内能 考点梳理

内能 考点梳理1.物质的构成：（1）常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。 （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10-10 m为单位来量度分子。 2.扩散现象：①定义：不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象。 ②发生范围：可以在固体、液体、气体之间进行。 ③扩散现象表明：一切物质的分子都在不停的做无规则运动，分子间存在分子间存在空隙。 ④影响因素：温度越高，扩散越剧烈。 ⑤分子热运动：由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫作分子的热运动。温度越高，分子的热运动越剧烈。 3.分子间的作用力：（1）分子间作用力的存在。①分子间的引力使固体和液体的分子不致散开。 ②分子间的斥力使固体和液体很难被压缩。 （2）特点。①分子间距离变小时，表现为斥力。 ②分子间距离变大时，表现为引力。 ③分子间距离相距很远时，作用力变得几乎为零。 4.分子动理论的内容：（1）物质是由大量的分子、原子构成的。 （2）物体内的分子在不停的做无规则运动。 （3）分子之间存在相互作用的引力和斥力。 5.内能：（1）定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能与势能的总和。 （2）单位：焦耳。符号：J。 （3）普遍性：一切物体，不论温度高低，都具有内能。 （4）影响因素：温度。物体温度降低时内能减小，温度升高时内能增大。 6.物体内能的改变：（1）改变方式：热传递可以改变物体的内能，其实质是内能的转移，能的形式不变；做功也可以改变物体的内能，其实质是内能和其他形式能的相互转化．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。（2）热传递。①发生热传递时，高温物体内能减小，低温物体内能增大。 ②热量：a.定义：在热传递过程中，传递能量的多少。 b.单位：焦耳。 ③物体吸收热量时，内能增大，放出热量时，内能减小。 （3）做功。①对物体做功（如压缩气体做功），物体内能增大。 ②物体对外做功（如气体膨胀对外做功），物体内能减小。7.比较不同物质的吸热能力比较方法：质量相同的不同物质，吸收相同热量，比较温度变化多少；质量相同的不同物质，升高相同的温度，比较物体吸收热量的多少．控制变量：不同的物质，质量相同，使用相同规格的电加热器．说　　明：本实验认为液体每秒吸收的热量相同，所以可以通过加热时间判断液体吸收热量的多少．结　　论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同．8.比热容定　　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 乘积之比，叫做这种物质的比热容．单　　位：焦每千克摄氏度，符号为J/（kg·℃） ．注　　意：比热容反映的是物质吸、放热的能力，是物质本身的一种特性，与物体吸收的热量多少、温度高低及温度变化、物体的质量等无关．但同一种物质的状态不同，比热容也可以不同，如水和冰．考点一 分子热运动演示实验：（1）气体间扩散现象；（2）液体间扩散现象；（3）固体分子间扩散现象     实验一：在装着二氧化氮的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两瓶口相对，之间用玻璃板隔开，抽出玻璃板以后，观察气体颜色的变化，一段时间后，上面瓶子中出现红棕色气体。实验结论：气体间可以发生扩散，说明气体分子在不停的做无规则运动。实验二：在量筒中放入一半清水，用吸管在水的下方注入硫酸铜水溶液，每隔10天观察变化，慢慢的界面会变得模糊。实验结论：液体间会发生扩散现象，说明液体分子在不停的做无规则运动。实验三：将打磨得很光滑的铅块和金块紧压在一起，5年后看到铅分子和金分子间相互渗透了约1mm深。（注意和两个光滑铅块相吸的关系区分开）实验结论：固体间可以发生扩散，说明固体分子在不停的做无规则运动。扩散现象：不同物质在相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。这种运动的剧烈程度和温度有关，所以又叫分子的热运动。温度越高，分子运动越剧烈。扩散现象的条件：①不同物质；②相互接触；③彼此进入影响扩散现象的因素：温度。注意：（1）分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，例如红墨水加入热水中扩散速度要快一些；②炒菜时菜加盐，很快就变咸了，但是凉拌菜要很长时间才会变咸。但是在任何温度下，分子都在不停的做无规则运动，不能错误的认为温度很低时，例如0℃，分子就不再运动了。（2）由扩散现象可知气体的扩散速度最快，液体次之，固体最慢。（3）扩散现象是宏观的现象，分子运动是微观的本质，通过扩散现象来间接反映分子的无规则运动，运用了转换法的思想。（4）在演示气体扩散实验中，下面瓶中装二氧化氮，上面瓶中装空气，其目的是防止二氧化氮扩散被误认为是因为重力的作用，因为二氧化氮密度高于空气，其实扩散作用与物体的受力情况无关；在演示液体扩散实验时，由于硫酸铜溶液密度比水的密度大，所以硫酸铜溶液在下方，水在上方，避免被误认为硫酸铜溶液分子的运动时因为重力的原因，其实和受力情况无关。分子的运动时分子自身具有的特性，和外界的作用无关。（5）空气流动成风；尘土飞扬；烟雾、飞舞的雪花、细菌的运动不是分子热运动。 考点二 分子热运动和机械运动之间的区别和联系 考点三 分子间作用力分子力：分子间存在相互作用的引力和斥力，统称为分子力。分子间引力和斥力是同时存在同时消失的，当压缩物体时，分子间斥力起主要作用，当拉伸物体时，引力起主要作用（引力抵抗拉伸，斥力抵抗压缩）。如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。如气体分子间距离很大，分子间作用力很微弱，所以气体能向各个方向自由移动。特别提醒：用力压海绵，海绵变形，压气球，气球变瘪，不是分子引力的原因。分子引力与大气压之间的区别。①塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，是大气压在起作用，不是分子间引力的作用；②热水瓶的瓶塞有时很难拔出，是大气压在起作用，不是分子间引力的作用。 考点四 内能1.分子动能：分子在不停的做无规则运动，于是具有分子动能；物体的温度越高，分子热运动越快，分子动能就越大。2.分子势能：分子间存在相互作用的引力和斥力，因此具有分子势能。3.内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能和势能的总和，统称为物体的内能。4.表达式：内能=分子动能+分子势能。从5个方面理解内能①内能指的是物体的内能，不是分子的内能，更不能说是个别分子或少数分子的能量，而是物体内部所有分子共同具有的分子动能和分子势能的总和。单纯考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。②一切物体在任何情况下都具有内能。根据分子动理论可知，一切物体的分子都在不停的做无规则运动，因此具有分子动能，部分分子间有分子力的作用，因此具有分子势能。③内能具有不可测性，即不能准确知道一个物体的内能具体数值④物体的内能可以发生变化。当物体的内能发生变化时，物体的表现方式有温度改变和物态改变两种⑤内能是不同于机械能的另一种形式的能量，机械能与整个物体的机械运动有关，而内能与物体内部分子热运动和分子间相互作用情况有关 考点五 改变内能的方式（一）热传递1.定义：热传递是热量自发的从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。2.过程：高温物体→放出热量→内能减小→温度降低；低温物体→吸收热量→内能增大→温度升高3.条件：必须存在温度差4.方向：热传递是有方向的，高温→低温。注意：热传递不是指内能从大的物体传向内能小的物体。热传递是一个自发过程，但是热量的传递没有确定的方向。低温物体也能向高温物体传递热量，但不是自发条件下。实例：比如冰箱里的食物，冰箱从食物里吸收热量传递给外界，显然食物的温度比外界温度要低，热量不断地从食物传递到外界，食物的温度才能越来越低。5.结果：温度相同6.实质：内能的转移，能的形式并没有发生改变7.热传递过程中有两个相同：①两个物体最终的温度相同；②不计热量损失，两个物体吸收的热量与释放的热量相同。（释放多少，就吸收多少），但高温降低的温度不等于低温物体升高的温度。8.热传递的曲线图9.有关热传递的例子：①冬天，用热水袋取暖，人体感觉暖和了，而热水袋却渐渐变凉了②用铁锅烧水，水开了③夏天晒被子④冬天，人们往手心上哈气取暖⑤暖气供暖（二）做功实验一：1.设计实验 ：如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速向下压，观察发生的现象.2.实验现象：把活塞迅速向下压，可以看到硝化棉燃烧起来.3.交流与论证：这是因为当活塞迅速向下压时，活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到硝化棉燃点使硝化棉燃烧.4.实验结论：外界对物体做功时，物体的内能会增加.实验二：1.设计实验：如图所示，烧瓶内装少量的水，用塞子塞紧瓶口，通过塞子上的孔往瓶里打气，观察当塞子从瓶口跳起时，容器中发生了什么现象.2.实验现象：当塞子跳起时，可以看到容器中出现了白雾.3.交流与论证：雾是由水蒸气液化形成的小水滴，使气体液化的方式有两种：压缩体积、降低温度，因为瓶塞跳起时，瓶内才出现白雾，因此可以断定不是压缩气体体积使其液化，应该是水蒸气温度降低导致液化，所以瓶内的空气膨胀推动瓶塞做功时，内能减少，温度降低，使水蒸气液化成雾状的小水滴.4.实验结论：物体对外界做功时，物体的内能会减少.5.做功和热传递的对比 实质条件方式（方法）举例热传递内能的转移存在温度差传导、对流、辐射高温铁块放入冷水，晒太阳取暖，电热水壶给水加热  做功  内能和其他形式的能的相互转化对物体做功，物体内能增加摩擦生热、压缩体积、锻打金属、弯折铁丝钻木取火，打气筒打气，反复弯折铁丝，会发热，电流通过电热丝发热（电流做功）物体对外做功，物体内能会减少体积膨胀等暖水瓶中的水蒸气将瓶盖推起，水蒸气内能减小巧记改变内能两途径，做功还有热传递，效果相等实质异，分清转化和转移 考点六 温度、热量和内能关系理解温度、热量和内能，从两个角度：第一：从三个表述上进行区分；第二：三者的内在关系上进行区分，三三共有6种组合，二者关系之间，其中只有一种是“一定的”，其他的都“不一定”。温度：表示物体的冷热程度（宏观）→表示分子做无规则运动的剧烈程度（微观）注：①温度是一个状态量，只能说一个物体的温度“是多少”或“达到多少”；②温度是不能“传递”和“转移”的.热量：表示在热传递过程中，传递能量（内能）的多少→反映了热传递的过程中，能量（内能）转移的数量，是能量（内能）转移多少的量度注：①热量只有在发生热传递时它才能存在，没有发生热传递也就没有热量可言；②热量只能表述为“吸收”或“放出”多少，而不能说“具有”、“含有”多少。内能：是物体内部所有分子做无规则运动的动能与势能之和，所有物体都具有内能注：内能只能说“具有内能”、“内能增加”或“内能减小”结构图记忆： 考点七 比较不同物质吸热的情况1.测量工具秒表、天平、温度计2.实验需要测量的物理量：①用温度计测水和食用油的初温和；②用天平测水和食用油的质量；③用停表记录时间。3.实验过程：实验装置如图所示，取两支相同的烧杯分别装入500g水和食用油，它们的初温都与室温相同，用相同的电加热器加热。①对水和食用油加热相同的时间，观察并读出温度计的示数；②让水和食用油升高相同的温度，记录并比较加热的时间。4.分析与论证给质量、初温相同的水和食用油加热，加热相同时间，使它们吸收相同的热量，食用油的温度升高得比水高；使它们升高相同的温度，对水加热的时间更长一些，表明水和食用油吸热本领不一样。5.实验结论说明不同的物质，吸热本领不一样。注意：1.温度计的使用方法液泡要全部浸入液体中，不能碰容器壁，也不能碰容器底和加热器2.选择相同的热源、保证相同加热时间相同目的是为了让两种物质吸收的热量相同（本实验是一个理想化实验，不考虑热量散失）3.安装实验器材的顺序自下而上4.可选择不同的液体进行实验，目的是什么？这样可以减小实验中偶然因素造成的误差，使实验结论更具有普遍性。5.控制变量法的应用①取质量相同的水和食用油分别放入两烧杯中（注意不是体积相同）②实验中选用规格相同的电加热器给水和食用油加热相同时间，使两种物质吸收的热量相同③让水和食用油升高相同的温度，比较加热的时间。6.转换法的应用电加热器每秒放出的热量是一定的，通电时间越长，放出的热量越多。不考虑热量损失，放出的热量全部被水和食用油吸收，故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。7.判断物质吸热能力强弱的两种方法①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱。②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强8.两种装置对比，哪种更好一些，为什么？                       甲                           乙甲装置更好一些，甲装置中散热较少，乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同，误差较大，因此选择甲装置。 考点八  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之比，叫做这种物质的比热容。用符号表示注意：其实比热容的定义方式还有2种：大小等于单位质量的某种物质，温度升高（降低）1℃时所吸收（放出）的热量就表示物质的比热容。2.表达式或3.单位，读作：焦耳每千克摄氏度。（注意加上括号）4.物理意义比热容是为了比较不同物质的吸放热能力而引入的一个物理量。5.常见物质的比热容①比热容是物质的一种特性，和密度一样，大小与物质的种类、状态有关；与物体的质量、体积、温度、密度、吸放热、形状等无关。不同种类的物质比热容一般不同，比热容大的物质吸热能力强，比热容小的物质吸热能力弱。②一般情况下，液态物质的比热容比固态物质的比热容要大。③水的比热容是表示：质量为1kg的水，温度升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量为4.2×103J.④比热容大小所代表的物理意义可从两个角度去理解： 物质的吸热本领物质的温度改变难易程度具体说明比热容大表示吸（放）热能力强比热容大表示温度难改变比热容小表示吸（放）热能力弱比热容大表示温度易改变 解 释相同质量的不同物质升高相同的温度，比热容越大，吸收的热量越多，比热容越小，吸收的热量越少；相同质量的不同物质降低相同的温度，比热容越大，放出的热量越多，比热容越小，放出的热量越少。相同质量的不同物质吸收相同多的热量，比热容越大，温度升高得越少，比热容越小，温度升高得越多；相同质量的不同物质放出相同多的热量，比热容越大，温度降低得越少，比热容越小，温度降低越多现象汽车发动机用水做冷却液剂散热；暖气管道用水做取暖介质沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大6.水的比热容大在生产生活以及调节气温中的应用①根据公式：。制冷，供热。水的吸热本领强，用水作为散热剂或冷却剂。由于水的比热容大，一定质量的水升高（降低）一定的温度，吸收（放出）的热量多，所以常用水来做冷却剂，汽车发动机用水来做冷却剂也是这个道理。②根据公式：。调节气候。由于水的比热容较大，一定质量的水与其他相同的物质相比，吸收或放出相同的热量，水的温度变化小。生物体内含有大量的水，有利于生物体内温度的稳定，以免温度变化太快对生物体造成严重损坏。再如水的比热容大于泥土、砂石的比热容，砂石、干泥土等物质比热容较小，吸收（或放出）相同的热量，水升高（或降低）的温度比与其质量相等的砂石、干泥土升高（降低）的温度小得多。因此沿海地区昼夜温差较小，沙漠地区昼夜温差较大。某些地方建设人工湖来调节气候，也是相同的道理。7.热量的计算公式1.公式：①吸热：或②放热：或③求质量：2.单位：说明：公式适用于物质的物态不发生变化时的物体升温或降温计算。解题时要认真审题，注意文字叙述中升高，升高了，降低，降低了对应的是温度的改变量，而升高到，降低到对应的是物体的末温为考点九 水的比热容大的应用一、利用水的比热容大来调节气候1.调节气温。“朝穿皮袄午披纱，怀抱火炉吃西瓜”。内陆地区多砂石，而砂石的比热容较小。夜间砂石散热，温度降低较多，因而早晨气温较低。中午在阳光的照射下砂石吸热，温度上升很快，气温迅速上升。这样就出现了早、午气温差别较大的现象。而沿海地区多水，水的比热容较大。在夜晚，海洋与内陆地区同样散热，海洋的温度降低不多，夜间气温不太低。在午间海水吸热，但气温不会升得太快。所以沿海地区早、午的气温差别并不明显，因此沿海地区的气温较稳定。2.缓解热岛效应。夏天，海岛上的地面气温高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，在温度的空间分布上，城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。由于水的比热容大，能使城区夏季气温下降1 ℃以上，可以有效缓解日益严重的“热岛效应”。3.海陆风和陆海风的形成。白天的时候，由于陆地泥土的比热容比海水的比热容小，升温比海水快，形成空气的密度差，海面上空气的密度高于陆地上空气的密度，陆地上热空气上升后海面上空气流过来补充，形成海风。而晚上的时候正好相反，形成陆风。海陆风不仅体现在一天而且体现在不同的季节。二、利用水的比热容大来制冷或供暖1.冷却系统的应用。人们很早就开始用水来冷却发热的机器，我们熟悉的热机的冷却系统也用水作为冷却液，也是利用了水的比热容大这一特性。2.农业生产上用于供暖。水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，农民普遍采用“浅水勤灌”的方法，即傍晚在秧田里灌一些水，第二天太阳升起的时候，再把秧田中的水放掉。根据水的比热容大的特性，在夜晚降温时，使秧苗的温度变化不大，对秧苗起了保温作用。3.热水取暖。在冬天，人们往往用热水袋装热水取暖，北方冬天往热水管中灌入热水供暖，而不用热煤油取暖，这是为什么呢？因为水的比热容比煤油的大，相同质量的水和煤油，温度降低相同的度数时，水放出的热量比煤油多，因此选热水取暖。