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第18课时　
分子热运动　内能　比热容
一、分子热运动
1．物质的组成：常见物质是由极其微小的粒子—— 构成的．一般分子的直径只有百亿分之几米，人们通常以 为单位来量度分子．
2．扩散现象：不同的物质在相互 时，彼此 的现象．固体、液体、气体都可以发生扩散现象．
(1)扩散现象说明：一切物质的分子都在 运动，温度越 ，分子运动越 ，即物质扩散得越 ．例：闻到气味(扩散现象)；“尘土飞扬”不能说明分子运动．
(2)分子热运动：由于分子热运动与 有关，所以这种运动叫分子 ．
分子、原子
10－10m
接触
进入对方
不停地做无规则
高
剧烈
快
温度
热运动
3．分子动理论：物质是由大量的 构成的，一切物质的分子都在
，分子之间存在着相互作用的 ，分子之间还存在 ．
二、内能
1．定义：指物体内部所有分子无规则运动的 和 的总和． 物体都有内能，0 ℃的冰也有内能．
2．影响因素： 、 、 、 、 等．
(1)同一物体， 越高，内能 (不同物体，不能比较内能)；
(2)物体 ，内能 (物体 ，内能 )．(内能增大，温度 升高．如：沸水、晶体熔化)
分子
不停地做无规则运动
引力和斥力
间隙
分子动能
分子势能
一切
质量
温度
状态
体积
种类
温度
越大
吸热
增大
放热
减小
不一定
3．改变内能的方式： 和 ，两种方式在改变内能上是 ．
( ：摩擦生热、钻木取火； ：炙手可热、用火加热)
(1)热传递的方向：内能是从 物体传到 物体或者从物体的 部分传到 部分．
(2)发生热传递的条件是存在 ，热传递实质是能量的 ．
(3)做功特点：物体对外做功，内能 ，外界对物体做功，内能 ．
(4)做功实质是能量的 ．
注意：内能和机械能是两种 形式的能量．
4．热量：在热传递过程中传递 的多少叫做热量，通常用字母 表示，单位是 ．
做功
热传递
等效的
做功
热传递
高温
低温
高温
低温
温度差
转移
减少
增大
转化
不同
能量
Q
焦耳(J)
注意：热量是热传递过程中内能的改变量，它是一个过程量，所以不能说“具有热量”“含有热量”等，只能说“ ”“ ”，若温度相同，则_______热传递．
三、比热容
1．定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的 与它的 和
之比叫做比热容，用符号 表示，单位是 ．
2．c水＝4.2×103 J/(kg·℃)的物理意义为
3．比热容是物质的一种 ，与质量、温度、吸热情况 关，与物质
和 有关．
吸收热量
放出热量
没有
热量
质量
升高的温度乘积
c
J/(kg·℃)
质量为1kg的水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×103J
特性
无
种类
状态
4．物质吸热公式：Q吸＝ ，放热公式：Q放＝ ．式中的c为物体的比热容，m为物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度．若用Δt表示物体变化的温度，物质在热传递时吸收或放出的热量公式可以统一写为：Q＝ ．
cm(t－t0)
cm(t0－t)
cmΔt
1．在冬天，人们常常搓手取暖，如图所示，手内能的变化及改变内能的方式分别为( )
A．增大、做功　　
B．减小、做功
C．增大、热传递　
D．减小、热传递
A
2．如图所示，铁水很热，冰块很冷，但它们都具有内能．下列说法正确的是( )
A．铁水温度高，分子热运动剧烈
B．冰块温度低，分子热运动停止
C．铁水温度较高，内能较大
D．冰块熔化过程中温度不变，内能不变
A
3．如图所示，烧瓶内装有少量的水，用打气筒向瓶内打气，请回答下列问题：
(1)向瓶内打气时，瓶内气体的内能 ，气压 ，
这是通过 的方式改变瓶内气体的内能的．
(2)当瓶塞跳出时，瓶内出现了白雾，这是因为瓶内空气推
动瓶塞做功时，自身的内能 ，温度 ，水蒸气
(填物态变化名称)成了小水珠；白雾的形成过程需要
(选填“吸热”或“放热”)．
(3)瓶塞跳出过程中，气体的 能转化为瓶塞的 能，与热机的 冲程的能量转化形式相同．
增大
增大
做功
减小
降低
液化
放热
内
机械
做功
分子热运动(10年5考)
1．(科技热点)(2022·无锡)如图所示，“天宫课堂”上王亚平老师将两块透明板上的水球接触后粘在一起，慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”，该现象主要说明了( )
A．水分子间有空隙
B．水分子间存在吸引力
C．水分子间存在排斥力
D．水分子处在永不停息的无规则运动中
B
2．(物理学与日常生活)(2022·南海区模拟)新冠疫情尚未结束，防控决不能掉以轻心，每个人都要有自我防控意识．如图是在电子显微镜下观察新型冠状病毒的照片．该病毒一般呈球形，直径在75～160 nm之间，主要通过飞沫传播，下列说法正确的是( )
A．病毒分子也可以用肉眼直接看到
B．健康人佩戴口罩可防止感染，是因为口罩材料的分子之
间没有空隙
C．新型冠状病毒随飞沫传播是一种分子运动
D．温度越高，构成新型冠状病毒的分子无规则运动越剧烈
D
当分子间的距离变大时，作用力主要表现为引力，发生扩散现象的原因是分子不停地做无规则运动，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快．
方法点拨
内能(10年7考)
3．(自然热点)(2022·武汉)如图所示，炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出．下列说法正确的是( )
A．白雪温度低，内能小
B．岩浆温度高，内能大
C．白雪温度低，分子热运动停止
D．岩浆温度高，分子热运动剧烈
4．(2022版课标新增)如图所示是小孩滑滑梯的情景．小孩从滑梯上匀速滑下的过程中，臀部有灼热感，小孩的动能将 (选填“变小”“不变”或“变大”)．请说出小孩滑滑梯过程中发生的能量转化： (忽略空气阻力)．
不变
机械能转化为内能
D
内能跟温度有关，温度升高，内能增大，内能增大的原因可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功．
方法点拨
5．(2022版课标新增)海边昼夜温差变化比沙漠中 (选填“大”或“小”)，适于居住，造成这一现象的原因是水的 (选填“密度”或“比热容”)大．
6．(2022·大庆)“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写，而沿海地区昼夜温差则不大，这是由砂石与水的比热容不同造成的．已知砂石和水的比热容之比为1∶4，砂石和水的密度之比为3∶2.当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时，它们升高的温度之比为 ．
7．(2020·呼和浩特)某品牌太阳能热水器，水箱内有200 kg的水．水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，求：
(1)在阳光照射下，水的温度升高了10 ℃，水吸收的热量；
比热容(10年8考)
小
比热容
8∶3
(2)天气原因，水箱内200 kg的水，温度从90 ℃降低到50 ℃，和温度从30 ℃升高到80 ℃，放出的热量与吸收的热量之比．
解：(1)水吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×200 kg×10 ℃＝8.4×106 J；
(2)水降低温度放得热量与升高温度吸收热量之比：Q放∶Q吸＝cm(t降－t0降)∶cm(t0升－t升)＝(t降－t0降)∶(t0升－t升)＝(90 ℃－50 ℃)∶(80 ℃－30 ℃)＝4∶5.
(1)对物体吸收的热量公式运用Q＝cmΔt，及其变形公式Δt＝ 、c＝ 要掌握并灵活运．注意识别和恰当地使用有关“温度变化”的用词，一定要分清初温、末温，升高了、升高到(或降低了、降低到)的温度含义，要根据题意作出正确的判断．
(2)在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，接着还要注意对热平衡方程(Q吸＝Q放)的应用，即在热传递过程中，如果没有能量损失，高温物体降温放出的热量就等于低温物体升温所吸收的热量．
方法点拨
根据图像求物体的比热容
8．(2021·自贡)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为1 kg的水和某种液体进行对比实验(水的比热容较大)，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和某种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出： (选填“甲”或“乙”)物质是某种液体，某种液体的比热容为
J/(kg·℃)．
乙
2.1×103
学会从题目出发，找相同的时间如：t＝15 min，对应Δt甲＝20 ℃，Δt乙＝40 ℃，由c＝ 得，Q、m、t相同，因为Δt甲∶Δt乙＝1∶2，所以c甲∶c乙＝2∶1.
方法点拨
【实验装置】
1．如图所示：
2．实验器材： ．
比较不同物质吸热的情况(常规实验)
相同的电加热器、玻璃杯、温度计、水、食用油、天平、秒表
【设计和进行实验】
3．选用相同规格的电加热器加热的目的是使水和食用油在相同时间内 相同．
4．在两只相同规格的烧杯内，分别倒入初温相同，但质量 的水，用相同加热器加热，使两杯水末温相同，记下它们的加热时间t1和t2.
5．在两只相同规格的烧杯内，分别倒入初温相同，质量相同的食用油，用相同加热器加热，使两杯水末温 ，记下它们的加热时间t3和t4.
6．在两只相同规格的烧杯内，分别倒入初温相同，质量相同的水和食用油，用相同加热器加热，使两杯水末温相同，记下它们的加热时间t5和t6.
吸收的热量
不同
不相同
7．实验数据表格：
【数据处理和分析】
8．数据处理和分析：
(1)分析第1、2次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同的温度时，吸收热量的多少与物质的 有关．
质量
(2)分析第1、3次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的 物质，吸收热量的多少与物质的 有关．
(3)分析第 次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的同种物质，吸收热量的多少与物质 有关．
【实验结论】
9． 升高相同温度时， 不同，吸收的热量不同． 在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同．同种物质，质量相同时，_________不同，吸收热量的不同．
10．在物理学中，物质的这种吸热能力的特性用 这个物理量来描述．
不同种
种类
3和4
升高的温度
同种物质
质量
不同物质
升高的温度
比热容
【交流与反思】
11．这里应用的科学方法是 ．
12．该实验中，记录加热时间有什么意义？ ．在实验过程中控制加热时间相同，通过比较 来研究水和食用油吸热能力的差异，这里应用的科学方法是 ．
13．本实验中，物质吸收热量的多少是通过比较 来反映的．
14．实验方案的改进：
(1)用如图所示的装置进行实验的优点：使用同一热源加热可以
．
控制变量法
为了比较水和食用油吸收热量的多少
升高的温度(或温度升高的多少)
转换法
加热时间长短
确保相同时间内两种物质吸收的热量相同
(2)用电加热器替代酒精灯加热的优点：使用酒精灯加热时，火焰的大小和火焰的加热位置不好控制，采用相同规格的电加热器加热可以
．
【实验过关】
例　为了探究“不同物质的吸热能力”，在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示．
确保相同时间内两种物质吸收的热量相同
(1)实验中用相同的装置加热的目的是 ．
(2)实验中，可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少．
(3)加热到4 min时，液体B的温度如图乙所示，此时温度计示数是 ℃.
(4)冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体 (选填“A”或“B”)作为供暖物质，其效果更佳．
(5)上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和 法．
(6)同时停止加热，在相同质量的两种液体A、B温度降低的过程中，A放出的热量与降低的温度之比 (选填“大于”“等于”或“小于”)B放出的热量与降低的温度之比．
为了使液体在相同时间内，吸收相同的热量
加热时间
42
A
控制变量
大于
1．(2020·广东)若把原子、原子核、电子看成球体，原子半径的数量级为10－10 m，原子核半径的数量级为10－15 m，电子半径的数量级小于10－9 nm.按尺度从大到小的排序是( )
A．原子、原子核、电子
B．电子、原子、原子核
C．原子核、原子、电子
D．原子、电子、原子核
A
2．(2018·广东)如图所示，加热－40 ℃的冰，下列说法正确
的是( )
A．BC段表示当前物体的状态仍是固体
B．冰的熔化过程温度不变，说明熔化不需要吸热
C．水的沸腾过程温度不变，说明它的内能不变
D．由图可判断，加热时间相同时冰升温比水快，说明冰的比热容比水小
3．(2020·广东节选)在“探究冰熔化时温度的变化规律”实验中，冰在熔化过程中，温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)，内能 (选填“增加”“减少”或“不变”)．
D
不变
增加
4．(2018·广东)常见的物质是由极其微小的 、原子构成的；炒菜时闻到香味，这一现象说明分子 ；通常液体分子之间的距离比气体的 (选填“大”或“小”)．
5．(2022·广东节选)家庭电路中，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.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
6．(2021·广州)甲、乙液体分别置于两个不同的恒温封闭环境中，质量保持不变．测得甲、乙液体的温度随时间变化如图所示．
(1)甲(选填“甲”或“乙”)液体的分子运动随时间越来越剧烈．
(2)甲液体所在环境的温度大于 (选填“小于1.7 ℃”“等于20 ℃”或“大于35 ℃”)．
分子
不停地做无规则运动
小
1.68×105
甲
大于35℃
(3)乙液体在“1 min～2 min”段、“8 min～9 min”段放出的热量分别为Q1、Q2，则Q1
Q2(选填“＞”“＝”或“＜”)，依据是
___________________________________________________________________.
＞
由Q放＝cmΔt可得，在c和m相同时，1min、2min段乙液体的温度变化量Δt更大
(物理学与日常生活)(2020·金平区期末)阅读下面短文并回答问题．
即热式节能饮水机
即热式节能饮水机已在地铁站、学校、宾馆等公共场所广泛使用，如图甲为某品牌即热式节能饮水机，其原理如图乙所示，烧开的水很烫不能立即饮用，即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题，它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起，利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温，同时，进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开．
如图乙，当节能饮水机的出水流量为2.0 L/min时，20 ℃的自来水经热交换套管后被预热成80 ℃的热水流进加热腔，同时有相同质量的100 ℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成可供直接饮用的温开水流出，即热式节能饮水机喝水无需等待，即按即出，而且具有待机零功耗，比传统饮水机要节能、省电，真正倡导了绿色环保饮水新概念．
(1)写出一条即热式节能饮水机具有的优点： ；进入饮水机的水在热交换套管被预热和加热腔加热，这两种情况分别是通过什么方式使水的内能增加的： ．
A．都是做功 B．都是热传递 C．做功和热传递 D．热传递和做功
(2)若在热交换套管内进行热交换过程中，自来水吸收的热量与等质量的开水放出的热量相等，则可供直接饮用的温开水的温度是 ．
(3)每分钟节能饮水机流出水的质量为 kg，每分钟预热后的热水进入加热腔加热成开水的过程中吸收的热量是 J.[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
节能，效率高
B
40℃
1.68×105
2
(4)某白光LED调光台灯共有5级亮度，要使人眼对1～5级的“视觉亮度”均匀增大，如图4所示图像中电流的空比设置符合要求的是 ．
(5)如果将白光LED灯组装在路灯上，示意图如图3所示．白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，给蓄电池充电时转化为 能；晚上时控制开关S与 (选填“a”或“b”)触点接触点亮LED发光二极管．
B
化学
b

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