内容正文:
第十三章 内能
全章复习 温故
1
全章复习 温故
知识清单
2
热传递
质量和升高的温度的乘积
不同
无关
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重难点解读
3
分子
原子
无规则
分子在不停地做无规则运动
温度
剧烈
引
斥
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重难点解读
4
温度
大
温度差
高
低
释放
减小
吸收
增大
转移
增大
减少
等效
动能
势能
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重难点解读
5
全章复习 温故
重难点解读
6
重难点1 温度、热量、内能的区别与联系
温度 热量 内能
定义 宏观上,表示物体的
冷热程度;微观上,
反映物体中大量分子
无规则运动的剧烈程
度 在热传递过程中,
吸收或放出能量的
多少,是能量转移
的量度 构成物体的所有
分子,其热运动
的动能和分子势
能的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
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重难点解读
7
温度 热量 内能
表述 只能表述为“是”“降低”
“升高” 只能表述为“放出”
“吸收” 只能表述为“有”
“具有”“改变”
单位 摄氏度 焦耳 焦耳
联系 热传递可以改变物体的内能,使其内能增加或减少,但温度
不一定改变(如晶体的熔化、凝固过程)。物体吸热,内能
会增加,物体放热,内能会减少,但是物体的温度不一定发
生改变
续表
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重难点解读
8
例1 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
B
A. 的冰内能为零 B.做功不能产生热量
C.物体温度越高,所含热量越多 D.物体吸收了热量,温度一定升高
【解析】一切物体都具有内能, 的冰内能不为零,A错误;热量只
用于描述热传递的过程,与做功无关,B正确;热量是过程量,描述它
的术语是“吸收”和“放出”,不能用“含有”来描述,C错误;物体吸收了
热量,温度不一定升高,如晶体熔化时吸收热量,内能增大,但温度不
变,D错误。
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重难点解读
9
针对训练
1.生活中的“热”的含义非常丰富。物理学中,“天气很热”中的“热”是指
______;“热传递”中的“热”是指______;摩擦生热中的“热”是指______。
(均填合适的物理量)
温度
热量
内能
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重难点2 改变内能的方式
方式 实质 内能改变的情况
做功 能量转化 在没有发生热传递时,外界对物体做功,物体内
能增加;物体对外界做功,物体内能减少
热传递 能量转移 在没有做功的情况下,物体吸热时内能增加,物
体放热时内能减少
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图13-1
例2 传统文化 (多选)我国古代的一种
活塞式点火器如图13-1所示。以牛角作套
筒,木质推杆前端粘附艾绒。取火时,一
只手握住套筒,另一只手猛推推杆,艾绒
即燃,随即将杆拔出,口吹立见火苗。在
A.温度升高 B.密度不变 C.分子数增加 D.内能增大
手推杆入筒的过程中,筒内密封气体的 ( )
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【解析】在手推杆入筒的过程中,外界对筒内密封气体做功,分子动能
增大,因而内能增大,温度升高,A、D正确;“密封”表明筒内气体分
子数不会增加,C错误;密封气体质量不变,体积减小,由密度公式可
知,密度必然变大,B错误。
图13-1
【答案】AD
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13
针对训练
2.中秋佳节,南方人有“打糍粑”的习俗。打糍粑首先要将糯米蒸熟。下
列实例中与“蒸糯米”时改变糯米内能的方式相同的是( )
A
A.用热手袋暖手 B.古时钻木取火 C.冬天搓手取暖 D.流星划过天空
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图13-2
3.工程实践 图13-2是建筑工人用钻孔机在墙面上钻孔的情
景,由于钻孔时钻头会发热,故需要不断给钻头浇水降温
以保护钻头。请用学过的相关知识解释钻孔时钻头发热和
浇水能给钻头降温的原因。
答:①钻头钻孔时与墙壁相互摩擦,机械能转化为内能,钻头与墙内能
增大,温度升高。②水的温度较低,且比热容较大,往钻头上浇水是通
过热传递的方式降低钻头的温度。
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重难点3 比热容及其应用
1.比热容的理解
(1)比热容是物质的一种特性,它反映了不同物质的吸、放热能力。
比热容大的物质吸、放热能力强。
(2)比热容与物质的种类和状态有关。不同物质的比热容一般不
同;同一物质的状态不同,比热容不同。
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2.比热容的应用
(1)根据 可知,质量和温度变化相同时,比热容较大的
物质具有较强的吸、放热能力,因此日常生活中常用水作冷却剂或供暖
物质。
(2)根据 可知,质量和吸收热量相同时,比热容较小的物
质升高的温度较大,因此常用煤油作电暖袋的工作物质;而比热容较大
的物质升高的温度较小,因此可通过建设人工湖来调节气候。此外,可
以据此说明内陆比沿海地区的昼夜温差大等生活现象的原因。
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图13-3
例3 两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两
种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间
的关系如图13-3所示,则下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体多
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量比乙液体多
D.升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
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图13-3
【解析】热源相同,加热时间相同,则两液体吸收
的热量相等,C错误;由题图可知,加热时间相同时,
甲液体升高的温度较多,即甲液体的温度更容易改
变,比热容较小,B正确,A错误;因甲液体的比热
容较小,由物体吸热公式 可知,升高
相同的温度时,甲液体吸收的热量较少,D错误。
【答案】B
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19
针对训练
4.科技应用 图13-4甲为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,
水温便可降至 左右,并能保温3小时。图13-4乙为其内部结构图,
杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度
的变化发生可逆的固液转换。取 该晶体材料,对其进行加热,其
温度与吸收热量的关系如图13-4丙所示。下列分析正确的是( )
图13-4
A.该晶体材料的熔点为
B.在 段,该晶体材料的内能保持不变
C.在 段,该晶体材料的分子热运动变缓慢
D.该晶体材料的比热容为
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20
图13-4
【解析】由题图可知,该晶体材料的熔点为
,A错误;在 段,该晶体材料处于熔
化过程中,持续吸热,内能增大,温度不变,
B错误;在 段,该晶体材料温度升高,分
【答案】D
子热运动变剧烈,C错误;该晶体材料的比热容
,故D正确。
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5.生活应用 热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”;另一
种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用于营养计量和健身手册
上。“卡”的定义标准:在1标准大气压下,使水的温度升高 需要
的热量。通过计算回答以下问题:
(1)1卡合多少焦耳。
解:由题意知,的水温度升高 吸收的热量为1卡,
,的水温度升高 吸收的热量
故1卡
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(2)小茗每天健步走消耗的能量约 ,这相当于消耗能量多
少卡?
解:小茗消耗的能量
卡
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(3)一名运动员在某次长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为
的运动员体温下降 ,求汗水蒸发吸收的热量。[忽略汗水的质量,
人体的主要成分是水,水的比热容为
解:运动员的体温下降 放出的热量
故运动员汗水蒸发吸收的热量为 。
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24
图13-5
6.传统文化 淬火是将钢铁加热至临界
温度再迅速冷却的过程,它直接决定了
成品的性能。由于缺乏测温工具,古代
的铁匠在锻造刀剑时只能凭借经验。制
作时,将钢刀放在高温炉中加热,随着温度的升高,刀身就会出现一道
或几道移动的暗影,同时刀的颜色会逐渐由暗红色转至红色,钢刀的亮
度也会逐渐增加;当加热到一定温度时,暗影就会消失,这时的刀身呈
亮红色,此时的温度正是淬火最佳的临界温度,迅速将钢刀从炉中取出
放入油中冷却,整个过程如图13-5所示。
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某次锻刀时,钢刀的质量为 ,
油的质量为 。钢刀放入油中后,
油的温度由升高到 ,不计热
量损失,求取出钢刀的临界温度。
,结果取整数]
图13-5
知识清单
重难点解读
图13-5
解:油吸收的热量为
知识清单
重难点解读
27
不计热量损失,则
即
解得
图13-5
设本次淬火中钢刀的临界温度为 ,则钢刀释放的热量为
知识清单
重难点解读
实验 探究不同物质的吸热能力
实验
原理 1.控制变量法:控制物质的质量
和初温都相同,改变物质种
类,比较不同物质的吸热能力
2.转换法:将液体吸收的热量转
化为加热时间 实验装置
__________________________________________________________
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注意
事项 (1)选取相同的热源加热的目的:保证相同加热时间内物质吸
收的热量相同(在比热容实验中吸热多少由加热时间决定)
(2)温度计的使用和读数
交流
反思 (1)使受热物质快速升温的方法:①在烧杯上加个盖子;②减
少物质的质量
(2)温度—时间图像开始时不是直线的原因:烧杯刚开始吸收
热量
改进方法:先将烧杯进行预热
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续表
知识清单
重难点解读
30
实验
结论 (1)不同物质的吸热能力不同
(2)质量相同的不同物质,加热相同的时间,温度变化大的吸
热能力弱,即比热容小
(3)质量相同的不同物质,升高相同的温度,加热时间长的吸
热能力强,即比热容大
拓展
应用 利用比热容解释生活现象:①发动机冷却液(比热容越大,吸收
热量越多,效果越好);②取暖(比热容越大,降温越慢,效果
越好)
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续表
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重难点解读
31
例 在“比较不同物质吸热情况”的实验中,某组同学用如图13-6所示实验
装置进行探究:
图13-6
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重难点解读
32
(1)实验中应选取两个规格 ______(选填“相同”或“不同”)的电加热器。
相同
图13-6
【解析】在“比较不同物质吸热情况”的实验中,应该控制加热装置相同,
被加热的物质的质量相同、种类不同。
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33
图13-6
(2)某组同学将初温不同、质量相同的
甲、乙两种液体,分别倒入烧杯中,用电
加热器加热,从开始加热到第 时,
甲和乙吸收热量的关系是 ___。
(选填字母)
C
A.甲多 B.乙多 C.一样多
【解析】加热装置相同,加热相同时间两液体吸放的热量相同,C正确。
知识清单
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34
图13-6
(3)根据实验数据绘制出温度与时间的
关系图像如图(b)所示,若不计实验过
程中的热量损失,则可推测甲、乙两液体
的比热容之比为_____。
【解析】在第 时,
, ,不计热量
损失,则电加热器放出的热量均被两液体吸收, ,由比热容计
算式 ,
可知 。
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35
图13-6
(4)只考虑吸放热的能力,____液体更
适合作温度计中的测温物质。
甲
【解析】液体吸热能力越弱,温度变化越
灵敏,与周围环境达到相同温度所需吸放
的热量越少(时间越短),越适合作温度
计中的测温物质,由(3)中结论可知,甲更适合作温度计中的测温物质。
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实验拓展
科技应用 实验后,兴趣小组的同学们又进行如下的讨论:在沿海地区
炎热晴朗天气里,由于海水和陆地的比热容不同,易形成海陆风或陆海
风。如图13-7甲所示是风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎
风。仅在形成风因素的影响下,如图13-7乙所示风力发电机出现的情形
是在______(选填“白天”或“夜晚”)。#1
图13-7
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【解析】海水和陆地的比热容不同,白天太阳照射时,陆地由于比热容
小,升温快,热空气上升,气压低,故海平面空气向陆地吹;晚上没有
太阳照射时,海水由于比热容大,降温慢,热空气上升,气压低,故陆
地空气向海平面吹。题图乙反映风向从陆地吹向海洋,因此该情形出现
在夜晚。
图13-7
知识清单
重难点解读
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实验拓展
科技应用 实验后,兴趣小组的同学们又进行如下的讨论:在沿海地区
炎热晴朗天气里,由于海水和陆地的比热容不同,易形成海陆风或陆海
风。如图13-7甲所示是风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎
风。仅在形成风因素的影响下,如图13-7乙所示风力发电机出现的情形
是在______(选填“白天”或“夜晚”)。#1
图13-7
夜晚
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$$