第十六章熱和能第1-3節(jié)分子熱運動、內(nèi)能、比熱容

1、年 級初三學 科物理版 本人教新課標版課程標題第十六章 熱和能 第13節(jié) 分子熱運動、內(nèi)能、比熱容編稿老師馬云朝一校林卉二校李秀卿審核王新麗一、學習目標： 1. 知道一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動和分子熱運動。2. 知道分子之間存在相互作用力。3. 能識別擴散現(xiàn)象，并能用分子熱運動的觀點進行解釋。4. 了解內(nèi)能的概念，能簡單描述溫度和內(nèi)能的關(guān)系。5. 知道改變內(nèi)能的兩種方式：做功、熱傳遞。6. 理解比熱容的概念，知道比熱容是物質(zhì)的一種屬性。7. 嘗試用比熱容解釋簡單的自然現(xiàn)象。二、重點、難點：重點：1. 一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。2. 改變內(nèi)能的兩種方式。3. 比熱容的概

2、念，熱量的計算。難點：1. 分子之間存在相互作用力。2. 正確理解內(nèi)能的概念。3. 比熱容概念的形成。三、考點分析：知識點考綱要求題型分值分子熱運動知道填空、選擇題13分內(nèi)能的概念了解填空、選擇題13分改變內(nèi)能的兩種方式知道填空、選擇題13分比熱容的概念與單位理解填空、選擇題13分比熱容的計算理解填空、計算題36分一、分子熱運動1、物質(zhì)由分子組成分子很小，其直徑約為1010m。2、熱運動擴散現(xiàn)象：不同物質(zhì)相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象固體之間也會發(fā)生擴散現(xiàn)象，影響擴散快慢的主要因素是溫度。擴散現(xiàn)象是這樣產(chǎn)生的擴散現(xiàn)象表明：一切物體的分子都在永不停息地做無規(guī)則的運動。分子間存在間隙。 由于分子的

3、運動跟溫度有關(guān)，所以這種無規(guī)則運動叫做分子（的）熱運動。溫度越高，分子熱運動越劇烈。3、分子間作用力分子間存在相互作用的引力和斥力。分子之間既有引力又有斥力，就像被彈簧連著的小球。當rr0 引力斥力當rr0 引力斥力當rr0 引力斥力當r10r0 無作用力二、內(nèi)能1、一切物體都具有內(nèi)能微觀世界和宏觀世界一樣，分子也具有動能和勢能。物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動所具有的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。一切物體，不論溫度高低，都具有內(nèi)能。同一個物體，溫度越高，分子熱運動越劇烈，內(nèi)能越大。物體的溫度降低時，內(nèi)能會減小。2、改變（物體）內(nèi)能的方法（1）改變（物體）內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞。（2）

4、內(nèi)能改變的量度做功改變內(nèi)能時：用做功的數(shù)值來量度。熱傳遞改變內(nèi)能時：用傳遞熱量的多少來量度。（3）做功和熱傳遞在改變（物體）內(nèi)能上是等效的。三、比熱容1、比熱容 質(zhì)量相等的煤油和水吸收相同的熱量時，煤油比水升高的溫度多；由此可知，升高相同的溫度時，煤油比水吸收的熱量少。1kg的煤油升高1需要吸熱 0.88×103J1kg的水升高1需要吸熱 4.2×103J質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，在升高相同的溫度時，吸收的熱量不同。概念：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高（降低）1所吸收（放出）的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。單位：焦/（千克 ·）符號：J/（kg · ）讀作：焦耳每千

5、克攝氏度比熱容是物質(zhì)的一種屬性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容。小資料：一些物質(zhì)的比熱容水鋁酒精干泥土煤油鐵、鋼冰銅蓖麻油水銀砂石鉛2、熱量的計算吸熱：Q吸cm（tt0）放熱：Q放cm（t0t）QcmtQ為物體吸收（放出）的熱量，c為物質(zhì)的比熱容，m為物體的質(zhì)量，t為物體變化的溫度，t為物體的末溫，t0為物體的初溫。知識點一：分子熱運動例1：如下圖所示，根據(jù)分子動理論：說明分子 _ ；說明分子間 _ ；說明分子間 _ 。墨水滴入水中兩表面磨平的鉛塊緊密接一半酒精和一半水混合后散開觸后可將臺燈吊起后體積變小答案：在不停地做無規(guī)則運動；存在引力；存在間隙例2：物理課上，老師做了一個有趣的演示實驗：在一個

6、燒杯中裝半杯熱水，另一個同樣的燒杯中裝等量的冷水，用滴管分別在兩燒杯中滴入一滴紅墨水，過一會后，杯中熱水都變紅了，稍后冷水也都變紅了。水變紅了是 _ 現(xiàn)象；熱水比冷水紅得更快，說明_。思路分析：考查點：分子熱運動。解題過程：物質(zhì)的分子彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散現(xiàn)象，這是由于分子在永不停息地做無規(guī)則運動的結(jié)果，而且溫度越高，分子熱運動越劇烈。 答案：擴散 溫度越高，分子熱運動越劇烈（溫度越高，分子擴散得越快）例3：下面關(guān)于分子動理論和物體內(nèi)能的說法中，不正確的是（ ）A. 壓在一起的鉛片和金片，幾年后剖開，發(fā)現(xiàn)切面處互相滲透，屬于擴散現(xiàn)象B. 用力拉鉛筆，鉛筆沒有斷成兩半，說明物質(zhì)的分子間有相互作

7、用的引力C. “和平號”空間站退役后，墜入大氣層燒毀，是用做功的方法改變物體的內(nèi)能D. 高溫物體一定比低溫物體的內(nèi)能大思路分析：擴散現(xiàn)象是指不同物質(zhì)在互相接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象，氣體、液體、固體都能發(fā)生擴散現(xiàn)象，只不過固體擴散得較慢。壓在一起的鉛片和金片，幾年后剖開，切面處互相滲透可達1mm之深，這就證明了固體分子也在不停地做無規(guī)則運動，故A對；在正常情況下，鉛筆內(nèi)部的分子處于平衡位置，分子所受的引力與斥力相等。當用力拉鉛筆時，分子間的距離加大，分子間的引力、斥力均減小，但斥力減小得更快，最終引力大于斥力（表現(xiàn)為引力），因而鉛筆不會斷成兩半，故B對；“和平號”空間站退役后，墜入大氣層運動時

8、，由于它與大氣層之間有摩擦，在運動的過程中，必須要克服摩擦力做功，因而物體的內(nèi)能增加，溫度升高，最終燒毀，故C也對；錯誤的答案是D，因為物體的內(nèi)能大小不但與物體的溫度有關(guān)，還與其他因素（如質(zhì)量、物態(tài)）有關(guān)，故高溫物體的內(nèi)能不一定大。答案：D例4：下列三個實驗中，可以說明分子之間存在引力的是：丙思路分析：甲說明做功可以使物體內(nèi)能增加，乙說明分子在不停地做無規(guī)則運動（擴散），丙說明分子間存在引力。答案：丙例5：固體、液體很難被壓縮的原因是：A. 分子間無間隙 B. 分子間無引力C. 分子間存在斥力 D. 分子在永不停息地做無規(guī)則運動思路分析：固體、液體很難被壓縮的原因是分子間存在斥力。答案：C知識

9、點二：內(nèi)能例1：下圖所示是王濛在2010年溫哥華冬奧會500米短道速滑比賽中奪金的場景。在滑行的過程中，冰刀與冰面之間的摩擦為_摩擦（選填“滑動”或“滾動”）；冰面的溫度會升高，這是通過_的方式增加了冰面的內(nèi)能。思路分析：冰刀和冰面之間的滑動摩擦是由相對運動引起的，冰面溫度升高是通過做功使其內(nèi)能增加的。答案：滑動；做功解題后的思考：使內(nèi)能增加的兩種方式無非是做功和熱傳遞。例2：下列所描述的場景中，屬于利用熱傳遞改變物體內(nèi)能的是（ ）A. 冬天人們搓手取暖B. 小孩從滑梯上滑下時臀部感覺到熱C. 加劇的溫室效應(yīng)使得多年的積雪融化了D. 古代的人鉆木取火 思路分析：考查點：改變物體內(nèi)能的方式有做功

10、和熱傳遞。解題過程：搓手取暖，滑滑梯時臀部感到熱和鉆木取火都是利用做功的方式來改變物體的內(nèi)能，只有C是利用熱傳遞的方式來改變物體內(nèi)能。答案：C知識點三：比熱容例1：分析為什么會出現(xiàn)下圖所示情況思路分析：因為水的比熱比沙子的比熱大，1kg的水升高（降低）1比同質(zhì)量的沙子升高（降低）1所吸收（放出）的熱量多。在同一時刻，它們吸收（放出）的熱量相同，水升高（降低）的溫度就比沙子少。所以，中午（傍晚）時，海水涼沙子燙（海水暖沙子涼）。例2：冬天，室內(nèi)的供暖設(shè)備，大多采用讓流動的熱水慢慢地流過散熱器的方式，其原因是（ ）A. 水比較便宜 B. 水的密度小 C. 水的比熱大 D. 水的沸點高思路分析：因為

11、水的比熱較大，在降低相同溫度的條件下，可以釋放更多的熱量。 答案：C 例3：關(guān)于溫度、熱量、比熱容，下列說法中正確的是 （ ）A. 溫度越高的物體具有的熱量越多 B. 溫度越高的物體的比熱容越大C. 吸收的熱量越多，物質(zhì)的比熱容越大D. 物體吸收了熱量，溫度不一定升高 思路分析：A，熱量指的是由于溫差的存在而導致的能量轉(zhuǎn)化過程中所轉(zhuǎn)移的能量。熱量只是熱傳遞過程中的一個名詞，如單說一個物體“含有”或“具有”多少熱量是不正確的。B、C，比熱容是物質(zhì)本身的一種屬性，某種物質(zhì)的比熱容是一定的，不會隨溫度的改變而改變。答案：D例4：質(zhì)量是10千克的冰，溫度由20升高到0，共吸收了多少熱量？解：t0 t0

12、20 m10千克 c2.1×103焦/（千克· ）根據(jù)Q吸cm（tt0）得Q2.1×103焦/（千克·）×10千克×0（20）4.2×105焦耳答：冰吸收的熱量是4.2×105焦耳。例5：初溫相同的銅和鉛，它們的比熱容之比是3：1，質(zhì)量之比是2：3，若它們吸收了相等的熱量，則銅升高的溫度與鉛升高的溫度之比是多少？解：根據(jù)Qcmt得 c1：c23：1 m1：m22：3 Q1：Q 21：11：2物質(zhì)的比熱容與密度相似，也是物質(zhì)的特性之一。對某種確定的物質(zhì)來講，比熱容是一個確定的數(shù)值，跟物體質(zhì)量的大小、溫度改變的多少、物

13、體的形狀、體積、位置等無關(guān)，它僅與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)。因此，可以用比熱容來鑒別物質(zhì)的種類。1. 汽車、火車、輪船之所以能運動都是因為發(fā)動機做功，那同學們知道發(fā)動機的工作原理嗎？2. 同學們已學過動能、勢能、內(nèi)能，那各種能量之間能相互轉(zhuǎn)化嗎？請同學們帶著這些問題預(yù)習下節(jié)課的內(nèi)容吧?。ù痤}時間：60分鐘）一、選擇題1、下列說法正確的是（ ）A. 人們常用水做冷卻劑是因為水的溫度低 B. 物體的內(nèi)能增大，溫度一定升高C. 做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式 D. 擴散現(xiàn)象說明分子之間存在引力 2、把磨得很光的鉛片和金片緊壓在一起，在室溫下放置五年后再將它們切開，可以看到它們相互滲入約l mm深。

14、這個現(xiàn)象說明（ ）A. 分子間有引力 B. 分子間有斥力C. 分子在做熱運動 D. 分子熱運動與溫度有關(guān) 3、下列說法正確的是（ ）A. 物質(zhì)是由大量分子組成的，分子間可以有空隙，也可以沒有空隙B. 固體不易被壓縮，說明分子間只有斥力，沒有引力C. 同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引D. 地球是宇宙的中心，太陽圍繞地球做圓周運動 4、如圖所示的四個小實驗中，能說明分子之間有間隙的是（ ）水與酒精混合藍墨水滴入熱水壓緊的兩鉛塊用力推活塞，針管后總體積變小中，整杯水變藍能吊起玩具熊內(nèi)的水很難被壓縮ABCD5、5月31日是“世界無煙日”，很多公共場所貼了如圖所示的標志，這主要是考慮到在空氣不流通的房

15、間里，只要有一個人吸煙，整個房間就會充滿煙味，這是因為（ ）A. 物質(zhì)是由分子組成的 B. 分子間有引力C. 分子間有斥力 D. 分子在不停地運動 6、下列說法中正確的是（ ）A. 雪花飛舞，說明分子在運動 B. 花香撲鼻，說明分子在運動C. 破鏡難圓，說明分子間沒有作用力 D. 一潭死水，說明水分子是靜止的 7、如圖所示，在空可樂瓶內(nèi)滴一滴酒精，用裝有氣門芯的橡皮塞塞緊瓶口，再用打氣筒通過氣門芯向瓶內(nèi)打氣。當瓶內(nèi)氣壓達到足夠大時，塞子將從瓶口沖出，且原來透明的瓶內(nèi)充滿了白霧，這一實驗現(xiàn)象表明（ ）A. 氣體對外界做功，瓶內(nèi)溫度升高，內(nèi)能減小B. 外界對氣體做功，瓶內(nèi)溫度升高，內(nèi)能增加C. 氣

16、體對外界做功，瓶內(nèi)溫度降低，內(nèi)能減小D. 外界對氣體做功，瓶內(nèi)溫度降低，內(nèi)能增加8、在下圖所示的四幅圖中，不屬于利用做功的方式來改變物體內(nèi)能的是（ ）A. 雙手摩擦生熱B. 燒水時水溫升高C. 反復(fù)彎折鐵絲鐵絲發(fā)燙D. 鉆木取火9、夏天，從冰箱內(nèi)拿出一瓶結(jié)了冰的礦泉水。一段時間后，瓶內(nèi)的冰全部化成了水。瓶內(nèi)的冰化成水的過程中，不變的是（ ）A. 體積 B. 質(zhì)量 C. 密度 D. 比熱容 二、簡答與填空題10、甲、乙兩個相同的透明玻璃水杯，盛有質(zhì)量相等、溫度不同的純凈水，其中一杯是80的熱水，另一杯是5的冷水，它們都靜靜地放置在水平桌面上。同時向兩個水杯中滴入一滴碳素墨水，過幾分鐘后觀察到如圖

17、所示的現(xiàn)象。（1）甲、乙兩個水杯中，盛有熱水的是 ；（2）該實驗說明分子熱運動的劇烈程度與 有關(guān)。11、在裝著紅棕色二氧化氮氣體的瓶子上（二氧化氮的密度大于空氣的密度）倒扣一個空瓶子，使兩個瓶口相對，兩瓶口之間用一塊玻璃板隔開. 抽掉玻璃板后，最終發(fā)現(xiàn)兩瓶內(nèi)氣體顏色基本相同。（1）這是一種什么現(xiàn)象？（2）它說明了什么？ 12、小宇準備給老師做一個粉筆盒，他用鋸鋸木頭，鋸?fù)旰蟀l(fā)現(xiàn)鋸條發(fā)熱，這是為什么？請你幫他解釋這個現(xiàn)象。 13、打開一盒香皂，很快能聞到香味，這是 現(xiàn)象；固體和液體的分子不會散開，這是由于分子之間存在相互作用的 ，從而使固體和液體保持一定的體積。 14、如圖甲，將兩個底面削平的鉛

18、柱緊壓在一起，下面吊一個重物也不能把它們拉開，說明分子間存在 ；如圖乙，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速壓下去，棉花燃燒起來，說明對物體做功，物體的 增大。15、冬天孩子們圍著火爐取暖，這是利用 的方式獲取內(nèi)能；而遠離火爐的孩子同時還要靠反復(fù)摩擦雙手才能讓手感到溫暖，這是利用 的方式增加手的內(nèi)能。（以上兩空選填“做功”或“熱傳遞”） 16、改變內(nèi)能有不同的方式，圖甲是在一個配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小團蘸了乙醚的棉花，當迅速壓下活塞時，可看見筒內(nèi)棉花燃燒起來。這是通過 的方式使玻璃筒內(nèi)的空氣 增加，溫度升高，達到棉花的燃點，使棉花燃燒。圖乙是通過 的方式把試管里的水

19、加熱至沸騰。 迅速下壓活塞加熱讓試管里的水沸騰甲乙17、如圖所示，火柴頭在火柴盒側(cè)面的磷層上輕輕劃過就能擦燃，這是通過 的方式來改變火柴的內(nèi)能。18、如圖是中國女子冰壺隊在2010年 2月21日溫哥華冬奧會比賽的精彩瞬間，比賽時兩名隊員在冰壺前方“刷冰”，通過 的方式改變冰的內(nèi)能，使表面的冰 成薄薄的一層水（填物態(tài)變化名稱），這樣就能夠減小冰壺與冰面之間的 。19、改變物體內(nèi)能的方式有兩種，夏天為了解暑，把飲料放進冰箱里冷凍，使其溫度降低，這是用 的方式減小飲料的內(nèi)能；將冰凍后的飲料瓶，放在手中反復(fù)搓動，可加快冰塊的熔化，這是通過_ _的方式增物體的內(nèi)能。 20、水稻是喜溫植物，春季育秧時，通

20、常傍晚向秧田灌水，早晨將水放出，以防霜凍，這一做法所隱含的物理知識是：水的 較大，氣溫降低時，水能 （選填“放出”或“吸收”）較多的 （選填“溫度”、“內(nèi)能”或“熱量”）。21、如圖是劉星在“五一”假期探究“海水和海灘的溫度隨時間變化的規(guī)律”時畫的一張示意圖。根據(jù)圖給的信息，劉星觀察的時間是 （選填“中午”或“夜晚”），產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是水的_比沙石的大。22、質(zhì)量為200g的砂子，吸收9.2×103J的熱量后，溫度升高了50，則砂子的比熱為_J/（kg），其物理意義是 。 三、實驗探究題23、上課時老師給同學們演示了“水也能使某些液體沸騰”的實驗：將適量的乙醚倒入試管中，塞上木塞

21、，然后放入盛有熱水的燒杯中，如圖甲所示。一會兒，觀察到試管中的乙醚沸騰起來，接著聽到“砰”的一聲，木塞沖出了試管口。（1）燒杯中溫度計示數(shù)如圖乙所示，則熱水的溫度為 ；（2）從實驗中可知乙醚的沸點 （選填“大于”、“小于”或“等于”）熱水的溫度；（3）木塞沖出試管口的瞬間，乙醚的溫度降低，內(nèi)能 （選填“增大”或“減小”），這是通過 的方式改變乙醚的內(nèi)能。四、計算題24、質(zhì)量為100kg的地熱水，溫度從80降低到20，放出的熱量是多少？c水4.2×103J（kg·）。 25、2010年上海世博會通過大面積推廣應(yīng)用太陽能等以低能耗、低污染、低排放為特點的綠色環(huán)保技術(shù)，來體現(xiàn)“城

22、市，讓生活更美好”的主題。如圖所示的太陽能熱水器，它的水箱容量為120L，熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為40%，在與陽光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽輻射功率約為P1400W。如果將整箱水的溫度從20加熱到70，需要陽光照射5h，那么：（1）一箱水需要吸收的熱量是多少？（2）熱水器上集熱器的面積至少要多大？水的比熱容是：4.2×103J/（kg·）26、質(zhì)量為0.2kg的熱水，溫度從90降低到40，放出的熱量是多少？水的比熱容為4.2×103J/（kg·） 一、選擇題1、C 2、C 解析：因為運動才能滲入，易錯選A3、C 解析：分子間既存在斥力

23、也存在引力，分子間距離不同表現(xiàn)不同4、A 5、D 6、B 解析：分子的運動肉眼是看不見的，只能通過一些現(xiàn)象來分析，雪花飛舞只能說明雪花在運動，破鏡難圓說明分子間存在斥力，表面看來是一潭死水，實際上水分子在運動。 7、C 解析：外界對氣體做功內(nèi)能增加，氣體對外界做功內(nèi)能減小，開始時外界對氣體做功，塞子從瓶口沖出，繼而氣體對塞子（外界）做功內(nèi)能減小，溫度降低。8、B 9、B 解析：各種物質(zhì)都有自己的比熱容。二、簡答與填空題10、（1）乙 （2）溫度 解析：考查點：分子無規(guī)則運動的速度與溫度的關(guān)系分析：同時滴入碳素墨水，幾分鐘后，溫度高的杯子里墨水擴散得快，溫度低的杯子里墨水擴散得慢，所以盛有熱水的是乙杯；該實驗說明溫度越高分子擴散得越快，反之，擴散得越慢。 11、（1）擴散 （2）分子在不停地做無規(guī)則運動 12、這是因為鋸木頭時，鋸條要克服摩擦做功（或?qū)︿彈l做了功），它的內(nèi)能增加，溫度升高，所以鋸條發(fā)熱。 13、擴散 引力14、引力 內(nèi)能 15、熱傳遞；做功 16、做功 內(nèi)能 熱傳遞 17、做功 18、做功 熔化 摩擦 19、熱傳遞；做功 解析：改變內(nèi)能的兩種途徑：做功和熱傳遞。 20、比熱容 放出 熱量 21、中午；比熱容 22、0.92×103 1