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2、幫助孩子預(yù)習(xí)新學(xué)期功課。提前掌握重難點、考點、易錯點,領(lǐng)先一步提高學(xué)習(xí)效率;
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第02講 內(nèi)能
掌握并區(qū)分內(nèi)能與機(jī)械能的差別;
掌握物體內(nèi)能大小的比較方法;
3. 掌握改變物體內(nèi)能的兩種方式;
4. 區(qū)分內(nèi)能、溫度和熱量的差別。
一、內(nèi)能
分子動能
(1)定義:物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則熱運動所具有的能量稱為分子動能。
(2)影響因素:溫度。物體的溫度越高,分子運動得越快,它們的動能越大。
2. 分子勢能
(1)定義:由于分子之間具有一定的距離,也具有一定的作用力,因而分子具有勢能,稱為分子勢能。
(2)影響因素:分子間的距離。分子間距發(fā)生變化時,物體的體積也會變,所以分子勢能與物體的體積有關(guān)。
3. 內(nèi)能
(1)定義:物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
(2)內(nèi)能的單位:焦耳,簡稱焦,符號J。
4. 對內(nèi)能的理解
內(nèi)能是物質(zhì)分子的熱運動能量,是由物質(zhì)內(nèi)部狀況決定的能量。物質(zhì)由大量分子、原子組成,儲存在系統(tǒng)內(nèi)部的能量是全部微觀粒子各種能量的總和,即微觀粒子的動能、勢能、等的總和。物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動跟溫度直接相關(guān),物體內(nèi)部大量做熱運動的粒子之間也具有動能和勢能,動能和勢能的總和叫做內(nèi)能。
【特別提示】
(1)內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子共同具有的動能和勢能的總和,所以,單純考慮單個分子或有限個數(shù)分子的動能和勢能是沒有現(xiàn)實意義的。
(2)一切物體任何情況下都有內(nèi)能。
(3)內(nèi)能大小不可計算,但可以比較大小。只能比較物體內(nèi)能的大小,不能確定這個物體具有的內(nèi)能究竟是多少,因為內(nèi)能是物體的所有分子具有的總能量,宏觀量度比較困難。
4. 影響內(nèi)能的因素
①溫度是影響物體內(nèi)能最主要的因素,同一個物體,它的溫度越高,內(nèi)能越大;
②物體的內(nèi)能跟質(zhì)量有關(guān)。在溫度一定是,物體的質(zhì)量越大,也就是分子的數(shù)量越多,物體的內(nèi)能就越大。
③物體的內(nèi)能還與物體的體積有關(guān)。在質(zhì)量一定時,物體的體積越大,分子間的勢能就越大,物體的內(nèi)能就越大。
④同一物質(zhì),在不同的狀態(tài)下,所具有的內(nèi)能就越大。
內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系
二、物體內(nèi)能的改變
1.熱傳遞改變物體的內(nèi)能
(1)探究熱傳遞改變物體內(nèi)能
(2)定義:溫度不同的物體相互接觸,低溫物體溫度升高,高溫物體溫度降低的過程叫做熱傳遞。
(3)傳遞的條件:物體之間存在溫度差。
(4)傳遞的方向:能量從高溫物體傳遞給低溫物體。
(5)傳遞的結(jié)果:高溫物體的內(nèi)能減少,低溫物體的內(nèi)能增加,持續(xù)到物體的溫度相同為止。
特別提醒:
(1)熱傳遞傳遞的是內(nèi)能,而不是傳遞溫度,更不是某種熱的物質(zhì);
(2)熱傳遞是把內(nèi)能由高溫物體傳遞給低溫物體,不是由內(nèi)能多的傳遞給內(nèi)能少的物體。
2.熱量
(1)熱量(Q):在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少叫做熱量。用符號Q表示。
(2)單位:在國際單位制中,熱量單位是焦耳,符號是J。
【特別提醒】對熱量認(rèn)識的三個誤區(qū)
(1)熱量是能量轉(zhuǎn)移多少的量度,是一個過程量,它存在于熱傳遞的過程中,只有發(fā)生了熱傳遞,有了能量的轉(zhuǎn)移,才能討論熱量問題,離開熱傳遞談熱量也就沒有了意義。
(2)熱量只能有“吸收”或“放出”來表述,而不能用“具有”或“含有”來表述,不能說某物體含有或具有多少熱量,只能說物體吸收或放出了多少熱量。
(3)吸收或放出熱量的多少與物體內(nèi)能的多少、溫度的高低沒有關(guān)系。
3.做功改變物體的內(nèi)能
探究做功改變物體的內(nèi)能
4.熱傳遞和做功改變物體內(nèi)能的區(qū)別與聯(lián)系
探究做功改變物體的內(nèi)能
【特別提醒】做功、熱傳遞改變物體內(nèi)能的實質(zhì)
(1)做功不一定能使物體的內(nèi)能增加,關(guān)鍵是看物體消耗的能量能否轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能。例如:舉重。
(2)通過做功和熱傳遞這兩種方法都可以改變物體的內(nèi)能。
5.溫度、熱量、內(nèi)能三者之間的區(qū)別于聯(lián)系
考點一:內(nèi)能的理解
角度:1:概念理解
例1. 南極是世界上最冷的地方,常年平均氣溫是-25C,一天,南極上的小企鵝豆豆和丁?。ㄒ妶D)之間發(fā)生了一次有趣的對話,他們的部分說法如下,其中正確的是( )
A.豆豆:呵呵,我們這里太冷了,冰山肯定沒有內(nèi)能了
B.丁丁:你說的太對了,這么冷的地方,組成冰山的分子也都停止運動了,哪會有內(nèi)能呢!我們應(yīng)該抱團(tuán)取?,以便把我的溫度傳給你
C.丁?。汉呛牵覀冏炖锖舫隽撕枚唷鞍灼?,這“白汽”就是傳說中的水蒸氣吧
D.豆豆:我聽人說啊,嘴里呼出的“白汽”是由水蒸氣遇冷液化形成的小水珠組成的
【答案】D
【詳解】A.一切物體無論溫度高低,都具有內(nèi)能,所以冰山也有內(nèi)能。故A錯誤;
B.一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動,溫度越高,則分子運動越劇烈,但分子不會停止運動;企鵝抱團(tuán)能取暖是熱量由溫度高的物體向溫度低的物體傳遞,故B錯誤;
CD.嘴里呼出的白汽,是空氣中的水蒸氣遇冷液體形成的小水珠,故C錯誤,D正確。
故選D。
角度2:內(nèi)能的判斷
例2. 下列說法中正確的是( )
A.溫度高的物體,所含熱量多
B.溫度相等的1kg水和100g水內(nèi)能相同
C.物體溫度為0℃,內(nèi)能為零
D.0℃的冰熔化成0℃的水時,內(nèi)能增大
【答案】D
【詳解】A.熱量是熱傳遞過程中傳遞能量的多少,不能用含有表示,故A錯誤;
B.內(nèi)能的大小與物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)有關(guān),溫度相等的1kg水和100g水的內(nèi)能不同,故B錯誤;
C.任何物體都有內(nèi)能,物體溫度為0℃,內(nèi)能不為零,故C錯誤;
D.0℃的冰熔化成0℃的水時,吸收熱量,內(nèi)能增大,故D正確。
故選D。
角度3:大小比較
例3. 甲、乙兩杯水溫度各為40℃、80℃,下列說法正確的是( )
A.只有加熱才能使水升溫B.甲杯中水的內(nèi)能一定比乙杯中的小
C.乙杯中水的溫度降低,水的內(nèi)能一定減小D.甲杯中的水分子運動一定比乙杯中的劇烈
【答案】C
【詳解】A.水的溫度升高,內(nèi)能增加,使水內(nèi)能增加的方法除了熱傳遞還有做功,故A錯誤;
B.內(nèi)能的大小除了與物體的溫度有關(guān)外,還和物體的質(zhì)量有關(guān),兩個杯中水的質(zhì)量未知,甲杯中水的內(nèi)能不一定比乙杯中的小,故B錯誤;
C.乙杯中水的溫度降低,水分子的無規(guī)則運動減慢,水的內(nèi)能一定減小,故C正確;
D.溫度越高,分子無規(guī)則運動越劇烈,乙杯中的水分子運動一定比甲杯中的劇烈,故D錯誤。
角度4:內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別
例4. 2022年12月4日,“神舟十四號”載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。如圖是返回艙在進(jìn)入大氣層時要通過一段黑障區(qū),這段時間飛船被燒成一個大火球,而艙內(nèi)的航天員和設(shè)備卻安然無恙。下列說法正確的是( )
A.飛船“燃燒”是通過熱傳遞的方式增加了內(nèi)能
B.飛船通過黑障區(qū)時克服摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.飛船外殼上的燒蝕層先熔化后汽化,放出了大量的熱保護(hù)了飛船
D.飛船通過黑障區(qū)過程是慣性造成的,所以飛船重力沒有做功
【答案】B
【詳解】A.飛船“燃燒”是因為飛船和大氣層之間發(fā)生摩擦,所以是通過做功的方式增加了內(nèi)能,故A錯誤;
B.飛船通過黑障區(qū)時和大氣層發(fā)生摩擦,需要克服摩擦做功,此時將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B正確;
C.飛船外殼上的燒蝕層先熔化后汽化,是為了吸收大量的熱去保護(hù)飛船,故C錯誤;
D.飛船通過黑障區(qū)的過程是因為受到重力,飛船在重力方向上移動了距離,所以重力做功了,故D錯誤;
故選B。
考點二:改變物體內(nèi)能的方式
角度5:做功改變物體的內(nèi)能
例2. 在現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)中,“熱融緊固”技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。如圖所示,使銅螺紋釘壓緊在金屬板材表面上高速旋轉(zhuǎn),采用______(做功/熱傳遞)的方式使其瞬間達(dá)到上千攝氏度高溫,板材局部出現(xiàn)______(填物質(zhì)變化名稱)現(xiàn)象,銅螺紋釘完全擰入板材后停止轉(zhuǎn)動,經(jīng)冷卻板材就牢牢套住螺紋釘。
【答案】 做功 熔化
【詳解】[1]銅螺紋釘壓緊在金屬板材表面上高速旋轉(zhuǎn),是通過做功的方式使物體的內(nèi)能增加。
[2]板材吸熱由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),屬于熔化。
角度2:熱傳遞改變物體的內(nèi)能
例6. 下列過程中,屬于熱傳遞改變物體內(nèi)能的是( )
A.用砂輪磨刀,有火星迸出B.反復(fù)錘打鐵片,鐵片升溫
C.通過熱、冷水混合,使冷水升溫D.用打氣筒給輪胎打氣,筒壁會發(fā)熱
【答案】C
【詳解】A.用砂輪磨刀時,有火星迸出,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,是做功改變物體的內(nèi)能,故A不符合題意;
B.反復(fù)錘打鐵片,鐵片升溫,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,是做功改變物體的內(nèi)能,故B不符合題意;
C.通過熱、冷水混合,使冷水升溫,是熱、冷水之間熱量發(fā)生了傳遞,導(dǎo)致冷水升溫,屬于熱傳遞改變內(nèi)能,故C符合題意;
D.用打氣筒給輪胎打氣,是壓縮空氣做功,筒壁內(nèi)能增加,屬于做功改變物體的內(nèi)能,故D不符合題意。
故選C。
角度3:區(qū)分內(nèi)能、溫度和熱量
例7.關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量,下列說法正確的是( )
A.物體的溫度越高,所含的熱量越多
B.物體內(nèi)能增大,不一定從外界吸收熱量
C.水凝固成冰的過程中,溫度不變,內(nèi)能也不變
D.熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞
【答案】B
【詳解】A.熱量是一個過程量,不能說含有,故A錯誤;
B.物體內(nèi)能增大,可能是從外界吸收了熱量,也可能是外界對此物體做了功,故B正確;
C.水凝固成冰,溫度保持不變,但放出熱量,所以內(nèi)能減少,故C錯誤;
D.熱量是從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體物體,而不是從內(nèi)能大的物體傳遞到內(nèi)能小的物體,故D錯誤。
故選B。
1.(2022·江蘇鹽城)2022年4月16日,神舟十三號載人返回艙成功著陸,返回艙與大氣摩擦溫度升高,內(nèi)能增加。下列事例中物體內(nèi)能改變方式與它相同的是( )
A.湯勺放在熱湯中溫度升高B.燒水時水溫升高
C.壓縮空氣溫度升高D.取暖器旁的物體溫度升高
【答案】C
【詳解】神舟十三號載人返回艙與大氣摩擦溫度升高,內(nèi)能增加,是通過克服摩擦做功來改變內(nèi)能的。
A.湯勺放在熱湯中溫度升高,是通過熱傳遞來改變物體內(nèi)能的,故A不符合題意;
B.燒水時水溫升高,是通過熱傳遞來改變物體內(nèi)能的,故B不符合題意;
C.壓縮空氣溫度升高,是活塞對空氣做功,使空氣的內(nèi)能增大、溫度升高,故C符合題意;
D.取暖器旁的物體溫度升高,是通過熱傳遞來改變物體內(nèi)能的,故D不符合題意。
故選C。
2.(2022·江蘇淮安)日常生活中,物體內(nèi)能的改變,通過做功方式實現(xiàn)的是( )
A.照曬取暖B.摩擦生熱C.冰敷降溫D.爐火加熱
【答案】B
【詳解】改變內(nèi)能有兩種方式,一種是熱傳遞,一種是通過做功的方式。照曬取暖、冰敷降溫、爐火加熱都屬于熱傳遞的方式增加內(nèi)能,而摩擦生熱是通過做功的方式增大內(nèi)能,故B符合題意,ACD不符合題意。
故選B。
3.(2018·四川自貢)關(guān)于分子熱運動及熱現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A.?dāng)U散現(xiàn)象只能發(fā)生在氣體與液體中
B.物體吸收熱量,溫度一定升高
C.固體很難被壓縮,說明分子間存在斥力
D.0℃的冰塊內(nèi)沒有內(nèi)能
【答案】C
【詳解】A.一切氣體、液體和固體都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象,故A錯誤;
B.物體吸收熱量,溫度不一定升高,如晶體在熔化過程中,吸熱但溫度保持不變,故B錯誤;
C.分子間同時存在引力和斥力,固體很難被壓縮,說明分子間存在斥力,故C正確;
D.一切物體在任何情況下都有內(nèi)能,所以0℃的冰塊也有內(nèi)能,故D錯誤。
故選C。
4.(2022·山東威海)小明從冰箱里取出一盒牛奶,放入左右的熱水中加熱。下列說法正確的是( )
A.熱水冒出的“白氣”,是水汽化形成的
B.熱水將溫度傳遞給牛奶,使牛奶的溫度升高
C.隨著牛奶溫度升高,牛奶的內(nèi)能保持不變
D.加熱后牛奶香氣四溢,是因為牛奶分子的無規(guī)則運動更劇烈
【答案】D
【詳解】A.熱水冒出的“白氣”,是水蒸氣遇冷液化形成的,故A錯誤;
B.溫度高的熱水將熱量傳遞給牛奶,使牛奶的內(nèi)能增加,溫度升高;熱傳遞過程中傳遞的是熱量,不是溫度,故B錯誤;
C.溫度低的牛奶吸收熱量,隨著牛奶溫度升高,牛奶的內(nèi)能增加,故C錯誤;
D.溫度越高,分子運動越劇烈,加熱后牛奶香氣四溢,是因為牛奶分子的無規(guī)則運動更劇烈,擴(kuò)散到空氣中引起嗅覺,故D正確。
故選D。
5.(2022·山東聊城)下列事例中,主要利用做功的方式來改變物體內(nèi)能的是( )
A.把酒精擦在手背上,手背感覺到?jīng)鯞.冬天人們在室外曬太陽,感覺暖和
C.汽油機(jī)的壓縮沖程,燃料溫度升高D.把水放進(jìn)冰箱冷凍室,水變成冰塊
【答案】C
【詳解】A.把酒精擦在手背上,酒精汽化時從手上吸熱,手背感覺到?jīng)?,屬于利用熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故A不符合題意;
B.冬天人們在室外曬太陽,人體從太陽光中吸收熱量,溫度升高感覺暖和,屬于利用熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故B不符合題意;
C.在汽油機(jī)的壓縮沖程中,活塞對氣體做功,內(nèi)能增加,溫度升高,屬于利用做功改變物體的內(nèi)能,故C符合題意;
D.放進(jìn)冰箱冷凍室的水變成冰塊,水放出熱量,內(nèi)能減小,屬于利用熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故D不符合題意。
故選C。
6.(2022·湖南永州)關(guān)于熱現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A.八月蘋島,丹桂飄香,說明了分子之間存在引力
B.“鉆木取火”是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能
C.暑假同學(xué)們在家學(xué)做菜,廚房里菜香四溢,說明了分子在不停地做無規(guī)則運動
D.冬天用熱水袋暖手,是通過做功改變物體的內(nèi)能
【答案】C
【詳解】A.八月蘋島,丹桂飄香,屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,說明分子不停地做無規(guī)則運動,故A錯誤;
B.“鉆木取火”是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此這是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能,故B錯誤;
C.廚房里菜香四溢,屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,說明分子不停地做無規(guī)則運動,故C正確;
D.冬天用熱水袋暖手,熱水袋溫度高,手吸收熱量,這是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能,故D錯誤。
故選C。
7.(2022·黑龍江)下列關(guān)于內(nèi)能知識的描述正確的是( )
A.物體溫度越高內(nèi)能越大,所以0℃的冰沒有內(nèi)能
B.溫度越高的物體含有的熱量越多,所以0℃的冰沒有熱量
C.摩擦生熱是通過做功的方式改變了物體的內(nèi)能
D.物體吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度一定升高
【答案】C
【詳解】A.一切物體,無論溫度高低,都具有內(nèi)能,0℃的冰有內(nèi)能,故A錯誤;
B.熱量是過程量,不能說含有多少熱量,故B錯誤;
C.摩擦生熱,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能,故C正確;
D.物體吸收熱量,內(nèi)能增加,但溫度不一定升高,例如晶體熔化時,吸熱內(nèi)能增加,但溫度不變,故D錯誤。
故選C。
8.(2022·湖北武漢)如圖所示,熾熱的巖漿從覆蓋著皚皚白雪的火山上噴涌而出。下列說法正確的是( )
A.白雪溫度低,內(nèi)能小B.巖漿溫度高,內(nèi)能大
C.白雪溫度低,分子熱運動停止D.巖漿溫度高,分子熱運動劇烈
【答案】D
【詳解】A.內(nèi)能和質(zhì)量溫度都有關(guān),白雪溫度低,內(nèi)能不一定小,故A錯誤;
B.內(nèi)能和質(zhì)量溫度都有關(guān),巖漿溫度高,內(nèi)能不一定大,故B錯誤;
C.白雪溫度低,分子熱運動的不劇烈,不是停止,故C錯誤;
D.分子熱運動的劇烈程度與溫度有關(guān),溫度越高,分子熱運動的越劇烈,巖漿溫度高,分子熱運動劇烈,故D正確。
故選D。
1.下列實例中,通過做功改變物體內(nèi)能的是( )
A.物體放在取暖器旁溫度升高
B.反復(fù)彎折鐵絲,彎折處溫度升高
C.食品放入電冰箱后溫度降低
D.醫(yī)生用冰袋給發(fā)熱的病人降溫
【答案】B
【詳解】A.在取暖器旁的物體,溫度升高,屬于熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故A不符合題意;
B.反復(fù)彎折鐵絲,彎折處發(fā)燙,屬于做功改變物體的內(nèi)能,故B符合題意;
C.食品放入電冰箱,溫度降低,屬于熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故C不符合題意;
D.醫(yī)生用冰袋給發(fā)熱的病人降溫屬于熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故D不符合題意。
故選B。
2.端午佳節(jié),人們常食用鹽蛋。鹽蛋的一般制作方法:在洗凈的鴨蛋表面涂抹白酒,粘上鹽后用紙包起來,放置一段時間。下列說法正確的是( )
A.鴨蛋變咸是一種擴(kuò)散現(xiàn)象
B.鴨蛋變咸是因為內(nèi)部產(chǎn)生了鹽
C.煮鹽蛋升溫的過程中,鹽蛋內(nèi)能不變
D.鹽蛋冷卻降溫的過程中,鹽蛋內(nèi)能增大
【答案】A
【詳解】解:AB、在洗凈的鴨蛋表面涂抹白酒,粘上鹽后用紙包起來,放置一段時間,鴨蛋中不會產(chǎn)生鹽,鹽分子擴(kuò)散到鴨蛋中,是一種擴(kuò)散現(xiàn)象,故A正確、B錯誤。
CD、煮鹽蛋升溫的過程中,鹽蛋的質(zhì)量不變,狀態(tài)不變,溫度升高,內(nèi)能增加;鹽蛋冷卻降溫的過程中,鹽蛋的質(zhì)量不變,狀態(tài)不變,溫度降低,內(nèi)能減小,故C、D錯誤。
故選:A。
3.關(guān)于生活中的熱現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
①衣柜中的樟腦球慢慢變小,這是一種升華現(xiàn)象
②物體的溫度升高,它一定是吸收了熱量
③測量液體溫度時,應(yīng)使溫度計的玻璃泡與被測液體充分接觸
④0℃的水比0℃的冰的內(nèi)能大
A.①③④B.①②C.②④D.①③
【答案】D
【詳解】衣柜中的樟腦球慢慢變小,樟腦丸由固體直接變成氣體,是升華現(xiàn)象,①正確;除了可以吸收熱量使物體的溫度升高外,還可以通過對物體做功,使它溫度升高,②錯誤;測量液體溫度時,應(yīng)使溫度計的玻璃泡與被測液體充分接觸,這樣測得的液體溫度才更準(zhǔn)確,③正確;物體內(nèi)能由分子勢能和分子動能決定,0℃的水比0℃的冰分子平均動能相同,0℃的冰到0℃的水,要吸收熱量,因此0℃的水分子平均勢能大,內(nèi)能是分子總勢能與分子分子總動能之和,這里沒有明確冰和水的質(zhì)量是否相同,即分子的數(shù)量不知道,因此無法判斷,④錯誤;正確的是①③。故選D。
4.關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量,下列說法正確的是( )
A.物體溫度越高,含有的熱量越多
B.物體運動越快,內(nèi)能越大
C.熱傳遞能改變物體的內(nèi)能
D.0℃的冰塊,其內(nèi)能為零
【答案】C
【詳解】A、熱量是一個過程量,不能說含有多少熱量,故A錯誤;B、內(nèi)能大小與物體的運動速度無關(guān),故B錯誤;C、做功和熱傳遞都能改變內(nèi)能,故C正確;D、一切物體在任何溫度下都有內(nèi)能,故D錯誤;故選C.
點睛:(1)熱量是一個過程量,不能說含有多少熱量;(2)內(nèi)能大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān);(3)做功和熱傳遞都能改變內(nèi)能;(4)一切物體在任何溫度下都有內(nèi)能;
5.下列說法正確的是( )
A.“破鏡不能重圓”說明分子間沒有引力
B.發(fā)生熱傳遞時,熱量總是從內(nèi)能大的物體傳遞到內(nèi)能小的物體
C.把0C的冰塊加熱熔化成0C的水,若不考慮水的蒸發(fā),其內(nèi)能不變
D.同一物體溫度降低得越多,放出的熱量就越多
【答案】D
【詳解】A.分子之間同時存在引力和斥力,這兩個力要在分子間距一定范圍內(nèi)才能起作用,如果分子間距過大,這兩個力都不起作用了,破鏡不能重圓,是因為玻璃碎片間距太大,大于分子間發(fā)生相互吸引的距離,并不能說明分子間沒有引力,A錯誤;
B.發(fā)生熱傳遞時,熱量總是從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體,B錯誤;
C.把0C的冰塊加熱熔化成0C的水,需要吸熱,若不考慮水的蒸發(fā),其內(nèi)能增加,C錯誤;
D.根據(jù)公式可知,同一物體溫度降低得越多,放出的熱量就越多,D正確。
故選D。
6.下列生活實例中,通過做功改變物體內(nèi)能的是( )
A.摩托車發(fā)動機(jī)發(fā)動一段時間后,排氣管熱得發(fā)燙
B.把冰塊放在鮮榨的果汁里,喝時感覺很涼快
C.利用太陽能熱水器“燒水”
D.冬天人們常用雙手互相摩擦取暖
【答案】D
【詳解】A.摩托車發(fā)動機(jī)發(fā)動一段時間后,排氣管熱得發(fā)燙,通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故A不符合題意。
B.把冰塊放在鮮榨的果汁里,喝時感覺很涼快,通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故B不符合題意。
C.利用太陽能熱水器“燒水”,通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故C不符合題意。
D.冬天人們常用雙手互相摩擦取暖,通過做功改變物體的內(nèi)能,故D符合題意。
故選D。
7.神舟十四號載人飛船在空間站完成與神舟十五號乘組的任務(wù)交接后于2022年12月4日20時09分成功返回地面。返回艙在穿越大氣層下落的過程中艙體的溫度最高可達(dá)1200℃,這是通過______的方式改變了艙體的內(nèi)能。而在艙內(nèi)的周圍使用了很好的隔熱材料,有效防止了因______造成的艙內(nèi)內(nèi)能的增加和溫度的升高。
【答案】 做功 熱傳遞
【詳解】[1]返回艙在穿越大氣層下落的過程中與空氣劇烈摩擦,由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為返回艙的內(nèi)能,使其表面溫度急劇升高,這是通過做功的方式使其內(nèi)能增加的。
[2]由于摩擦使返回艙的溫度變得很高,為了有效防止因熱傳遞造成的艙內(nèi)內(nèi)能的增加和溫度的升高。所以要在艙內(nèi)的周圍使用很好的隔熱材料。
8.冬天手冷時,可以雙手互相搓一搓,也可以向手上哈氣,前者是用 ___________方法改變手的內(nèi)能,后者是用 ___________方法改變手的內(nèi)能。這兩種方法在改變物體內(nèi)能上是 ___________的。
【答案】 做功 熱傳遞 等效
【詳解】[1]冬天,將雙手相互搓擦可使手感到暖和,是摩擦生熱,屬于做功改變物體內(nèi)能。
[2]往手上哈氣,是通過熱傳遞改變手的內(nèi)能。
[3]做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能效果是等效的。
9.用瓶塞塞緊的燒瓶內(nèi)有一些水,水的上方有較多的水蒸氣,瓶塞與打氣筒相連,如圖所示。用打氣筒向瓶內(nèi)打氣,過一會兒瓶塞從瓶口中彈出來,同時看到瓶內(nèi)出現(xiàn)“白霧”,解釋瓶塞為什么彈出?瓶內(nèi)為什么出現(xiàn)白霧?
【答案】見解析
【詳解】給瓶內(nèi)打氣,是通過外界做功使瓶內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能增大,從而使瓶內(nèi)氣壓增大,當(dāng)氣壓把瓶塞從瓶口推出時,瓶內(nèi)氣體對瓶塞做功,使氣體自身的內(nèi)能減少,溫度降低,受溫度降低的影響,瓶內(nèi)的水蒸氣液化成小水滴,就是看到的白霧。
內(nèi)能
機(jī)械能
區(qū)別
定義
構(gòu)成物體的所有分子的分子動能和分子勢能的總和
物體所具有的動能和勢能的總和
影響因素
物體的溫度、質(zhì)量、狀態(tài)、體積、物質(zhì)的種類
物體的質(zhì)量、速度、高度和彈性形變的程度
研究對象
微觀世界的大量分子
宏觀世界的所有物體
存在條件
永遠(yuǎn)存在
物體運動時,被舉高時,發(fā)生彈性形變時
聯(lián)系
物體無論是否具有機(jī)械能,一定具有內(nèi)能;
物體的內(nèi)能和機(jī)械能之間可以互相轉(zhuǎn)化
電熱毯取暖
冰塊降溫
燒水
現(xiàn)象
現(xiàn)象分析
冬天利用電熱毯取暖:電熱毯將熱量傳遞給人體,人體溫度升高,內(nèi)能增大;能量從電熱毯傳遞給人
炎熱夏天教室里的冰塊:周圍空氣將能量傳遞給冰塊,教室里溫度下降,能量從空氣傳遞給冰塊,冰塊內(nèi)能增大
燒水時,水的溫度升高,內(nèi)能增加,能量從火焰?zhèn)鬟f給鍋和水
實驗結(jié)論
溫度不同的物體相互接觸時,發(fā)生熱傳遞,低溫物體溫度升高,內(nèi)能增加,高溫物體溫度降低,內(nèi)能減少;即能量從高溫物體傳遞給低溫物體,所以熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能
做功的兩種情況
外界對物體做功
物體對外界做功
探究過程與現(xiàn)象
分析與論證
迅速壓下活塞,玻璃筒內(nèi)的氣體被壓縮,活塞對筒內(nèi)氣體做功,從而使筒內(nèi)氣體的內(nèi)能增加,溫度升高,當(dāng)溫度達(dá)到硝化棉的燃點時,硝化棉開始迅速燃燒
向瓶內(nèi)打氣,壓縮瓶內(nèi)的空氣,不斷對瓶內(nèi)空氣做功,瓶內(nèi)空氣內(nèi)能增加,溫度升高,隨著打入空氣的增加,氣壓越來越大,直至沖開瓶塞,此時,瓶內(nèi)的空氣推動瓶塞做功,內(nèi)能減少,溫度降低,其中水蒸氣液化成小水滴,形成白霧
得出結(jié)論
做功可以改變物體的內(nèi)能;
外界對物體做功,物體溫度升高,物體內(nèi)能增加;
物體對外界做功,物體溫度降低,物體內(nèi)能減少
區(qū)別
聯(lián)系
實質(zhì)
方式
舉例
熱傳遞
能量的轉(zhuǎn)移
高溫物體放熱,低溫物體吸熱
生活中燒、烤、烙、炒,生產(chǎn)中的淬火等
做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,且效果相同。某物體的內(nèi)能發(fā)生改變,可能是通過熱傳遞改變的,也可能是通過做功改變的,或者兩者都有。若不知道具體過程,則無法確定內(nèi)能的改變方式
做功
其他形式能與內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)化
壓縮體積、摩擦生熱、鍛打物體、彎折物體等
打氣筒打氣、鉆木取火、來回多次彎折鐵絲等
體積膨脹等
裝開水的暖水瓶內(nèi)的氣體將瓶塞沖開燈
溫度
熱量
內(nèi)能
區(qū)別
概念
宏觀上,表示物體的冷熱程度;
微觀上,反映物體中分子熱運動的劇烈程度
在熱傳遞過程中傳遞能量的多少
構(gòu)成物體的所有分子,其熱運動的動能與分子勢能的總和
表述
用“降低”、“升高”,“降低到”、“升高到”表述
用“放出”或“吸收”表述
用“有”、“具有”、“改變”、“增加”、“減少”的那個表述
單位
攝氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
聯(lián)系
(1)溫度反映了內(nèi)能的大小,熱量反映了內(nèi)能變化了多少;
(2)物吸收熱量,內(nèi)能會增加,溫度不一定升高,如晶體熔化;物放出熱量,內(nèi)能會減少,但物體溫度不一定降低,如晶體凝固
歸納總結(jié)
一個一定
物體溫度升高或降低時,其內(nèi)能一定增加或減少
四個不一定
(1)一個物體的內(nèi)能增加或降低時,其溫度不一定升高或降低,如晶體熔化或凝固過程;
(2)一個物體的內(nèi)能增加或降低時,不一定是吸收或放出了熱量,也可能是外界對物體做功或物體對外界做功;
(3)一個物體吸收或放出熱量時,內(nèi)能增加或減少,其溫度不一定升高或降低,如晶體熔化或凝固過程;
(4)一個物體溫度升高或降低時,不一定是吸收或放出了熱量,也可能是因為做功,如摩擦生熱或物體對外界做功
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