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第一章 分子动理论与内能
第2节 内能和热量
温度与热运动
物体的内能
改变内能的方式
燃烧：放出热量
学习目标
1.分子动理论的内容：物体是由大量分子组成的；分子在永不停息地做无规则运动；分子之间存在相互作用力。
2.扩散现象说明了什么？
情境导入
太阳，向大地辐射着能量
1. 温度反映了构成物体的大量分子做无规则运动的剧烈程度。物体的温度越高，构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈。
深度理解
温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上反映了分子做无规则运动的剧烈程度。物体的温度不同，是因为构成物体的大量分子做无规则运动的剧烈程度不同。
知识点
温度与热运动
1
感悟新知
实验探究 温度对扩散的影响
把两滴蓝墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中(图1-2-2)，比较两杯水中墨水扩散的快慢，你能得出什么结论？
2. 热运动 人们常常把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
端午佳节，人们常食用盐蛋。盐蛋的一般制作方法是在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒，沾上盐后用纸包起来，放置一段时间后，鸭蛋变咸，这是________现象；煮盐蛋时，温度升高，加剧了________的无规则运动。
例1
扩散
分子
解析：由于分子热运动，盐分子扩散进入了鸭蛋中，所以鸭蛋变咸了；分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。
方法点拨
本题运用了转换法，由“鸭蛋”的味道来认识分子的运动情况。
1. 物体的内能 物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和，叫做物体的内能。
知识点
物体的内能
2
2. 理解内能
(1)内能是指物体的内能，是一个宏观量，单纯考虑一个分子的内能是没有现实意义的。
(2)一切物体在任何情况下都具有内能。
(3)内能具有不可测量性，即不能准确知道一个物体的内能的具体数值。
3. 内能的单位 焦耳(J)，各种形式能量的单位都是焦耳。
4. 影响内能大小的因素
影响因素 关系
温度 同一物体温度越高，构成物体的分子做无规则运动越剧烈，分子动能越大，物体的内能就越大
质量(分子数量的多少) 同种物质组成的物体在温度一定时，物体的质量越大(分子的数量越多)，物体的内能越大
影响因素 关系
物质的 种类 不同物质的分子大小、结构不同，在温度相同时，它们的分子动能、分子势能一般都不同，物体内能的大小一般也不同
状态 相等质量的同种物质，在温度相同时，若状态不同，则分子间的距离不同，相互作用力的大小也不同，分子势能就会不同，因此，内能的大小就不同，如1 kg0 ℃的水的内能要大于1 kg 0 ℃的冰的内能
5. 内能的改变对物体的影响
内能的改变会影响物体内部分子的运动及结构的变化，从而引起热膨胀、熔化、凝固、蒸发等各种热现象。
知识链接
1. 分子动能：物体内大量分子做无规则运动所具有的能叫做分子动能。
2. 分子势能：分子由于分子间有相互作用的引力和斥力而具有的能叫做分子势能。
易错提醒
◆同一物体温度越高，其内能越大；但是，物体的内能增大时，其温度不一定会升高，如晶体在熔化的过程中，晶体吸热，内能增大，但温度并不会升高。
◆通常会错误地认为，物体的内能只与温度有关。要牢记内能的大小还与质量、物质的种类和状态等因素有关。
关于物体的内能，下列说法正确的是( )
A. 温度相同的1 kg 和100 g 的水的内能相同
B. 同种物质构成的两个物体，温度高的内能一定大
C. 温度为0 ℃的物体没有内能
D. 同一物体温度降低，内能减小
例2
解析：比较同种物质构成的不同物体内能的大小，要综合所有因素进行分析，即用控制变量法或综合分析法进行分析。水的内能不仅与温度有关，还与质量有关，温度相同时，若质量不同，则内能不同，故A 错误；
方法解读
◆控制变量法：若两个物体所有的影响因素中只有一个因素不同，这时运用控制变量法来比较两个物体内能的大小。
◆综合分析法：若两个物体有两个及两个以上的影响因素不同时，则要采用综合分析法。如甲、乙两个由同种物质构成的物体，甲的温度比乙高，同时甲的质量也比乙大，则甲的内能比乙大。但是，若仅知道甲的温度比乙高，而甲的质量比乙小，则不能比较这两个物体内能的大小。
同种物质构成的不同两物体，两物体质量的关系不确定时，温度高的物体内能不一定大，故B 错误；一切物体在任何温度下都有内能，故C 错误；同一物体，温度升高时，内能增加，温度降低时，内能减小，故D 正确。
答案：D
实验探究 让笔杆热起来
拿一支铅笔，你怎样做能让笔杆热起来？试一试，你有几种方法？
和同学进行交流，统计所有的方法，并进行归纳分类。
知识点
改变内能的方式
3
1. 热传递、做功与内能的改变
(1)热传递：能量以内能的形式从一个物体向另一个物体直接传递，叫做热传递。
条件 两物体间或同一物体不同部分间有温度差
过程 高温物体(或高温部分)放热，内能减小；
低温物体(或低温部分)吸热，内能增大
结果 温度相同
实质 内能从高温物体(或高温部分)向低温物体(或低温部分)转移
特别提醒
在热传递过程中，能量不一定是从内能大的物体向内能小的物体转移。
(2)做功：①规律：对物体做功，物体的内能会增大；物体对外做功，内能会减小。②实质：其他形式的能量与内能之间的相互转化。
2. 热量
(1)定义：在热传递过程中，转移内能的多少叫做热量。
(2)单位：焦耳(J)。
(3)注意：热量与内能是两个不同的概念。
3. 温度、热量和内能的关系
相互影响关系
内能与温度 同一物体温度升高，内能一定增大；但内能增大时，温度不一定升高
内能与热量 物体吸收热量，内能一定增大(不考虑做功的情况)；但物体的内能增大时，不一定是因为吸收了热量
热量与温度 物体温度升高时，不一定是因为吸收了热量；而物体吸收热量后，温度也不一定升高(如：晶体熔化的过程)
知识链接
1. 热量即传递的那一部分能量，是过程中的能量，它不属于哪个物体，不能说某个物体含有多少热量。
2. 热量可以用来度量物体内能改变的多少，一个物体吸收(或放出)多少焦耳的热量，则它的内能就增加(或减小)多少焦耳。
[中考·怀化] 寒冷的冬天，我们可以坐在电火箱内取暖，也可以跳绳使身体发热。前者是通过________的方式改变人体的内能，后者是通过 的方式改变人体的内能。 ________(均填“做功”或“热传递”)
例3
热传递
做功
解析：坐在电火箱内，电火箱和人体存在温度差，电火箱向人体传热，是通过热传递的方式改变人体的内能；跳绳是将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变人体的内能。
方法点评
比较或识别两个不同的概念时，通常运用对比法：两个互相接触的物体，若存在“摩擦”、“压缩”“锻打”或“弯折”等现象，则一般是通过做功的方式改变内能；若两物体间有温度差，则应该考虑热传递。
1. 燃料燃烧时能量的转化
燃料的燃烧是一种化学变化，
在燃烧过程中，燃料的化学能转化为
内能，也就是常说的释放热量。在现代社会，人类所用的大部分能量仍然来自各种燃料的燃烧。
知识点
燃烧：放出热量
4
2. 热值的概念
燃料完全燃烧放出的热量Q 与燃料质量m 的比，叫做这种燃料的热值，用符号q 表示，即q=，单位是J/kg。
3. 热值的物理意义
热值表示1 kg 某种燃料在完全燃烧时放出热量的多少。如：木炭的热值为3.4×107 J/kg，它表示1 kg 木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107 J。不同燃料的热值一般不同。
4. 燃料燃烧放出热量的计算
(1)若用m 表示完全燃烧的燃料的质量，用q 表示该种燃料的热值，用Q表示燃料完全燃烧时所放出的热量，则有Q=mq。其中，m 的单位是kg，q 的单位是J/kg，Q的单位是J。
(2)气体燃料热值的单位是J/m3。体积为V 的气体燃料，完全燃烧时放出的热量可用公式Q=Vq 来计算。其中，V 的单位是m3，q 的单位是J/m3。
5. 热值反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系，它是燃料本身的一种特性。
方法技巧
在物理学中常用两个(或多个)物理量的比值来定义一个新的物理量的方法叫做比值定义法，热值就是用比值定义法来定义的。
[中考·南充改编] 汽油的热值是4.6×107 J/kg，完全燃烧40 g 的汽油所释放的热量为__________J，汽油燃烧时放热，将化学能转化为________能。
例4
1.84×106
内
解析：完全燃烧40 g 的汽油所释放的热量
Q=mq=40×10－3 kg×4.6×107 J/kg=1.84×106 J；
汽油燃烧时放热，将化学能转化为内能。
技巧点拨
本题考查燃料燃烧过程中能量的转化和燃烧放热的计算，在解答时的注意事项及技巧：
(1)审题时：一遍清(找到已知量和未知量)。
(2)解题时：正确运用公式，并能灵活掌握公式进行计算，计算时必带单位。
1. “寒夜客来茶当酒，竹炉汤沸火初红”，中国茶文化源远流长。泡茶时能闻到浓浓茶香，这是分子在做____________，温度越高，茶香越________。拿起杯盖，杯盖内表面会沾有很多小水珠不掉落，这说明分子间存在________(填“引力”或“斥力”)。
无规则运动
浓
引力
课堂训练
2. 【2024·天津期末】下列关于内能的说法中，正确的是(　　)
A．0 ℃以下的物体没有内能
B．内能与物体的温度有关
C．静止的物体没有内能
D．内能和机械能不能相互转化
B
3. 【2023·龙东】以下关于同一物体的内能、热量、温度的说法中，正确的是(　　)
A．物体内能增大，温度一定升高
B．物体温度升高，一定吸收了热量
C．物体温度升高，内能一定增大
D．物体内能增大，一定吸收了热量
物体内能增大，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中吸热，内能增加，但温度不变，A错误；物体温度升高，内能增大，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，BD错误；同一物体，质量不变，物体温度升高，内能一定增大，C正确。
【点拨】
【答案】C
4. 【2023·肇庆模拟】生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“天气很热”中的“热”是指________高；“两手相互摩擦发热”的“热”是指________；“物体受热，体积膨胀”中的“热”是指________。(均填“内能”“热量”或“温度”)
温度
内能
热量
温度是反映冷热程度的物理量，所以“天气很热”中的“热”是指温度很高；“摩擦发热”指通过做功的方式使内能增加，这个“热”指内能；物体受热，体积膨胀，是指物体吸收热量，这个“热”是热量。
【点拨】
内能
定义
影响因素
改变方式
温度
热运动
热传递
做功
热量
热值
课堂小结

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