的转移过程
D.热量总是从内能多的物体向内能少的物体传递
6.下列关于内能知识的描述正确的是( )
A.物体温度越低,内能越小,所以0℃的冰没有内能
B.热传递中温度总是从热的物体传到冷的物体
C.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
D.物体吸收热量,内能增加,温度可能保持不变
7.下列关于温度、热量、内能的说法中正确的是( )
A.物体的温度升高,内能一定增加
B.物体的内能增加,温度一定升高
C.同一物体,温度越高,所含热量越多
D.物体的内能增加,一定吸收热量
8.下列说法正确的是( )
A.热量也有可能自发地从内能小的物体向内能大的物体转移
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能也不变
C.铝块的内能增加,它一定吸收了热量
D.温度低的物体内能小
9.关于温度、热量和内能,下列判断正确的是( )
A.温度越高的物体具有的内能越多
B.温度越高的物体含有的热量越多
C.热传递过程中,温度总是从高温物体向低温物体传递
D.热传递过程中,低温物体一定获得内能
10.关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A.热量可以由内能小的物体传递给内能大的物体
B.0℃ 的冰块没有内能
C.物体的温度越高,所含有的热量越多
D.冰块熔化过程中温度不变,内能保持不变
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