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第2节　分子动理论的初步知识
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.能简单说明物质是由分子、原子构成的。
2.能通过宏观现象推测物质的分子都在不停地做热运动。
3.能够识别扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释。
4.知道分子间存在相互作用力。
课堂探究
课前一问
我们为什么可以闻到花香
知识点一　 物质的构成
1.常见的物质是由极其微小的粒子——　 　、　 　等构成的。
2.分子很小,一般分子的直径只有百亿分之几米,人们通常以　 　m为单位来量度分子。
分子
重点整理
原子
10-10
典型例题
例　下列三幅图中,能形象地描述气态物质分子运动特点的是(　 　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.甲和乙
C
举一反三
1.用分子的观点分析下列生活现象,其中解释不合理的是(　 　)
A.50毫升水与50毫升酒精混合后,总体积小于100毫升——分子之间存在空隙
B.八月桂花飘香——分子在不停地运动
C.1滴水中约含1×1021个水分子——分子很小
D.水结成冰——分子停止运动
D
2.下列示意图形象地反映了物质气、液、固三态分子排列的特点,下面说法正确的是(　 　)
A.甲是气态 B.乙是气态 C.丙是气态 D.甲是固态
C
知识点二　分子热运动
1.扩散现象
(1)定义:　 　的物质在互相接触时彼此　 　的现象。
(2)发生范围:可以发生在　 　、　 　、　 　之间。
(3)扩散现象表明:一切物质的分子都在　 　 。
(4)影响因素:温度越高,分子运动越　 　。
重点整理
不同
进入对方
气体
液体
固体
不停地做无规则的运动
剧烈
2.分子热运动
由于分子的运动跟　 　有关,所以这种无规则运动叫作分子的热运动。
温度
典型例题
例1　下列事实能够说明“分子在不停地运动”的是(　 　)
A.公园里花香四溢 B.春天里柳絮飞扬
C.海面上浪花飞溅 D.天空中乌云翻滚
A
例2　如图为演示气体扩散现象的实验装置,上瓶装有空气,下瓶装有红棕色二氧化氮气体,二氧化氮的密度比空气大。抽出两瓶之间的玻璃板后观察到两瓶内气体颜色发生变化,最后两瓶气体颜色一样。下面说法正确的是(　 　)
A.上瓶的气体只会向下运动,下瓶的气体只会向上运动
B.如果将二氧化氮装在上瓶,那么两瓶气体不会混合
C.若温度越高,瓶内气体颜色变化会越快
D.两瓶气体颜色都一样时,分子不再运动
C
A B C D
A
举一反三
2.将硫酸铜溶液注入水的下方,可以看到清水与硫酸铜溶液之间有明显的界面,如图甲。静置20日后,如图乙,这是　 　现象,说明液体分子　 　。
扩散
永不停息地做无规则运动
知识点三　分子间的作用力
1.分子间作用力的存在:分子间的　 　使固体和液体的分子不致散开;分子间的　 　使固体和液体很难被压缩。
2.分子间作用力的特点:分子间距离变小时,分子间作用力表现为
　 　;分子间距离变大时,分子间作用力表现为　 　;分子间距离相距很远时,分子间作用力变得　 　。
重点整理
引力
斥力
斥力
引力
十分微弱,可以忽略
3.分子动理论的初步认识:常见的物质是由大量　 　构成的,物质内的分子在　 　,分子之间存在　 　和　 　。
分子
不停地做热运动
引力
斥力
典型例题
例1　关于分子间的作用力,下列说法正确的是(　 　)
A.分子间存在着一个平衡位置,在此位置时分子间既没有引力也没有斥力
B.当物体被压缩时,分子间只有斥力
C.当物体被拉长时,分子间只有引力
D.分子间的斥力和引力总是同时存在同时消失的
D
例2　如图所示,“天宫课堂”上航天员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.水分子间存在引力
C.水分子间存在斥力
D.水分子不停地做无规则运动
B
1.如图所示,将一块表面干净的玻璃板挂在弹簧测力计下面,手持弹簧测力计的上端将玻璃板放至刚与水面接触后慢慢提起弹簧测力计,观察到玻璃板未离开水面时弹簧测力计的示数比离开水面后的示数
　 　,其原因是　 　。
举一反三
大
玻璃分子与水分子之间存在着相互作用的引力
2.两块光滑、干燥的玻璃,紧贴在一起不能结合成一块,原因是(　 　)
A.两块玻璃分子间距离很大,分子间的作用力就十分微弱,可以忽略
B.两块玻璃分子间距离太小,斥力起主要作用
C.两块玻璃中的分子运动太快
D.两块玻璃中的分子运动太慢
A
课后释问
花的香气来自花中的油细胞,它们能分泌出有香味的芳香油,芳香油很容易挥发,花开的时候容易扩散到空气中。一切物质的分子在永不停息地做无规则运动,当有芳香分子运动到我们的鼻腔中,我们就能闻到缕缕花香。
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
1.学校厨房的墙角边堆放了煤炭,隔一段时间后,煤炭粉末就扩散到墙里面去了,扩散现象的发生是由于(　 　)
A.分子之间有相互作用力
B.分子永不停息地做无规则运动
C.分子之间斥力大于引力
D.相互接触的煤炭粉末与墙壁存在着温差
B
基础题
2.(跨学科实践) 如图所示是小军同学表演“铁树开花”魔术的装置:利用氨水能使酚酞变红的特性,将装浓氨水的小烧杯和浸有酚酞溶液的棉团放在大烧杯中一段时间后,可观察到棉团由白色变为红色。该魔术利用了的物理知识是(　 　)
A.分子间有引力
B.分子在不停地运动
C.分子间的间隔变小
D.分子间有斥力
B
3.下列诗词能体现“分子在不停地运动”的是(　 　)
A.唯有牡丹真国色,花开时节动京城
B.春风得意马蹄疾,一日看尽长安花
C.风吹柳花满店香,吴姬压酒唤客尝
D.杨花柳絮随风舞,雨生百谷夏将至
C
4.密封的烧瓶中装有某种气体,如图所示,小圆圈表示气体分子,用抽气筒抽出该烧瓶中部分气体后仍密封,下列描述烧瓶内剩余气体分子的四个示意图中正确的是(　 　)
D
A　　　 　　 B　　 　　　 C　　　 　　 D
5.如图甲将两个表面光滑的铅柱相互紧压,发现两者粘在一起,由此得出分子间存在引力。小华认为此实验不能排除大气压把两个铅柱压在一起的可能。于是小明先后做了四个实验(如图乙所示)。其中能帮助小华验证的是(　 　)
①挂一个钩码,铅柱不分离;
②挂两个钩码,铅柱不分离;
③铅柱略错开,铅柱不分离;
④置于真空罩内,铅柱不分离。
A.只有④ B.只有①② C.只有③④ D.只有①②③
A
6.如图是在电子显微镜下病毒的照片,该病毒直径在200 nm左右,可通过飞沫传播。下列说法正确的是(　 　)
A.病毒是分子,可以用肉眼直接看到
B.正确佩戴口罩可预防感染,是因为口罩材料的分子之间没有空隙
C.病毒随飞沫传播属于分子运动
D.构成飞沫的分子间既有引力又有斥力
D
7.北京冬奥会上出现了众多“黑科技”,其中一个亮点就是在口罩和场馆空气净化系统中配备AOP-KF固体碱。AOP-KF固体碱是一种独特的空气净化材料,在对付流感病毒方面,它的灭活率能达到99.31%。AOP-KF固体碱在消灭病毒的过程之中,会释放出微量的二氧化氯。二氧化氯是唯一可以用作食品添加剂的消毒剂,它对病毒最为敏感,而且是越敏感,越容易杀灭,所以它可以很好地杀灭病毒,这也被认为是最安全的消毒方法。这种杀灭病毒的方法是利用二氧化氯在　
　运动。这种运动随温度升高而　 　(选填“加剧”或“减缓”)。
不停地做
无规则
加剧
8.学习分子的有关知识后,李雷等同学提出了这样一个问题:分子无规则运动的快慢和哪些因素有关 在观察研究的基础上,他们提出了以下两种猜想:
①分子无规则运动的快慢与物质的温度有关。
②分子无规则运动的快慢与物质的种类有关。
为了研究猜想①是否正确,李雷等同学进行了如图实验:取来相同的两只烧杯,在其中放入质量相同的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,观察两杯水的颜色变化的快慢。
李雷通过分析归纳,总结出分子运动的快慢与物质的温度之间的关系。
(1)实验中观察到　 　(选填“热水”或“冷水”)杯中颜色变化快,由此可以得到的结论是　 　。
(2)实验过程中,用相同的烧杯,放相同质量的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,所运用的一种研究方法是　 　。
(3)做这个实验时,　 　(选填“能”或“不能”)搅动杯中的水。
热水
温度越高,分子的无规则运动越剧烈
控制变量法
不能
(4)请你将上面的实验改成研究“分子运动快慢与物质的种类有关”的实验。(简要写出实验的做法和注意点)
方法:将热水杯中的热水换成酒精(与冷水的温度相同)等液体,在水中滴入一滴红墨水,在酒精中滴入一滴红墨水。观察两杯液体中的颜色变化的快慢。注意点:①两杯液体中的温度相同;②水中和酒精中滴入的红墨水质量一定要相同。
拓展题
1.分子之间既有引力又有斥力。其中,分子之间的斥力大小F斥随着分子间距离r变化的情况如图所示。根据图像可知:分子之间斥力的大小
(　 　)
A.随着分子间距离的增大先增大后减小
B.随着分子间距离的增大先减小后增大
C.随着分子间距离的减小而减小
D.随着分子间距离的减小而增大
D
2.当空气中的PM2.51小时平均浓度大于250微克每立方米时,空气质量就属于严重污染。PM2.5是指尘埃物直径为2.5 μm,合　 　nm,空气中尘埃物　 　(选填“是”或“不是”)分子。
2.5×103
不是
3.阅读短文,回答问题。
布朗运动
组成物质的分子永不停息地无规则运动着。分子小,肉眼不能直接看到,就是在光学显微镜下也看不到它们,那么,怎样知道分子在永不停息地运动呢 在科学上,物质分子永不停息地运动是由实验来证明的。1827年,英国植物学家布朗在用光学显微镜观察水中悬浮的花粉时,发现花粉颗粒在不停地做无规则运动。后来把悬浮微粒的这种运动叫作布朗运动。不只是花粉,对于液体中各种不同的悬浮微粒如藤黄粉、小炭粒……都可以观察到布朗运动。取一滴稀释了的墨汁在显微镜下观察,同样看到小炭粒在不停地游动着,一会儿向东,一会儿向西,每个小炭粒运动的路线是一条不规则的折线。
甲 乙 丙
那么,布朗运动是怎么产生的呢 在显微镜下看起来连成一片的液体,实际上是由许许多多分子组成的。液体分子不停地做无规则的运动,不断地撞击悬浮微粒。如同水面上漂浮着一块冰,一群鱼在冰块周围游来游去,不断撞击着冰块一样。某个时刻向左的力量大些,冰块就向左运动;下一时刻向右的力量大些,冰块又向右运动;向前的力量大些,冰块又向前运动……就这样,冰块一会儿前、后,一会儿左、右地运动着。从显微镜中看到的小颗粒好比冰块,水分子好比鱼群,冰块的运动是鱼群运动引起的。若悬浮的微粒足够小时,受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。在某一瞬间,微粒在另一个方向受到的撞击作用强,致使微粒又向其他方向运动。这样,就引起了微粒的无规则的布朗运动。科学观察表明:布朗运动永不会停止,且温度越高,花粉微粒越小,布朗运动越剧烈。
(1)布朗运动和图乙中的　 　(选填“A”“B”或“C”)实验现象,都可表明组成物质的分子在不停地做无规则运动。
(2)文中的花粉做布朗运动是指　 　。
A.花粉微粒的运动
B.花粉分子的运动
C.液体分子的运动
A
A
(3)如图丙是花粉做布朗运动时的连线图(即每隔相同时间记录花粉的位置后再连线),它反映出布朗运动是毫无规则的;若A为0时刻花粉的位置、B为第2 s时位置、C为第4 s的位置……依此类推。则第5 s时刻花粉微粒的位置　 　。
A.一定在CD线段的中点上
B.一定在CD线段上
C.可能不在CD线段上
C
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章 末 小 结
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定义：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
单位：焦每千克摄氏度J/(kg·℃)
物理意义：比热容反映了物质的吸（放）热本领
水比热容大的应用：(1)制冷剂：如汽车的发动机用循环水来冷却
絷
(2)散热剂：如在寒冷的北方让水经过暖器放出较多的热量
(3)取暖：热水袋，水的温度降低可以释放较多热量
(4)调节气温：如沿海地区昼夜温差不大
热量的计算：物体温度升高时吸收热量Q吸=cm(t一to）
物体温度降低时放出热量Q放=cm(t。一t)
若不考虑热损失：Q吸=Q放
物质的构成：常见的物质是由分子、原子构成的
概念：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象
气体、液体、固体都能发生扩散现象
扩散的快慢与温度有关
分子动理论
温度高的分子运动得快，温度低的分子运动得慢
分子热运动—
扩散现象
扩散现象表明：(1)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动
(2)分子间有间隙
扩散现象是分子热运动的外在宏观表现；分子的热运动是
扩散现象形成的原因
分子间距离很近时表现为斥力
分子间作用力一分子间存在引力和斥力
分子间距离稍远时表现为引力
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
单位：J(焦耳)
特性：一切物体不论温度高低，都具有内能
内
影响因素：质量、温度、体积、物态
实质：能量的转化
做功物体对外做功，物体的内能转化为机械能，则物体内能减少；
外界对物体做功，机械能转化为物体的内能，则物体内能增加
改变内能
内能从温度高的物体转移到温度低的物体
的方式
实质：能量的转移发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体
热传递
内能增加
热传递的条件：两个相互接触的物体间存在温差(共39张PPT)
第3节　内能
栏目导航
学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.会用类比的方法建立内能的概念。
2.能简单描述温度和内能的关系。
3.知道热传递可以改变物体的内能。
4.知道做功可以使物体内能增大或减小的事例。
课堂探究
课前一问
装着开水的暖水瓶,有时候瓶塞会弹起来。推动瓶塞的能量来自哪里
知识点一　内能
构成物体的所有分子,其热运动的　 　与　 　的总和,叫作物体的内能。
1.分子动能:分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度　 　,分子热运动的速度　 　,它们的动能越大。同一个物体(物态不变),温度越高,内能越大。
动能
重点整理
分子势能
越高
越大
2.由于分子之间具有一定的距离,也具有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能。分子间距发生变化时,物体的体积也会变,其内能会发生变化。所以分子势能与物体的　 　有关。
3.影响物体内能大小的因素:物体的内能与物体的状态、质量、体积及　 　有关。
【注意】一切物体中的分子都在永不停息地做无规则运动,分子间都有分子力的作用,无论物体处于何种状态,是何形状与体积、温度是高是低都是如此。因此,一切物体在任何情况下都具有内能。
体积
温度
典型例题
例　如图所示a、b、c三杯水中,a、b两杯水的温度相同,b、c两杯水的质量相同,比较后可知:　 　杯中水的内能是最大的,　 　杯中水的内能是最小的。
c
a
A b c
举一反三
下列关于内能的说法中正确的是(　 　)
A.静止的物体没有内能
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能
D.物体内能大小与温度无关
B
知识点二　物体内能的改变
改变物体内能的方法有热传递和做功;热传递是能量的转移,做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。
1.做功:外界对物体做功,物体的内能会　 　(例如:摩擦生热);物体对外做功,物体内能会　 　(例如:通过活塞向盛有水的烧瓶里打气,当活塞从瓶口跳起时,烧瓶中出现“白雾”)。实质:能量从一种形式的能
(其他形式的能)转化为另一种形式的能(内能)。
重点整理
增大
减小
2.热传递:只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差,就会发生热传递,直到温度变得相同(即没有温度差)为止。
物体吸收热量,内能　 　;物体放出热量,内能　 　。
增大
减小
典型例题
例1　如图所示,用热传递方式改变物体内能的是(　 　)
A.放大镜聚光使纸片着火 B.反复弯折后铁丝的温度升高
C.压缩空气, 空气内能增大 D.冬天户外搓手取暖
A
例2　如图所示是我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过　 　的方式,使筒内空气内能　 　,温度升高,达到艾绒的着火点。
做功
增大
例3　如图所示,将试管中的水加热一段时间后,木塞向外飞出,则在此过程中(　 　)
A.木塞飞得越高,木塞的分子势能越大
B.酒精燃烧产生的内能小于木塞的机械能
C.水蒸气内能转化为木塞机械能
D.木塞向外飞出的过程中,水蒸气的内能增大
C
1.烧红的铁块放到冷水中冷却的过程中,它具有的内能(　 　)
A.减小 B.不变 C.增大 D.无法确定
A
举一反三
2.如图所示,用塞子塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子从瓶口冲出。下列关于瓶内气体的说法正确的是
(　 　)
A.向瓶内打气,外界对气体做功,气体温度降低
B.瓶塞从瓶口冲出,瓶口产生“白气”的原因是水蒸气汽化
C.塞子从瓶口冲出,气体对外界做功,气体内能减少
D.塞子从瓶口冲出,外界对气体做功,气体内能不变
C
3.过春节时,同学们总喜欢燃放鞭炮,其中有一种鞭炮,不需用火去点燃,只要稍用力将它甩向地面,鞭炮就可以爆响,鞭炮与地面发生碰撞时,通过　 　的方式,使它的内能　 　。双手贴着热水袋会感到暖和,是通过　 　的方式增加手的内能。
做功
增加
热传递
知识点三　温度、内能和热量的辨析
重点整理
温度 状态量 物体温度升高,不一定吸收热量 钻木取火、摩擦生热
热量 过程量 物体吸收热量,温度不一定升高 晶体熔化
内能 状态量 物体内能增加,温度不一定升高 晶体熔化
物体内能增加,不一定吸收热量 钻木取火、摩擦生热
说明 内能通常用“具有”等词来修饰; 热量要用“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述
典型例题
例1　关于热量,下列说法正确的是(　 　)
A.一桶水比一杯水含有的热量多
B.物体含有的热量随着物体的温度升高而增多
C.物体内能越多,它具有的热量就越多
D.热传递过程中,热量可能由内能多的物体传向内能少的物体
D
例2　关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(　 　)
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.80 ℃的水一定比30 ℃的水含有的热量多
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.温度相同的物体接触时不发生热传递
D
1.下列说法正确的是(　 　)
A.温度从高温物体传递到低温物体
B.温度为0 ℃的物体没有内能
C.温度高的物体含有热量多
D.晶体熔化吸热,熔化过程温度保持不变
举一反三
D
2.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是(　 　)
A.物体的温度不变,它的内能就一定不变
B.-5 ℃的物体没有内能
C.物体内能减少时,温度一定降低
D.物体的温度升高,内能增加
D
课后释问
开水的内能转化为瓶塞的机械能。
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
1.关于物体的内能,下列说法正确的是(　 　)
A.水具有内能,冰块没有内能
B.一杯水的温度越高,它具有的内能越大
C.水蒸气具有的内能一定比水具有的内能大
D.一杯水放在高处一定比放在低处具有的内能大
B
基础题
2.甲、乙两个冰块的质量相同,温度均为0 ℃。甲冰块位于地面静止,乙冰块静止在10 m高处,这两个冰块(　 　)
A.机械能一样大 B.甲的机械能大
C.内能一样大 D.乙的内能大
C
3.甲物体分子动能总和为E甲1,分子势能总和为E甲2;乙物体的分子动能总和为E乙1,分子势能总和为E乙2。各能量大小如图,甲、乙两物体相比,则(　 　)
A.两物体分子数相同 B.两物体所处物态相同
C.甲物体的内能较大 D.乙物体的温度较高
C
4.下列关于物体内能的说法中正确的是(　 　)
A.质量大的物体一定比质量小的物体内能大
B.一切物体在任何情况下都有内能
C.内能和温度有关,所以0 ℃的水没有内能
D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B
5.甲、乙两杯水温度各为40 ℃、80 ℃,下列说法正确的是(　 　)
A.只有加热才能使水升温
B.甲杯中水的内能一定比乙杯中的小
C.乙杯中水的温度降低,水的内能一定减小
D.甲杯中的水分子运动一定比乙杯中的剧烈
C
6.下列实例中,属于内能转化为机械能的是(　 　)
A.弯折铁丝发烫 B.臀部摩擦发热
C.蒸汽顶起壶盖 D.压缩点燃棉花
C
7.如图所示,四个完全相同的杯中各盛入一定温度和一定质量的水,下列关于杯中水的内能的说法正确的是(　 　)
A.乙杯中水分子运动比甲杯中的剧烈
B.甲、乙两杯中水的内能无法比较
C.乙杯中水的内能比丙杯中大
D.丁杯中水的内能最小
B
8.如图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
9.如图所示,“钻木”能“取火”,说明　 　可以改变物体的内能;“烤火”能“取暖”,说明　 　可以改变物体的内能。这两种方式在改变物体的内能上是　 　。
做功
热传递
等效的
10.如图所示,B是一个被销钉锁住的活塞,容器A密封有少量空气,容器内气压小于外界大气压,C是一支温度计。若活塞与容器壁之间没有摩擦,当把销钉K拔出后,将观察到活塞向左移动,温度计的示数
(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是　
　。
变大
外界空气对容器内气体做功,
容器内气体内能增大,温度升高
拓展题
1.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是(　 　)
A.将一壶水由20 ℃加热到50 ℃,水的内能增加了
B.热传递的过程中,热量从内能多的物体传向内能少的物体
C.物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
D.物体的温度不变,其内能就一定不变
A
2.飞船在返回地面过程中的一个瞬间,像个“火球”一样,如图,是因为返回舱与大气摩擦,通过　 　的方式,使返回舱的内能　 　(选填
“增加”“减少”或“不变”),其实质是　 　能转化为内能。
做功
增加
机械
3.为了探究做功与物体内能变化的关系,某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验,如图所示。
【提出问题】
做功与物体内能的变化存在怎样的关系
【制定计划与设计实验】
(1)先用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度,如图甲所示。
(2)关闭喷嘴处的阀门,接着用手按压活塞快速打气,并用温度计测出喷雾器内部气体的温度,如图乙所示。
(3)打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内一部分气体,并用温度计测出喷雾器内部气体的温度,如图丙所示。
【分析与论证】
(4)该实验通过　 　来反映气体内能的变化,这里所应用的物理研究方法是　 　。
(5)用手按压活塞快速打气的目的是　 　。
(6)打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内一部分气体时,内能　 　(选填“增加”“减少”或“不变”),依据是
　。
温度计示数的变化
转换法
对气体做功
减少
喷雾器内气体对外做功,同时其
质量减少
【实验结论】
(7)比较甲和乙两图可知:　 　。
(8)比较甲和丙两图可知:　 　。
外界对气体做功,气体内能增加
气体对外界做功,气体内能减少
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学 习 评 价
1.有人做了这样一个实验:把金片和铅片紧压在一起,放置5年后再把它们分开,可以看到它们相互进入约1 mm。这个实验说明(　 　)
A.分子是由原子构成的 B.分子是运动的
C.分子间存在引力 D.分子间存在斥力
基础巩固
B
2.如图是物质在三种不同状态下的分子模型示意图,下列说法不正确的是(　 　)
A.图甲分子间距最小、作用力最大,因此分子是静止的
B.图甲所示物质处于固态
C.图丙分子间距最远、作用力最小
D.图乙、丙所示的物质均可流动
A
3.善于思考的乐乐同学结合生活现象对分子动理论的初步知识有了一些新的思考,其中说法错误的是(　 　)
A.春雨润万物,冬雪披素衣。这是由于水分子间距不同而表现出的不同物态
B.五月的街头,杨花飞絮随风舞,好似雪花满天飞,这不属于分子热运动
C.临近中午,食堂菜香四溢,香味分子跑到空气分子的间隙中去了
D.看着照片中满池的荷花,仿佛嗅到了荷花的芬芳,这属于扩散现象
D
4.如图所示,荷叶上的水珠如颗颗珍珠一般,摇一摇荷叶,水珠会很快滑落,荷叶上竟然滴水不沾。关于荷叶上水珠的一些说法,正确的是(　 )
A.当水珠静止不动时,水珠中的水分子也静止不动
B.很小的水珠就是一个水分子
C.荷叶不沾水,是因为水珠与荷叶的分子之间只有斥力没有引力
D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,说明分子之间存在引力
D
5.根据表格的内容和相关的知识,下列说法正确的是(　 　)
A
物体 质量 温度
甲铁块 0.5 kg 0 ℃
乙铁块 1 kg 50 ℃
丙铁块 2 kg 100 ℃
丁铁块 1 kg 100 ℃
A.丙铁块与丁铁块接触不会发生热传递
B.甲铁块不具有内能
C.若乙铁块的温度升高,则一定是吸收了热量
D.乙铁块与甲铁块接触会发生热传递,是因为乙铁块的内能大于甲铁块的内能
6.在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是(　 　)
A.沿海地区的气温比内陆的气温变化小
B.夜间,在秧田里灌水保温
C.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温
D.汽车发动机用水作冷却液
C
7.由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著。因此(　 　)
A.白天的风多是从陆地吹向海面,夜晚的风多是从海面吹向陆地
B.白天的风多是从海面吹向陆地,夜晚的风多是从陆地吹向海面
C.白天和夜晚的风多是从陆地吹向海面
D.白天和夜晚的风多是从海面吹向陆地
B
8.质量和温度都相同的甲、乙两种物质,用同样的加热器进行加热,它们温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是(　 　)
A.甲物质的沸点一定是80 ℃,乙物质的沸点一定是40 ℃
B.0~6 min甲比乙吸收的热量多
C.8~10 min甲和乙继续吸热,虽然温度各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D.甲的比热容大于乙的比热容
C
9.如图所示,小铁块的温度为80 ℃,大铁块的温度为40 ℃。现将两个铁块接触,过了一会儿,两个铁块的温度都为50 ℃,忽略环境温度对铁块的影响,则(　 　)
A.小铁块的分子运动越来越剧烈
B.大铁块把热量传递给了小铁块
C.小铁块的内能不断减小
D.当温度都为50 ℃时,两个铁块的内能相等
C
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度变化成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是个定值
D
11.(1)海珠湖的湖水对周围气温起到很好的调节作用,这是由于水的
　 　较大;漫步在湖边小道上,闻到阵阵的荷花香,这属于
现象。
(2)“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,现在仍被广泛使用在营养计量中。“卡”是这样规定的:1卡等于在标准大气压下,1 g水温度升高
1 ℃吸收的热量。那么1卡等于　 　 焦耳。
[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
比热容
扩散
4.2
(3)用如图所示的两个相同装置,同时给质量相同的水和铁砂加热,物体吸收热量的多少是通过　 　来反映的,在实验中通过观察　 　来比较水和铁砂的吸热本领。
加热时间的长短
相同时间内温度计示数升高的多少
12.为了比较A、B两种液体比热容的大小,物理兴趣小组做了如图甲所示的实验,在两个相同的试管中,分别装入质量相等的A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
相等
(1)两试管在此烧杯中加热相同的时间,吸收的热量　 　(选填“相等”或“不相等”)。
(2)实验后绘制了温度与时间的关系图像如图乙所示,可见:质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,　 　液体升温较高;质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,　 　液体吸收的热量较多。(均选填“A”或“B”)
A
B
(3)B液体在第10 min的内能　 　第20 min的内能;A和B两种液体的比热容关系是cA　 　cB。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(4)若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择　 　(选填“A”或“B”)液体。假如B液体是水,则A液体的比热容为
　 　J/(kg·℃)。 [水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
小于
小于
B
2.1×103
13.艇仔粥是广州的一种传统小吃。煮好的粥香气扑鼻,这是什么现象 粥的温度越高,香气就越浓,这是为什么 当我们对着热粥表面吹气时,粥就凉得更快,这又是为什么 请你用物理知识说明其中的道理。
答案:①煮好的粥香气扑鼻,是粥的芳香分子扩散到空气中,是扩散现象。②扩散现象表明分子不停地做无规则运动,且温度越高,分子运动越剧烈,扩散得越快,粥的香气就越浓。③当我们对着热粥表面吹气时,加快了热粥上方空气的流动,从而加快了热粥中水的蒸发,蒸发吸热,所以粥凉得更快。
14.阅读短文,回答问题。
制动液
汽车制动液俗称刹车油。汽车刹车时,驾驶员踩踏板通过刹车管内的制动液把压力传递到刹车块,刹车块和车轮上的鼓轮摩擦,阻止车轮转动。制动时,因摩擦产生的热量会使制动液温度升高,如果温度过高,达到沸点,制动液就会产生大量气体,造成制动失灵。制动液的沸点在遇潮吸水后会下降,因此国家规定制动液沸点不得低于140 ℃。
拓展提升
要测量制动液的沸点,可以取适量制动液和一个质量为m1的铜块放入加热容器,加热至沸腾后,把铜块取出立即放入一个装有水的保温杯中,保温杯中水的质量为m2、温度为t1,等铜块和水的温度相同后,再测出水温t2,若从取出铜块到测出水温过程散失的热量为Q,铜的比热容为c1,水的比热容为c2,就可以计算得到制动液的沸点,下表为某种制动液的含水量和对应的沸点。
含水量/% 0 1 2 3 4 5 6
沸点/℃ 210 180 158 142 132 124 120
(1)制动液沸点的表达式为t=　 　。
(2)利用表格中给出的数据,在坐标图中作出沸点与含水量的关系图像。
答案:如图所示
(3)当含水量达到　 　时,这种制动液就必须更换。
3.2%
15.用锅炉将200 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,水吸收的热量是多少 如将这些水送到15 m高的楼上,对水做的功是多少 如提水时所做的总功是4×104 J,则机械效率是多少 [水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
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第1节　热量　比热容
第十三章 内能
栏目导航
学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.知道热量的概念,单位。
2.建立并了解比热容的概念,知道比热容是反映物质自身性质的物理量。
3.能通过实验探究不同物质的吸热能力,体会控制变量的方法在科学探究中的应用。
4.尝试用比热容解释简单的自然现象,感受物理知识与生活的密切联系。
5.能根据比热容进行简单的热量计算。
课堂探究
课前一问
同样的日照条件,为什么海滩上的沙子热得烫脚,而海水却非常凉爽
知识点一　实验:比较不同物质吸收热量的情况
1.方法:根据我们的生活经验已经知道物体吸收热量的多少与它的
　 　和　 　有关,我们要探究吸收热量的多少与物质的种类是否有关,需要控制两种物质的　 　、　 　相同,这种方法叫　 　。
质量
重点整理
升高的温度
质量
升高的温度
控制变量法
2.器材:你认为要验证你的猜想,需要哪些器材 思考并交流以下几个问题。
(1)需要用到哪些器材测量哪些量
　 　。
(2)热量是看不见摸不着的物理量,你通过什么知道吸热的多少 对此,器材有何要求
　 　。
(3)数据记录表格中的加热时间代表哪个物理量
　 　。
温度计测温度,秒表记录时间
通过比较加热时间来知道吸热的多少,则需要保证加热源相同
吸收的热量
3.进行实验:某组同学按照课本组装器材,并进行实验,后将实验数据填入下表中。
烧杯序号 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 200 20 28 8
2 水 100 20 28 4
3 食用油 200 20 28 4
4 食用油 200 20 24 2
请根据表中的实验记录回答:
(1)比较1、2记录,得出的结论是
　。
(2)比较3、4记录,得出的结论是
　。
(3)比较1、3记录,得出的结论是
　。
(4)综合上述结论,物体温度升高时吸热的多少与　 　、　 　、
　 　有关。
同种物质升高相同温度,质量越大,吸收热量
越多
相同质量的同种物质,温度升高得越多,
吸收热量越多
质量相同的不同物质,升高相同的温度,
吸收的热量不同
物体的质量
升高的温度
物质的种类
典型例题
A
例　如图,教材中为了引入比热容这个物理量做了“探究水和煤油吸热能力”的实验,该实验需要控制一些变量,下列说法不正确的是(　 　)
A.使水和煤油的体积相同
B.使水和煤油升高相同的温度
C.使用相同规格的电加热器
D.使水和煤油的质量相同
举一反三
小明用如图甲所示装置比较不同物质吸热升温特点。
甲　 　
(1)在两个相同烧杯中分别加入　 　相同的沙子和水,用相同酒精灯进行加热,使水和沙子的加热方式　 　,从而通过比较　
　,就可以比较两种物质吸收热量的多与少。
(2)实验中需用玻璃棒不断搅拌,其目的是　 　。
质量
相同
加热时间
长短
使沙子和水受热均匀
(3)小明经过实验,记录数据如下:
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 沙子 20 22 24 26 28
水 20 21 22 23 24
①根据实验数据,在图乙中画出沙子和水温度随时间变化的图像。
乙
答案:如图所示
②分析图像,小明发现:质量相等的沙子和水,其中　 　升温快;它们升高相同温度,　 　吸收的热量多。
沙子
水
知识点二　比热容
1.定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积　 　,叫作这种物质的比热容。
2.单位:焦每千克摄氏度,符号是　 。
3.比热容是反映物质自身性质的物理量,不同物质的比热容一般　 　,比热容与物质的　 　和　 　有关,与物质的质量、温度和吸(放)热的多少无关。
重点整理
之比
J/(kg·℃)
不同
种类
状态
4.水的比热容:c水=　 　。
(1)物理意义:1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃,吸收(或放出)的　 　为4.2×103 J。
(2)水的比热容大的应用:
①制冷剂:如汽车的发动机用循环水来冷却。
②散热剂:如在寒冷的北方让水经过暖器放出较多的热量。
③取暖:热水袋,水的温度降低可以释放较多热量。
④调节气温:如沿海地区昼夜温差不大。
4.2×103 J/(kg·℃)
热量
典型例题
例1　水的比热容是　 　。一瓶水用去四分之一,剩下的水的比热容是　 　。
4.2×103 J/(kg·℃)
4.2×103 J/(kg·℃)
例2　关于比热容,下列说法正确的是(　 　)
A.物质的比热容跟物质吸收或放出的热量有关
B.质量相同的不同物质放出相同的热量,比热容大的降温多
C.比热容是物质本身的性质,同种物质的比热容一定相同
D.单位质量的某种物质,温度降低1 ℃所放出的热量,数值上等于它的比热容
D
例3　下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是(　 　)
A.海边昼夜温差变化比沙漠中小
B.北方楼房内的暖气用水作为介质
C.北方冬天的菜窖内放入一桶水防止蔬菜冻坏
D.生物体内水的比例高,有助于调节自身的温度
C
1.已知c水>c煤油>c干泥土,如果让质量、初温相同的水、煤油、干泥土吸收相同的热量,那么末温最高的是(　 　)
A.水 B.煤油 C.干泥土 D.无法判断
2.下列情况下比热容会发生变化的是(　 　)
A.一杯水倒去一半 B.水凝结成冰
C.一块铁加工成铁屑 D.15 ℃的水变成45 ℃的水
举一反三
C
B
3.从海风形成的示意图可知,海风形成的根本原因是与海水相比,沙石的(　 　)
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
A
知识点三　热量的计算
1.物体吸收或放出热量的多少由物质的比热容、物体质量和物体温度变化量的乘积决定,跟物体温度高低等无关。
公式:物体吸收热量Q吸=　 　,
物体放出热量Q放=　 　。
重点整理
cm(t-t0)
cm(t0-t)
2.公式只适用于没有　 　变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量。比如-3 ℃的冰吸热熔化成1 ℃的水,熔化过程中吸收的热量就不能利用吸热公式。
3.若不考虑热损失,则Q吸=Q放(热平衡方程)。
状态
典型例题
例1　在母亲节这天,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了
5 kg的水,将装汤的碗放在水中进行冷却。小唐同学用水进行冷却主要是利用了水的　 　大的特性。过了一会儿,水温由20 ℃升高到25 ℃,水吸收的热量为　 　J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
比热容
1.05×105
例2　有一根烧红的铁钉,质量是2 g,放出920 J的热量后,温度降低到
20 ℃,求铁钉的初温。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
例3　有一铜球和铅球,质量之比是2∶3,比热容之比是3∶1;若两球吸收相同的热量后,升高的温度之比为(　 　)
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶9 D.9∶2
A
质量和初温相同的甲、乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后,甲液体的温度高于乙液体的温度,则甲液体的比热容　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容。如果乙液体的质量为1 kg,初温为20 ℃,加热一段时间后温度升高到50 ℃,吸收的热量为1.26×105 J,则乙液体的比热容为　 。
举一反三
小于
4.2×103 J/(kg·℃)　
课后释问
因为水的比热容比沙子的比热容大,吸收相同热量情况下,沙子的温度升高更多。
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B.若质量增大一倍,则比热容减至一半
C.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D.比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1 ℃所吸收的
热量
D
基础题
2.如图所示,将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同温度后,放到表面平整的冰块上面,经过一段时间后冰面不再下降。则三块金属中比热容最大的是(　 　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.相同
C
3.表中是一些物质的比热容,根据表中数据和生活现象,下列判断正确的是(　 　)
D
物质 c/[J/(kg·℃)] 物质 c/[J/(kg·℃)]
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
沙石 约0.92×103 铜 0.39×103
A.不同种类的物质,比热容一定不同
B.比热容与物质的状态无关
C.质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块的末温更低
D.沿海地区昼夜温差小,是因为水的比热容较大
4.两个相同的容器分别装有甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则(　 　)
A.若甲、乙两种液体的质量相同,则甲的比热容大于乙的比热容
B.若甲、乙为同种液体,则乙液体的质量较大
C.若甲、乙两种液体的质量相同,加热相同的时间,
甲液体吸收的热量多
D.若甲、乙为同种液体,则液体的温度变化与它们的质量成正比
B
5.用相同的热源加热甲、乙两种质量相等的不同晶体,忽略散热。如图所示是两种晶体从熔化前到熔化后温度随时间变化的图像。甲、乙熔化过程中吸收的热量为Q甲、Q乙;固态甲的比热容为c甲、固态乙的比热容为c乙。液态甲的比热容为c甲′、液态乙的比热容为c乙′,它们之间的大小关系是(　 　)
A.Q甲=Q乙,c甲c乙′
B.Q甲c乙′
C.Q甲=Q乙,c甲D.Q甲>Q乙,c甲B
6.如图a所示,将质量、初温都相等的甲、乙液体放在相同热源上加热相同时间后,两液体吸收的热量　 　,两温度计示数分别如图b所示,
　 　液体的温度升高得较慢,　 　液体更适合选为保温液体。
相等
乙
乙
7.已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),1 kg、20 ℃的水吸收了2.1×
105 J的热量后,温度升高到　 　℃。生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水,这是因为水的　 　大,所以在相同条件下水能带走较多的　 　,冷却效果好。
70
比热容
热量
8.甲、乙两种金属的比热容之比是3∶1,质量之比是2∶1,当它们吸收相同的热量,甲物体的温度升高了10 ℃,则乙物体的温度升高了　 　℃。使质量为1.5 kg、初温为10 ℃的水吸收了6.3×105 J的热量,水温将升高　 　℃。[气压为标准大气压,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
60
90
9.甲、乙两物体质量之比是4∶1,用两个相同的酒精灯分别给它们加热,假设酒精灯放出的热量都被它们吸收,甲、乙两物体温度随时间变化的图像如图所示,则经过4 min,甲、乙升高的温度之比是　 　;若甲的比热容是0.4×103 J/(kg·℃),则乙的比热容是　 　。
1∶2
0.8×103 J/(kg·℃)
10.为了探究水和煤油吸热的情况,小明做了如图所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间,记录的数据如下表所示。
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 60 20 45 6
煤油 60 20 70 6
(1)实验中选用相同的电热器对质量相等的水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)煤油吸收的热量。
(2)对水和煤油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)煤油升高的温度。
(3)若水的比热容是c=4.2×103 J/(kg·℃),煤油的比热容为　 　J/(kg·℃)。
等于
小于
2.1×103
拓展题
1.思考:物质吸热的多少与质量、升高温度的关系。
(1)烧开一壶水与烧开半壶水,哪个需要的热量多
(2)把一壶水烧开与烧成温水,哪个需要的热量多
结论:物体的温度升高时吸收的热量与它的　 　和　 　有关。对于同一种物质,　 　越大,　 　越多,则它吸收的热量越　 　。
质量
升高的温度
质量
升高的温度
多
2.某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容和探究水沸腾时温度变化的特点。将分别盛有相同质量的水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连,计算机上显示的实验图线如图乙所示。由图乙可知:水沸腾时吸热,温度　 　(选填“升高”“不变”或“降低”);加热2 min 水吸收的热量　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)食用油吸收的热量;食用油的比热容为
J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
不变
等于
2.1×103
3.如图a所示,用加热器给初温均为20 ℃的甲、乙两液体加热(m甲a
b
(1)某时刻温度计示数如图a所示,此时乙的温度为　 　℃。
58
(2)小明根据图b中0~30 s的图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大。
你认为小明的说法是　 　(选填“正确”或“错误”)的。
你的判断依据是
　。
正确
吸收热 量Q相同时,两者升高的温度Δt相等,m甲c乙
b
4.吃早饭的时候,妈妈用热水给小青加热一袋质量为250 g的牛奶。为了使这袋牛奶的温度由10 ℃升高到50 ℃,妈妈用60 ℃的热水给牛奶加热。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.1×
103 J/(kg·℃)。则:
(1)在加热过程中牛奶吸收了多少热量
解:(1)牛奶吸收的热量Q吸=c奶m奶(t-t1)
=2.1×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(50 ℃-10 ℃)
=2.1×104 J。
(2)不计热量损失,至少要用多少千克的热水
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