第十三章 内能 暑假预习讲义 -2025-2026学年九年级全一册物理人教版

第十三章 内能 暑假预习讲义 思维导图 知识梳理 一、热量 1.定义：在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量。（用符号“Q”表示。） 2.单位：国际单位制中，热量的单位是焦耳，简称焦，符号是“J”。 3.热传递与热量的关系 （1）热传递发生的条件是存在温度差。当两个物体存在温度差时，热量会从高温物体自发地传向低温物体，直到它们的温度相同为止。 （2）在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。 二、比热容 1.探究不同物质的吸热能力 （1）实验装置：通常采用两个相同的加热器（如酒精灯或电加热器）分别给质量相同的不同物质加热，比如水和食用油，同时用温度计测量它们升高的温度，并记录加热时间（用来反映吸收热量的多少，因为用相同的加热器加热相同时间，吸收的热量大致相同）。 （2）实验现象：加热相同时间后，会发现不同物质升高的温度不同。例如，质量相同的水和食用油，吸收相同热量时，食用油升高的温度比水高得多。 （3）结论：不同物质的吸热能力不同。 2.比热容的定义 （1）一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。 （2）用符号“c”表示。 3.比热容的单位：比热容的单位是焦耳每千克摄氏度，符号是“J/(kg·℃)”。例如，水的比热容是4.2×10³ J/(kg·℃)，表示1千克的水温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×10³ J。 4.比热容是物质的一种特性 （1）不同物质的比热容一般不同，它反映了物质的吸热或放热能力。比热容大的物质，吸热能力强，在吸收或放出相同热量时，温度变化较小；比热容小的物质，吸热能力弱，在吸收或放出相同热量时，温度变化较大。 （2）比热容只与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度变化量、吸收或放出热量的多少等因素无关。例如，水的比热容是4.2×10³ J/(kg·℃)，无论是一杯水还是一桶水，只要是液态水，其比热容都是这个值；冰的比热容则是2.1×10³ J/(kg·℃)，与液态水不同，因为状态发生了变化。 三、热量的计算 1.吸热公式：当物体吸收热量时，热量的计算公式为：Q吸 = cm(t - t₀)，其中“Q吸”表示吸收的热量，“c”为物质的比热容，“m”是物体的质量，“t”是末温度，“t₀”是初温度，(t - t₀)就是温度的升高量。 2.放热公式：当物体放出热量时，热量的计算公式为：Q放 = cm(t₀ - t)，这里“Q放”表示放出的热量，公式中其他符号含义与吸热公式相同，(t₀ - t)是温度的降低量。 四、物质的构成 1.常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。 2.分子很小，一般分子的直径只有百亿分之几米，通常以10⁻¹⁰m为单位来量度分子。例如，水分子的直径约为4×10⁻¹⁰m。 五、分子热运动 1.扩散现象 （1）定义：不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。 （2）举例： ①气体扩散：打开一盒香皂，很快就会闻到香味，这是香皂的香味分子在空气中发生了扩散。 ②液体扩散：在一杯清水中滴入一滴红墨水，过一段时间后，整杯水都变红了，说明红墨水分子在水中扩散开来。 ③固体扩散：把磨得很光的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置几年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1mm深，这表明固体分子之间也能发生扩散现象，不过固体扩散进行得比较缓慢。 （3）影响扩散快慢的因素：温度。温度越高，扩散越快。例如，炒菜时，老远就能闻到菜的香味，而在温度较低时，香味扩散的速度就相对慢一些。 2.分子的热运动 （1）扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 （2）由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。温度越高，分子热运动越剧烈。 六、分子间的作用力 1.分子间存在引力 （1）举例： ①固体很难被拉伸，说明分子间存在引力。当用力拉固体时，分子间的距离有增大的趋势，而分子间的引力会阻碍这种拉伸，使得固体不容易被拉开。 ②两滴水银靠近时，能自动地汇成一滴较大的水银，这是因为水银分子间存在引力，使它们能聚集在一起。 2.分子间存在斥力 （1）举例：固体和液体很难被压缩，这表明分子间存在斥力。当用力压缩固体或液体时，分子间的距离有减小的趋势，分子间的斥力就会阻碍这种压缩，使得它们很难被压缩。 3.分子间作用力与分子间距离的关系 （1）当分子间的距离很小时，斥力起主要作用，表现为分子间存在斥力；当分子间的距离稍大时，引力起主要作用，表现为分子间存在引力。 （2）当分子间的距离大于分子直径的10倍左右时，分子间的作用力就变得十分微弱，可以忽略不计。 七、内能的概念 1.定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。（内能是能量的一种形式，单位是焦耳（J），一切物体都具有内能。） 2..分子动能： （1）物体内部大量分子在做无规则热运动，分子由于运动而具有的能叫分子动能。 （2）温度是分子热运动剧烈程度的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，分子动能就越大。所以，物体温度升高时，分子动能增大，内能增加；温度降低时，分子动能减小，内能减少。 3.分子势能： （1）分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置所决定的能，这就是分子势能。 （2）分子间距离发生变化时，分子势能也会随之改变。例如，固体和液体被压缩时，分子间距离减小，分子势能增大；固体和液体被拉伸时，分子间距离增大，分子势能也可能增大（在一定范围内，距离增大分子势能先减小后增大）。 八、物体内能的改变 1.做功可以改变物体的内能： （1）对物体做功，物体的内能会增加。例如： ①用锯条锯木头，锯条克服摩擦力做功，锯条的温度会升高，内能增加。这是因为通过做功的方式，机械能转化为内能，使锯条内能增大。 ②压缩空气引火仪实验中，用力迅速下压活塞，对筒内空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到棉花的着火点，从而使棉花燃烧。 （2）物体对外做功，物体的内能会减少。例如： ①打开装有压缩气体的容器阀门，气体迅速冲出，气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口周围可看到“白气”出现。这是因为气体内能转化为机械能，导致内能减少。 2.热传递可以改变物体的内能： （1）定义：热传递是指温度不同的物体相互接触时，热量从高温物体传到低温物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。 （2）产生热传递的条件：物体之间或物体的不同部分存在温度差。没有温度差，就不会发生热传递。 （3）热量：在热传递过程中，传递的内能多少叫做热量，用符号Q表示，单位也是焦耳（J）。 （4）热传递的结果：高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。热传递过程中，内能总是从高温物体向低温物体转移，直到两物体温度相等为止。 九、温度、内能、热量的区别与联系 1.区别： （1）温度：表示物体的冷热程度，是一个状态量，其高低反映了分子热运动的剧烈程度。 （2）内能：是物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，是一个状态量，它与物体的温度、质量、状态（如固态、液态、气态）等因素有关。 （3）热量：是在热传递过程中传递的内能多少，是一个过程量，只有在热传递过程中才有意义，不能说某个物体“含有”多少热量。 2.联系： （1）温度的高低影响内能的大小，一般情况下，物体温度升高时，内能增加；温度降低时，内能减少。 （2）热传递过程中，热量是内能转移的载体，高温物体通过放出热量，内能减少；低温物体通过吸收热量，内能增加。 巩固练习 一、选择题 1．关于比热容，下列说法中正确的是（　　） A．物体的比热容与物体吸收和放出的热量有关 B．物体的比热容与物体的温度有关 C．物体的比热容与物体的质量有关 D．物体的比热容是物体的一种属性，与温度、质量都没有关系 2．下列现象不属于分子热运动的是（　　） A．走近垃圾堆边，闻到腐烂的气味 B．公共场所吸烟，烟雾到处飘散 C．满架蔷薇一院香 D．酒香不怕巷子深 3．关于微观粒子的下列说法中正确的是（　　） A．分子间存在着相互作用的引力和斥力 B．0℃时所有物质的分子都停止了运动 C．组成固体的分子都是静止的 D．固体和液体分子间没有空隙 4．小明从下表提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是（　　） 几种物质的比热容[J/（kg·℃）] 水 4.2×103 干泥土 0.84×103 酒精 2.4×103 铜 0.39×103 冰 2.1×103 铝 0.88×103 水银 0.14×103 铅 0.13×103 A．汽车发动机用水来冷却效果比较好 B．液体的比热容都比固体大 C．同种物质在不同状态下比热容值不同 D．质量相等的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多 5．在长沙的小吃街，远远就能闻到臭豆腐的独特气味。以下关于这一现象的说法正确的是（　　） A．只有温度高时，才能闻到臭豆腐的气味 B．闻到臭豆腐的气味，是因为分子间存在引力 C．闻到臭豆腐的气味，是因为分子在不停地做无规则运动 D．把臭豆腐密封起来，就不会闻到气味，说明分子运动停止了 6．有四杯水（质量与温度如图所示），其中水分子的热运动最剧烈的是（　　） A． B． C． D． 7．南极“万年冰”中含有很多压缩气泡，科考队员取一小块放入盛有酒的杯中，冰块会在酒面上漂来漂去.下面几种说法中错误的是（　　） A．冰块熔化，气泡破裂，使冰块漂来漂去 B．冰块吸热，内能增加，使冰块漂来漂去 C．冰块熔化，气泡破裂，气泡的内能减少 D．冰块吸热，酒水放热，酒水的内能减少 8．如图所示的贵州酸汤是一道菜品，属于贵州美食。喝汤时，用汤勺将汤舀起，汤勺下方沾着汤汁，摇摇欲滴。该现象说明（　　） A．分子很小 B．分子在不停地做无规则运动 C．分子间存在引力 D．分子间存在斥力 9．关于温度、热量和内能的说法中正确的是（　　） A．温度高的物体，含有的热量多 B．物体的内能增加，一定从外界吸收了热量 C．热传递过程中，热量由内能大的物体传向内能小的物体 D．一块0℃的冰在熔化过程中，温度不变，内能变大 10．两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知（　　） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同 C．加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 二、填空题 11．吃烤肉时要小心烫嘴，这是因为刚烤好的肉　 　（选填“内能大”“温度高”或“热量多”）。为防蚊子叮咬，明明购买了一款防蚊手环，撕开包装袋需要一定的力气，这说明分子间有　 　。 12．物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做　 　；在冷水和热水玻璃杯中各滴入一滴墨水，墨水在　 　杯中扩散得快，这表明　 　越高，分子运动越激烈． 13．小文在上学路上发现商贩在用沙子翻炒栗子，如图所示。翻炒栗子用沙子的主要原因是因为沙子的比热容较　 　（选填“大”或“小”）；栗子飘出诱人的香味，这是　 　现象；最终栗子被炒熟是通过　 　的方式使栗子内能增加，温度升高。 14．过去常用水作冷却剂给汽车的发动机降温，这是利用了水的比热容较　 　的性质.某汽车水箱中装了5kg的水，发动机运行一段时间后，水温升高了20℃，则在这个过程中，水吸收的热量是　 　J.[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 15．在用冷水洗手的过程中，手会感到很凉。若不考虑体内血液等因素的影响，与洗手前相比，手上被冷水冲洗部位的内能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），是通过　 　方式实现的。 16．艾灸是中华医学的瑰宝，利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位，能够达到防病治病的目的（如图）。艾灸的过程中是通过　 　的方式改变人体内能的。有时在艾灸前，我们还可以先按摩特殊穴位使人缓解放松，用手来回按摩穴位的过程中是通过　 　的方式改变人体内能的。 17．如图所示，两个瓶子中分别装满红棕色的二氧化氮气体和空气。抽掉玻璃板后，过一段时间，观察到的现象是　 　。将上下两个瓶子倒置，　 　（选填“能”或“不能”）验证实验结论。 18．已知水的比热容为，将4kg的水倒掉一半，剩下的水的比热容是　 　；1标准大气压下，初温为30℃、质量为500g的水吸收　 　J的热量后温度升高20℃。 三、简答题 19．炎炎烈日下，松花江边的沙子热得烫脚，而江水却很清凉．这是为什么？ 20．朝鲜族传统美食打糕，是把糕米（江米）煮熟后反复捶打而成，捶打过程中糕米会发热发烫。请用学过的物理知识解释捶打过程中糕米发热发烫的原因。 四、实验探究题 21．物理兴趣班用甲装置对冰加热直至沸腾（全过程质量不变），并根据实验数据画出了温度随时间变化的图象，如图乙所示。 （1）如甲图所示，测量工具需要温度计和　 　。 （2）乙图为DE段的温度　 　℃，产生原因可能是　 　。 （3）假设加热相同的时间吸收相同多的热量，冰的质量为100g，BC段吸收的热量为　 　J。【】 （4）图丁是加热时烧杯中的气泡变化，　 　（选填“a”、”b”）是沸腾前的气泡变化。 22．夏天穿浅颜色衣服真的会更凉快么?为了探究这一问题，物理超人组的同学们将生活中的废物进行二次利用，制作了相关的实验器材，完成了相关实验探究： （1）在两个相同的塑料瓶中盛满　 　与初温相同的水，将一个塑料瓶用黑色的纸包裹，将另一个用白纸包裹，接着把它们放在塑料泡沫中，置于温度、光照等环境相同的位置，过一段时间后，用温度计测量两个塑料瓶中水的温度； （2）选用塑料泡沫放置在塑料瓶的下方，是由于塑料泡沫导热能力　 　（选填“较强”或“较弱”），从而对塑料瓶中的水起到“保温”的作用，使实验现象更明显； （3）该实验通过　 　的方式改变水的内能； （4）如表是亮亮设计的记录表格，每隔5min记录一次数据，表头中需要补充的内容是　 　，光照10min白纸包裹的塑料瓶中水吸收的热量是　 　J； [c水=4.2×103J/(kg·℃)] 纸的颜色 ▲ 初温t0/℃ 温度t1/℃ 温度t2/℃ 温度t3/℃ 黑色 2 20.0 22.3 27.5 31.5 白色 2 20.0 21.5 24.0 26.0 （5）实验后发现用　 　（选填“黑纸”或“白纸”）包裹的塑料瓶中水的温度更高，则可以验证“夏天穿浅色衣服会更凉快”的结论是正确的。 五、综合题 23．在标准大气压下，将质量为100 g的铜块从沸水中取出，迅速放入质量为100 g、温度为10 ℃的某液体中，混合后的共同温度是25℃。若不计热量损失，求： （1）铜球在这种液体中释放的热量是多少？[c铜=0.4×103 J/(kg·℃)] （2）这种液体的比热容是多少？ 24．工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷.现有一成型的合金钢刀具的质量 为1kg，温度为20℃，放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却，最后与水达到共同的温度[不计过程中的热量损失， .求： （1）此刀具在火炉中吸收了多少热量? （2）淬火后水的温度为多少摄氏度? 参考答案 1．D 2．B 3．A 4．B 5．C 6．A 7．B 8．C 9．D 10．A 11．温度高；引力 12．内能；热水；温度 13．小；扩散；热传递 14．大；4.2×105 15．减小；热传递 16．热传递；做功 17．两个瓶子中的气体的混合，颜色变得均匀；不能 18．4.2×103；4.2×104 19．质量相同的水和沙石比较，吸收的热量相同时（都在太阳照射下），由Q＝cm△t可知，水的比热容较大，温度升高的少，所以江水是凉凉的，而沙子的比热容较小，温度升高的多，所以热得烫脚。 20．捶打糕米时，对糕米做功，将机械能转换为内能，内能增大，温度升高，会发热发烫。 21．（1）秒表 （2）92；当地大气压低于一个标准大气压 （3） （4）a 22．（1）质量 （2）较弱 （3）热传递 （4）质量m/kg；33600 （5）黑纸 23．解：（1）在标准大气压下，铜球从沸水中取出时，温度为100℃，放入某液体后，放出的热量为： Q放=c铜m(t-t0)=0.4×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100-25)℃=3×103J=3000J （2）不计热损失时，铜球吸收的热量等于液体放出的热量，所以这种液体的比热容为： 答：（1）铜球在这种液体中释放的热量是3000J； （2）这种液体的比热容是2.0×103 J/(kg·℃)。 24．（1）解：合金钢刀具放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，达到热平衡，温度相同， 所以，合金钢刀具的末温t=836℃， 则此刀具在火炉中吸收的热量：Q合吸=c合金钢m合金钢（t-t0）=0.42×103J/（kg•℃）×1kg×（836℃-20℃）=3.4272×105J。 （2）解： 将煅烧后的刀具迅速取出放入20℃的水中冷却，最后刀具与水达到共同的温度，设为t'， 则有：Q水吸=Q合放， 即：c水m水（t'-t0'）=c合金钢m合金钢（t-t'）， 代入数据：4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（t'-20℃）=0.42×103J/（kg•℃）×1kg×（836℃-t'）， 解得：t'=36℃。 学科网（北京）股份有限公司 $$