内容正文:
第19课时 比热容 分子热运动 内能
1
【课标要求】1.2.1 通过实验,了解物质的一些物理属性,如导热性。
1.3.1 知道常见的物质是由分子、原子构成的。
2.1.2 知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。
2.1.3 举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道物质在不停地运动。
3.3.1 了解内能和热量。
3.3.2 通过实验,了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
过 基 础
一、热量 比热容
热量
定义:在热传递过程中,传递的热的①________
单位:②______
比热容
定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的③________与它的质量和升高的④________乘积之比(比值定义法)
符号:c。单位:⑤_____________
多少
J
热量
温度
J/(kg·℃)
比热容
数据:c水=⑥__________J/(kg·℃)[该数据的物理意义是1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是
⑦___________J]
水的比热容较大的应用或现象:(1)取暖,如用热水袋取暖;(2)制作发动机冷却液;(3)调节温度,如建设湿地公园调节气候、同纬度内陆地区比沿海地区温差大等
水的比热容
4.2×103
4.2×103
比热容
计算公式:
计算物体吸、放热
变形式
求质量m=⑧________
求温度的变化量 Δt=⑨________
注意 比热容是物质本身的性质,其大小与物质的种类和状态有关,与物体的质量、吸收或放出热量的多少、温度的变化量等均无关。
二、分子动理论的初步知识
物质的构成:常见的物质是由极其微小的粒子——①_________、
②________等构成的。分子很小,人们通常以10-10 m为单位来量度分子。
注意 人用肉眼不能直接看到分子,因此凡是肉眼能直接看到的微粒都不是分子,如灰尘、棉絮等。
分子
原子
分子热运动
定义:不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象。如糖水变甜、花香四溢等
发生的范围:任何条件下,在固体、液体和气体之间都能发生扩散
扩散
扩散现象等大量事实表明
(1)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。这种无规则的运动叫作分子的③__________。分子运动越④________,物体的⑤________越高
(2)物体的分子不是紧密地挤在一起,而是彼此之间存在⑥________
热运动
剧烈
温度
间隙
分子间作用力
特点:分子之间既有⑦______力又有⑧______力。当固体被压缩时,分子间的距离变⑨_____,作用力表现为⑩_______;当固体被拉伸时,分子间的距离变⑪______,作用力表现为⑫________
引
斥
小
斥力
大
引力
图1
用固、液、气三态的微观特性解释其宏观特性(物质在不同状态下的分子结构如图1所示)
物态 微观特性 宏观特性
分子间距离 分子间作用力 有无固定形状 有无固定体积
固态 ⑬________ 很大 有 有
液态 较大 较大 无 ⑭______
气态 很大 几乎没有 ⑮______ 无
较小
有
无
三、内能
定义:构成物体的所有分子,其热运动的①______能与分子②______能的总和。
单位:焦耳(J)。
主要影
响因素
(1)温度:温度升高,内能③________;温度降低,内能
④________
(2)物体的内能与其材料、质量和状态也有关
动
势
增加
减少
特点:一切物体,在任何情况下,都具有内能。
注意 一个物体的机械能可能为0,但内能一定不为0。
改变内能的两种方式
热传递 做功
发生条件 物体之间或物体各部分之间存在
⑤__________ 物体对外做功或外界对物体做功
规律 高温物体(或部分)放出热量,内能减少,温度降低;低温物体(或部分)吸收热量,内能⑥________,温度升高;最终两物体(或两部分)温度相同 物体对外做功,物体内能⑦________,温度降低;外界对物体做功,物体内能增加,温度升高
实质 能量的⑧________(能量的形式没有改变) 内能与其他形式能的相互转化
生活实例 烧水做饭、哈气取暖、用热水袋取暖等 钻木取火、搓手取暖等
温度差
增加
减少
转移
课前小测
1.(人教素材)水约占人体体重的60%~70%,有助于调节体温,原因之一是水具有较大的( )
A.热值 B.密度
C.温度 D.比热容
2.佛山南海建有不少人工湖,在盛夏时期能大大减弱周围地区的“热岛效应”。现有一人工湖,湖水的质量为 2×106 kg,一段时间后水温升高1 ℃,则湖水吸收了____________J的热量;温度上升后,水的比热容________(选填“变大”“变小”或“不变”)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
D
8.4×109
不变
3.(2025长春)以下描述中,属于扩散现象的是( )
A.水鸟齐飞 B.花香四溢
C.落叶纷飞 D.白雪飞舞
4.(人教素材)将一勺砂糖放入一杯水中,过一会儿砂糖“消失了”,这说明分子在不停地做______________。杯中水的温度越高,砂糖“消失”的速度越快。这是因为温度越高,分子热运动越________(选填“剧烈”或“缓慢”)。仔细观察发现杯子内壁挂有水珠,这说明分子间存在________(选填“引力”或“斥力”)。
B
无规则运动
剧烈
引力
5.(人教、粤沪素材)冬季,小丽和小军冻得伸不出手,于是分别用热水暖手、搓手取暖。从物理学的角度来看,小军通过________的方式改变了手的内能;小丽通过__________的方式改变了手的内能;一段时间后,小丽手中热水的内能________(选填“增加”“减少”或“不变”)。
做功
热传递
减少
过易错
易混易错点 温度、热量和内能的辨析
例1 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是__________。(选填序号)
① 0 ℃的冰没有内能; ② 0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,内能增大; ③物体的温度升高,内能一定增大; ④物体的内能增大,温度一定升高; ⑤物体的温度越高,含有的热量越多; ⑥物体的温度升高,一定是吸收了热量; ⑦热传递过程中,低温物体吸收热量,内能增大。
②③⑦
温度、热量、内能的联系如下:
过 考 点
考点 对比热容的理解及应用(5年1考:2025.23)
1.(物理与生活)下列生活实例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A.汽车发动机用水作为冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C.北方冬天室内供暖以水为介质
D.春天的夜晚,往稻田里灌水以防秧苗被冻坏
B
2.根据表中数据,下列判断正确的是( )
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.比热容相同的一定是同种物质
物质 比热容
水 4.2×103 J/(kg·℃)
煤油、冰 2.1×103 J/(kg·℃)
铝 0.88×103 J/(kg·℃)
铜 0.39×103 J/(kg·℃)
C.质量不同的铝块比热容相同
D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铜块吸收的热量较多
C
3.图2是某一海滨城市和某一内陆城市同一天内气温变化的曲线。两地气温变化差别较大,这主要是由于沙子的比热容比水的______;相同质量的水和沙子,吸收或放出相同的热量时,水的温度变化量比沙子的______(前两空均选填“大”或“小”)。由此可知,曲线A表示的是________ (选填“海滨”或“内陆”)城市。
小
图2
小
内陆
考点 比热容的相关计算(5年3考:2023.22,2022.12,2021.22)
4.已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),c鹅卵石=0.8×103 J/(kg·℃),回答问题:
(1)(2022广东节选)若用电热水壶加热0.8 kg的水,使其温度从30 ℃升高到80 ℃,则水吸收的热量是____________J。
(2)1 m3沼气完全燃烧能释放2.1×107 J的热量,不计热量损失,在标准大气压下,这些热量最多可以将质量为_______kg、温度为50 ℃的水加热至沸腾。
(3)质量为1 kg的鹅卵石初温是300 ℃,放出了1.6×105 J的热量后,鹅卵石的温度降低到_______℃。
1.68×105
100
100
(4)由于天气寒冷,吃早饭时妈妈用热水给小明加热瓶装牛奶。如图3甲所示,热水的质量为600 g,牛奶的质量为250 g。热水的温度最终降低了10 ℃,牛奶的温度随时间变化的图像如图乙所示。不计热量损失,忽略牛奶瓶的影响,求:
①热水放出的热量;
②牛奶的比热容。
图3
解:①Q放=c水m水Δt水=4.2×103 J/(kg·℃) ×600 ×10-3 kg ×10 ℃=2.52×104 J
②由题意可知,Q吸=Q放=2.52×104 J
由题图乙可知Δt牛奶=t-t0=50 ℃-10 ℃=40 ℃
c牛奶===2.52×103 J/(kg·℃)
答:①热水放出的热量为2.52×104 J;②牛奶的比热容是2.52×103 J/(kg·℃)。
“升高(降低)”“升高(降低)了”指的是温度的变化量,而“升高(降低)到”指的是物体的末温。
考点 分子动理论(5年4考:2025.12,2023.2,2022.8,2021.8)
5.(2023广东)端午节期间,小明在家里煮粽子,粽香四溢说明( )
A.分子在不停地做无规则运动
B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力
D.分子可以再分
A
6.下列现象用分子动理论解释错误的是( )
A.粉笔能被碾成粉末,说明分子很小
B.拉面被拉长而不断,说明分子间存在引力
C.铁块很难被压缩,说明分子间存在斥力
D.水和酒精混合后总体积变小,说明分子间有间隙
A
7.(2025广东节选)明代《天工开物》中记载:“取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气。”“透出香气”属于________现象;温度越高,分子热运动越________。
8.(2021广东改编)常见的物质是由分子、________构成的。图4是某种物质三种状态的微观模型,其中图乙表示物质的______态。该物质由图乙状态变为图甲状态时,分子间作用力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
扩散
图4
剧烈
原子
液
变大
考点 改变内能的方式(5年4考:2025.12,2024.10,2023.11,2022.8)
9.(2025广东节选)明代《天工开物》中记载:“取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气。”用“文火”改变内能的方式属于__________(选填“做功”或“热传递”)。
热传递
10.2025年4月30日,神舟十九号返回舱返回过程中,进入大气层后,与大气摩擦形成高温“火球”。下列实例中改变内能的方式与“火球”形成的原理相同的是( )
A.炙手可热 B.钻木取火
C.抱团取暖 D.围炉烤火
B
考点 温度、热量和内能的相关判断(5年1考:2024.6)
11.俗话说“心急吃不了热豆腐”,“热”是形容豆腐的( )
A.热量高 B.内能大
C.比热容大 D.温度高
D
12.(2024广东)图5是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加
B.吸热,内能减少
C.放热,内能增加
D.放热,内能减少
A
图5
13.云吞面是广东特色美食,如图6所示。下列说法正确的是( )
A.煮云吞面之前,锅内冷水的内能为零
B.煮云吞面时,滚烫的云吞面含有的热量较多
C.面汤沸腾时温度不变,不再吸收热量
D.热腾腾的云吞面逐渐冷却,其内能减少
D
图6
14.图7是二氧化碳(CO2)爆破技术的原理图。起爆前,高压泵压缩CO2使其液化,然后输入爆破筒内;爆破时,电加热管加热筒内的液态CO2使其汽化,高压CO2气体喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增加,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减少,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增加,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减少,温度降低
图7
D
过 实 验
比较不同物质吸收热量的情况
例题 小明在厨房做饭时,发现与水相比,食用油在锅中热得更快。他猜想水和食用油的吸热能力可能不同,于是利用图8甲的实验装置展开探究。
图8
(1)除了图中器材,小明还需要准备________(填器材名称)来测量电加热器的加热时间。
(2)水和食用油的初温与________应均相同,应用的物理研究方法是______ ________。
秒表
质量
控制
变量法
(3)实验中,选用相同规格的电加热器加热的目的是使水和食用油________________________,他可以通过______________(选填“升高的温度”或“加热的时间”)来比较水和食用油吸收热量的多少。
每秒钟吸收的热量相同
加热的时间
(4)下表是小明记录的部分实验数据,请你根据实验数据在图乙中画出水的温度随时间变化的图像(食用油的温度随时间变化的图像已画出)。
加热的时间/min 0 1 2 3 4
水的温度/℃ 20 24 28 32 36
食用油的温度/℃ 20 28 36 44 52
如答图1所示
答图1
(5)分析图像可知:(均选填“水”或“食用油”)
①升高相同的温度,______吸收的热量较多,因此______的吸热能力较强。
②加热相同的时间,________的温度变化较大,因此_________的吸热能力较弱。
(6)小明在进行实验时,选用相同规格的电加热器加热,而非使用酒精灯加热,这样做的好处是_____________________________________ ______。
水
水
食用油
食用油
能更准确地实现相同时间内放出相同的
热量
中考预测
1.(2025深圳)阅读短文,回答问题。
蓄冷剂是食品运输和保鲜过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂,为了探究其蓄冷效果,进行了如下的实验探究:首先将质量均为100 g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中,标明A、B,然后放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。
在容器①、②中分别加入质量为500 g且温度相同的水,将冰袋从冰箱中拿出后分别放入容器①、②的水中,并用隔热材料密封,如图9甲所示。每隔一定时间通过温度传感器测量蓄冷剂及水的温度,图乙、丙是记录的蓄冷剂A、B及容器①、②中水的温度随时间变化的曲线。
图9
(1)蓄冷剂熔化前温度在升高,其分子热运动速度变______。
(2)0~t1时间内,水和蓄冷剂之间发生热传递,热传递方向为______ __________。
(3)0~t1时间内,蓄冷剂______(选填“A”或“B”)吸热更快。
大
从水
到蓄冷剂
A
(4)t1~t2时间内,容器①中水的温度降低10 ℃,若水释放的热量全部被冰袋吸收,则每克蓄冷剂A吸收的热量为________[c水=4.2×103 J/ (kg·℃)]。
(5)在深圳市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂______(选填“A”或“B”)更好,理由是__________________________________________________ ________。
210 J
A
由题图乙、丙可知,相同时间内蓄冷剂A使水的温度降
低得快
参考答案
过基础
一、①多少 ②J ③热量 ④温度 ⑤J/(kg·℃)
⑥4.2×103 ⑦4.2×103 ⑧ ⑨
二、 ①分子 ②原子 ③热运动 ④剧烈 ⑤温度 ⑥间隙
⑦引 ⑧斥 ⑨小 ⑩斥力 ⑪大 ⑫引力 ⑬较小 ⑭有 ⑮无
三、①动 ②势 ③增加 ④减少 ⑤温度差 ⑥增加
⑦减少 ⑧转移
课前小测
1.D 2.8.4×109 不变 3.B
4.无规则运动 剧烈 引力 5.做功 热传递 减少
过易错
例题 ②③⑦
过考点
1.B 2.C 3.小 小 内陆
4.(1)1.68×105 (2)100 (3)100
(4)解:①Q放=c水m水Δt水=4.2×103 J/(kg·℃)×600×10-3 kg×10 ℃=2.52×104 J
②由题意可知,Q吸=Q放=2.52×104 J
由题图乙可知Δt牛奶=t-t0=50 ℃-10 ℃=40 ℃
c牛奶===2.52×103 J/(kg·℃)
答:①热水放出的热量为2.52×104 J;②牛奶的比热容是2.52×103 J/(kg·℃)。
5.A 6.A
7.扩散 剧烈
8.原子 液 变大
9.热传递
10.B 11.D 12.A 13.D 14.D
过实验
例题 (1)秒表
(2)质量 控制变量法
(3)每秒钟吸收的热量相同 加热的
时间
(4)如图1所示
(5)①水 水 ②食用油 食用油
(6)能更准确地实现相同时间内放出相同的热量
图1
中考预测
1.(1)大 (2)从水到蓄冷剂 (3)A (4)210 J
(5)A 由题图乙、丙可知,相同时间内蓄冷剂A使水的温度降低得快
$