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2024-2025學(xué)年版塊13內(nèi)能專題13-3內(nèi)能(含答案)初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義83講專題13-3內(nèi)能知識·解讀一、功和內(nèi)能關(guān)系的理解1.內(nèi)能:所有分子的動(dòng)能和勢能之和.內(nèi)能是狀態(tài)量.2.功和內(nèi)能變化的關(guān)系做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能,功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度,:(1)外界對系統(tǒng)做功,系統(tǒng)內(nèi)能增加;(2)系統(tǒng)對外界做功,系統(tǒng)內(nèi)能減少.3.內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系(1)區(qū)別:內(nèi)能與機(jī)械能是兩個(gè)不同的概念.(2)聯(lián)系:在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,且總量保持不變.二、區(qū)分三組概念1、內(nèi)能與熱量:內(nèi)能是狀態(tài)量,可以說系統(tǒng)具有多少內(nèi)能而不能說傳遞多少內(nèi)能;熱量是過程量,不能說系統(tǒng)具有多少熱量,只能說傳遞了多少熱量.2、熱量與溫度:熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度,而溫度是系統(tǒng)內(nèi)部大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度的標(biāo)志.雖然熱傳遞的前提是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差,但是傳遞的是能量,不是溫度.3、熱量與功:熱量和功,都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度,都是過程量,一定量的熱量與一定量的功相當(dāng),功是能量變化的量度,但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別.三、改變內(nèi)能的方式1.做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式在單純做功過程中,外界對物體做了多少功,物體內(nèi)能就增加多少;物體對外界做了多少功,物體內(nèi)能就減少多少,.在單純熱傳遞過程中,物體吸收了多少熱量,物體內(nèi)能就增加多少;物體放出了多少熱量,物體內(nèi)能就減少多少.2.做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的一杯水可以通過加熱(熱傳遞)的方法使溫度升高到某一溫度值,水的內(nèi)能增加ΔU;也可以通過攪拌(做功)的方法使水溫升高到同一溫度值,水的內(nèi)能增量相同.除非事先知道,否則我們無法區(qū)分是哪種方式使這杯水的內(nèi)能增加的,因此,做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的.3.做功和熱傳遞的本質(zhì)區(qū)別做功使物體內(nèi)能改變的過程是一個(gè)宏觀過程,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程;熱傳遞使物體內(nèi)能改變的過程是一個(gè)微觀過程,是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程,沒有能量形式的轉(zhuǎn)化.典例·解讀例1、如圖所示,活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室,氣缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的,且不漏氣,以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能,則在將拉桿緩慢向外拉的過程中()A.E甲不變,E乙減小B.E甲不變,E乙增大C.E甲增大,E乙不變D.E甲增大,E乙減小【【答案】D.【解析】本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都經(jīng)歷絕熱過程,內(nèi)能的改變?nèi)Q了做功的情況,對甲室內(nèi)的氣體,在拉桿緩慢向外拉的過程中,活塞左移,壓縮氣體,外界對甲室氣體做功,其內(nèi)能應(yīng)增大,對乙室內(nèi)的氣體,活塞左移,氣體膨脹,氣體對外界做功,內(nèi)能就減少,故D選項(xiàng)正確.例2、對于熱量、功和內(nèi)能,三者的說法正確的是()A.熱量、功、內(nèi)能三者的物理意義等同B.熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度C.熱量、功、內(nèi)能的單位不相同D.熱量和功是由過程決定的,而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的【【答案】D.【解析】物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢能的總和,而要改變物體的內(nèi)能可以通過做功或熱傳遞兩種途徑,這三者的物理意義不同,A錯(cuò);熱量是表示在熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化多少的,而功也是量度用做功的方式來改變物體內(nèi)能多少的,B錯(cuò);三者單位都是焦耳,C錯(cuò);熱量和功是過程量,內(nèi)能是狀態(tài)量,D正確.例3、關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量,下列說法正確的是()A.0℃的冰塊內(nèi)能為零B.溫度高的物體含有的熱量多C.汽油機(jī)壓縮沖程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.反復(fù)彎折鐵絲,鐵絲溫度升高,這是通過熱傳遞的方式增加了鐵絲的內(nèi)能【【答案】C.【解析】一切物體在任何溫度下都具有內(nèi)能,A錯(cuò)誤;熱量是過程量,不能說物體含有熱量,只能說吸收或放出多少熱量,B錯(cuò)誤;汽油機(jī)壓縮沖程中進(jìn)氣門和閉氣門關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),壓縮氣體使其內(nèi)能增加,該過程將活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,C正確;反復(fù)彎折鐵絲,鐵絲溫度升高,是通過做功的方式增加了鐵絲的內(nèi)能,D錯(cuò)誤.故選C.例4、水煎包是東營特色名吃,其特色在于兼得水煮油煎之妙,色澤金黃,一面焦脆,三面嫩軟,皮薄餡大,香而不膩.在水煎包的制作過程中,以下說法正確的是()①水煎包“香氣四溢”,說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)②水煎包能被煎成金黃色,是因?yàn)橛偷姆悬c(diǎn)比水的沸點(diǎn)低③木柴燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能④往熱鍋內(nèi)倒入水會(huì)產(chǎn)生大量的“白氣”,“白氣”是水汽化形成的⑤鍋蓋不斷被水蒸氣頂起而發(fā)生“跳動(dòng)”,此時(shí)水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的機(jī)械能A.①②③⑤B.①③⑤C.①③④⑤D.②③④⑤【【答案】B.【解析】水煎包“香氣四溢”,說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),①正確;水煎包能被煎成金黃色,是因?yàn)橛偷姆悬c(diǎn)比水的沸點(diǎn)高,②錯(cuò)誤;木柴燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,③正確;往熱鍋內(nèi)倒入水會(huì)產(chǎn)生大量的“白氣”,“白氣”是水蒸氣液化形成的,④錯(cuò)誤;鍋蓋不斷被水蒸氣頂起而發(fā)生“跳動(dòng)”,此時(shí)水蒸氣對鍋蓋做功,水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的機(jī)械能,⑤正確.綜合以上分析,①③⑤正確,B正確.故選B.例5、若對物體做1200J的功,可使物體溫度升高3℃,改用傳熱的方式,使物體溫度同樣升高3℃,那么物體應(yīng)吸收________J的熱量,如果對該物體做3000J的功,物體的溫度升高5℃,表明該過程中,物體應(yīng)________(填“吸收”或“放出”)熱量________J.【【答案】1200;放出;1000.【解析】做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上是等效的,因此物體用做功方式使溫度升高3℃,如用吸熱方式,也使溫度升高3℃應(yīng)吸收1200J的熱量.如對物體做功3000J,溫度升高5℃,而物體溫度升高5℃,需要的功或熱量應(yīng)為ΔE.1200J=cm×3℃,ΔE=cm×5℃,所以ΔE=2000J.Q=ΔE-W=-1000J,因此物體應(yīng)放出1000J的熱量.例6、下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說法中,正確的是()A.馬鈴薯所含熱量高B.內(nèi)能越大的物體熱量也越多C.熱量自發(fā)地從內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體D.熱量自發(fā)地從溫度高的物體流向溫度低的物體【【答案】D.【解析】選項(xiàng)A是一種很常見的說法,在日常生活中似無須計(jì)較,但從物理學(xué)的角度來看,卻有不妥,熱量是過程量,不是狀態(tài)量,不能像內(nèi)能那樣蘊(yùn)含在物體中,選項(xiàng)A錯(cuò);說法B與說法A存在相同的錯(cuò)誤,此外,物體的內(nèi)能與熱量之間,在數(shù)量上沒有必然聯(lián)系,選項(xiàng)B錯(cuò);兩物體之間熱量的流向只與它們的溫度有關(guān),與它們的內(nèi)能無關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò).培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、下列關(guān)于做功和熱傳遞的說法中正確的是()A.做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的B.做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的C.做功和熱傳遞是對同一過程中的兩種說法D.做功和熱傳遞是不可能同時(shí)發(fā)生的2、下圖事例中,利用熱傳遞改變物體內(nèi)能的是()3、如圖是重慶人喜歡吃的酸辣粉,下列分析正確的是()A.煮酸辣粉前,鍋中已沸騰的水溫度一直升高B.煮酸辣粉時(shí),通過做功改變了酸辣粉的內(nèi)能C.酸辣粉冒的“白氣”是由于水蒸氣升華形成的D.酸辣香味四溢是由于分子永不停息做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)4、(多選)如圖所示,向裝有少量水的燒瓶緩慢打氣,突然塞子跳起來,同時(shí)瓶內(nèi)出現(xiàn)了“白霧”,關(guān)于該現(xiàn)象說法正確的是()A.白霧是水蒸氣B.瓶內(nèi)氣體膨脹對外做功C.瓶內(nèi)氣體內(nèi)能減小D.瓶內(nèi)氣體溫度升高5、(多選)釀酒是人類神奇的發(fā)明,如圖是將谷物倒入鍋中熬制酒料的過程.下列說法正確的是()A.用火種引燃木柴的過程與鉆木取火的原理不相同B.灶臺(tái)下木柴燃燒的過程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能C.鍋能向酒料傳遞熱量,是因?yàn)殄伒臏囟雀哂诰屏系臏囟菵.熬制過程中需要不斷地?cái)嚢?,這是為了通過做功的方式增加物體內(nèi)能6、(多選)關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能,下列說法正確的是()A.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減少、溫度一定降低B.熱量都是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞C.把熱湯倒入碗中,碗變熱是通過熱傳遞的方式改變了它的內(nèi)能D.冰在熔化過程中,其內(nèi)能增加而溫度保持不變7、(多選)關(guān)于下面四幅圖的說法正確的是()A.甲圖:活塞壓縮空氣,硝化棉燃燒,此過程與熱機(jī)的壓縮沖程原理相同B.乙圖:瓶內(nèi)空氣推開瓶塞,內(nèi)能減少,瓶口出現(xiàn)的白霧是液化現(xiàn)象C.丙圖:抽出玻璃板,下瓶中出現(xiàn)紅棕色NO2氣體,表明氣體間可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象D.丁圖:懸掛重物不能把兩鉛塊分開,說明分子間存在引力,沒有斥力8、如圖所示,將冰塊放于單層的不銹鋼盆中,并加入適量的鹽,用筷子攪拌大約半分鐘,盆中冰與鹽水混合物的溫度低于0℃.將裝有西瓜汁的小塑料杯放在盆中的冰塊里,幾分鐘后西瓜汁變成了水果冰棍,這時(shí)觀察到盆外壁出現(xiàn)白霜.下列說法正確的是()A.西瓜汁變成了冰棍,屬于凝華B.西瓜汁變成冰棍的過程,內(nèi)能增加C.白霜是盆周圍的水蒸氣放熱形成的D.吃冰棍感覺涼爽,因?yàn)楸骱械臒崃可?、(多選)在下述各種現(xiàn)象中,不是由做功引起系統(tǒng)溫度變化的是()A.在陽光照射下,水的溫度升高B.用鐵錘不斷錘打鉛塊,鉛塊溫度會(huì)升高C.在爐火上燒水,水的溫度升高D.電視機(jī)工作一段時(shí)間,其內(nèi)部元件溫度升高10、一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程.設(shè)氣體分子間的勢能可忽略,則在此過程中()A.外界對氣體做功,氣體分子的平均動(dòng)能增加B.外界對氣體做功,氣體分子的平均動(dòng)能減少C.氣體對外界做功,氣體分子的平均動(dòng)能增加D.氣體對外界做功,氣體分子的平均動(dòng)能減少11、關(guān)于熱傳遞,下列說法中正確的是()A.熱傳遞的實(shí)質(zhì)是溫度的傳遞B.物體間存在著溫度差,才能發(fā)生熱傳遞C.熱傳遞可以在任何情況下進(jìn)行D.物體內(nèi)能發(fā)生改變,一定是吸收或放出了熱量12、(多選)用下述方法改變物體的內(nèi)能,屬于做功的方式是()A.用錘子打鐵時(shí),鐵塊發(fā)熱B.用磨刀石磨刀時(shí),刀發(fā)熱C.雙手互搓,手發(fā)熱D.用天然氣燒水13、在給自行車輪胎打氣時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)胎內(nèi)空氣溫度升高,這是因?yàn)?)A.胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)不斷增大,而容積不變B.輪胎從外界吸熱C.外界空氣溫度本來就高于胎內(nèi)氣體溫度D.打氣時(shí),外界不斷地對胎內(nèi)氣體做功14、(多選)一定質(zhì)量的氣體封閉在絕熱的汽缸內(nèi),當(dāng)用活塞壓縮氣體時(shí),一定增大的物理量有(不計(jì)氣體分子勢能)()A.氣體體積B.氣體分子密度C.氣體內(nèi)能D.氣體分子的平均動(dòng)能15、如圖所示為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖,M,N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體,M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng).設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換,在M向下滑動(dòng)的過程中()A.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能增大B.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能減小C.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能增大D.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減小16、如圖所示,絕熱容器中間用隔板隔開,左側(cè)裝有氣體,右側(cè)為真空.現(xiàn)將隔板抽掉,讓左側(cè)氣體自由膨脹到右側(cè)直至平衡,在此過程中()A.氣體對外界做功,溫度降低,內(nèi)能減少B.氣體對外界做功,溫度不變,內(nèi)能不變C.氣體不做功,溫度不變,內(nèi)能不變D.氣體不做功,溫度不變,內(nèi)能減少17、熱傳遞的規(guī)律是()A.熱量從內(nèi)能大的物體傳給內(nèi)能小的物體B.熱量從內(nèi)能較小的物體傳給內(nèi)能較大的物體C.熱量從溫度高的物體傳給溫度低的物體D.熱量從高溫內(nèi)能大的物體傳給低溫內(nèi)能小的物體18、在一個(gè)完全真空的絕熱容器中放入兩個(gè)物體,它們之間沒有發(fā)生熱傳遞,這是因?yàn)?)A.兩物體沒有接觸B.兩物體的溫度相同C.真空容器不能發(fā)生熱對流D.兩物體具有相同的內(nèi)能19、物體由大量分子組成,下列說法正確的是()A.分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大B.分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小C.物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)D.只有外界對物體做功才能增加物體的內(nèi)能20、如圖所示,A、B是兩個(gè)完全相同的球,分別浸沒在水和水銀的同一深度處,A、B兩球用同一種材料制成,當(dāng)溫度稍微升高時(shí),球的體積會(huì)明顯變大,如果開始水和水銀的溫度相同,且兩液體溫度同時(shí)緩慢升高到同一值,兩球膨脹后,體積相等,則()A.A球吸收的熱量較多B.B球吸收的熱量較多C.兩球吸收的熱量一樣多D.無法確定21、(多選)在外界不做功的情況下,物體的內(nèi)能增加了50J,下列說法中正確的是()A.一定是物體放出了50J的熱量B.一定是物體吸收了50J的熱量C.一定是物體分子動(dòng)能增加了50JD.物體的分子平均動(dòng)能可能不變22、如圖甲所示的容器中,A、B中各有一個(gè)可自由移動(dòng)的活塞,活塞下面是水,上面是大氣,大氣壓恒定,A、B的底部由帶閥門K的管道相連,整個(gè)裝置與外界絕熱.打開閥門前,A中水面比B中水面高,打開閥門后,A中的水逐漸向B中流,最后達(dá)到同一高度,在這個(gè)過程中()A.大氣壓力對水做功,水的內(nèi)能增加B.水克服大氣壓力做功,水的內(nèi)能減少C.大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能不變D.大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能增加二、填空題1、夏天,將厚衣物和樟腦丸裝入帶有排氣孔的塑料收納袋內(nèi),用抽氣筒向外抽氣,收納袋在________作用下體積縮小,抽氣時(shí),抽氣筒壁因摩擦而發(fā)熱,這是通過________的方式改變了它的內(nèi)能.冬天打開收納袋,會(huì)聞到樟腦的氣味,說明了分子_________________________________________.2、某同學(xué)做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn);先把空的燒瓶放入冰箱冷凍,一小時(shí)后取出燒瓶,并迅速把一個(gè)氣球緊密地套在瓶頸上,然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里,氣球逐漸膨脹起來,如圖所示.這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的__,溫度__,體積________.3、若只對一定質(zhì)量的理想氣體做1500J的功,可使其溫度升高5℃.若改成只用熱傳遞的方式,使氣體溫度同樣升高5℃,那么氣體吸收________J的熱量.如果對該氣體做了2000J的功,使其溫度升高了5℃,表明在該過程中,氣體還________(選填“吸收”或“放出”)熱量________J.專題13-3內(nèi)能知識·解讀一、功和內(nèi)能關(guān)系的理解1.內(nèi)能:所有分子的動(dòng)能和勢能之和.內(nèi)能是狀態(tài)量.2.功和內(nèi)能變化的關(guān)系做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能,功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度,:(1)外界對系統(tǒng)做功,系統(tǒng)內(nèi)能增加;(2)系統(tǒng)對外界做功,系統(tǒng)內(nèi)能減少.3.內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系(1)區(qū)別:內(nèi)能與機(jī)械能是兩個(gè)不同的概念.(2)聯(lián)系:在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,且總量保持不變.二、區(qū)分三組概念1、內(nèi)能與熱量:內(nèi)能是狀態(tài)量,可以說系統(tǒng)具有多少內(nèi)能而不能說傳遞多少內(nèi)能;熱量是過程量,不能說系統(tǒng)具有多少熱量,只能說傳遞了多少熱量.2、熱量與溫度:熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度,而溫度是系統(tǒng)內(nèi)部大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度的標(biāo)志.雖然熱傳遞的前提是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差,但是傳遞的是能量,不是溫度.3、熱量與功:熱量和功,都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度,都是過程量,一定量的熱量與一定量的功相當(dāng),功是能量變化的量度,但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別.三、改變內(nèi)能的方式1.做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式在單純做功過程中,外界對物體做了多少功,物體內(nèi)能就增加多少;物體對外界做了多少功,物體內(nèi)能就減少多少,.在單純熱傳遞過程中,物體吸收了多少熱量,物體內(nèi)能就增加多少;物體放出了多少熱量,物體內(nèi)能就減少多少.2.做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的一杯水可以通過加熱(熱傳遞)的方法使溫度升高到某一溫度值,水的內(nèi)能增加ΔU;也可以通過攪拌(做功)的方法使水溫升高到同一溫度值,水的內(nèi)能增量相同.除非事先知道,否則我們無法區(qū)分是哪種方式使這杯水的內(nèi)能增加的,因此,做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的.3.做功和熱傳遞的本質(zhì)區(qū)別做功使物體內(nèi)能改變的過程是一個(gè)宏觀過程,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程;熱傳遞使物體內(nèi)能改變的過程是一個(gè)微觀過程,是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程,沒有能量形式的轉(zhuǎn)化.典例·解讀例1、如圖所示,活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室,氣缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的,且不漏氣,以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能,則在將拉桿緩慢向外拉的過程中()A.E甲不變,E乙減小B.E甲不變,E乙增大C.E甲增大,E乙不變D.E甲增大,E乙減小【【答案】D.【解析】本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都經(jīng)歷絕熱過程,內(nèi)能的改變?nèi)Q了做功的情況,對甲室內(nèi)的氣體,在拉桿緩慢向外拉的過程中,活塞左移,壓縮氣體,外界對甲室氣體做功,其內(nèi)能應(yīng)增大,對乙室內(nèi)的氣體,活塞左移,氣體膨脹,氣體對外界做功,內(nèi)能就減少,故D選項(xiàng)正確.例2、對于熱量、功和內(nèi)能,三者的說法正確的是()A.熱量、功、內(nèi)能三者的物理意義等同B.熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度C.熱量、功、內(nèi)能的單位不相同D.熱量和功是由過程決定的,而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的【【答案】D.【解析】物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢能的總和,而要改變物體的內(nèi)能可以通過做功或熱傳遞兩種途徑,這三者的物理意義不同,A錯(cuò);熱量是表示在熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化多少的,而功也是量度用做功的方式來改變物體內(nèi)能多少的,B錯(cuò);三者單位都是焦耳,C錯(cuò);熱量和功是過程量,內(nèi)能是狀態(tài)量,D正確.例3、關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量,下列說法正確的是()A.0℃的冰塊內(nèi)能為零B.溫度高的物體含有的熱量多C.汽油機(jī)壓縮沖程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.反復(fù)彎折鐵絲,鐵絲溫度升高,這是通過熱傳遞的方式增加了鐵絲的內(nèi)能【【答案】C.【解析】一切物體在任何溫度下都具有內(nèi)能,A錯(cuò)誤;熱量是過程量,不能說物體含有熱量,只能說吸收或放出多少熱量,B錯(cuò)誤;汽油機(jī)壓縮沖程中進(jìn)氣門和閉氣門關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),壓縮氣體使其內(nèi)能增加,該過程將活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,C正確;反復(fù)彎折鐵絲,鐵絲溫度升高,是通過做功的方式增加了鐵絲的內(nèi)能,D錯(cuò)誤.故選C.例4、水煎包是東營特色名吃,其特色在于兼得水煮油煎之妙,色澤金黃,一面焦脆,三面嫩軟,皮薄餡大,香而不膩.在水煎包的制作過程中,以下說法正確的是()①水煎包“香氣四溢”,說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)②水煎包能被煎成金黃色,是因?yàn)橛偷姆悬c(diǎn)比水的沸點(diǎn)低③木柴燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能④往熱鍋內(nèi)倒入水會(huì)產(chǎn)生大量的“白氣”,“白氣”是水汽化形成的⑤鍋蓋不斷被水蒸氣頂起而發(fā)生“跳動(dòng)”,此時(shí)水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的機(jī)械能A.①②③⑤B.①③⑤C.①③④⑤D.②③④⑤【【答案】B.【解析】水煎包“香氣四溢”,說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),①正確;水煎包能被煎成金黃色,是因?yàn)橛偷姆悬c(diǎn)比水的沸點(diǎn)高,②錯(cuò)誤;木柴燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,③正確;往熱鍋內(nèi)倒入水會(huì)產(chǎn)生大量的“白氣”,“白氣”是水蒸氣液化形成的,④錯(cuò)誤;鍋蓋不斷被水蒸氣頂起而發(fā)生“跳動(dòng)”,此時(shí)水蒸氣對鍋蓋做功,水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的機(jī)械能,⑤正確.綜合以上分析,①③⑤正確,B正確.故選B.例5、若對物體做1200J的功,可使物體溫度升高3℃,改用傳熱的方式,使物體溫度同樣升高3℃,那么物體應(yīng)吸收________J的熱量,如果對該物體做3000J的功,物體的溫度升高5℃,表明該過程中,物體應(yīng)________(填“吸收”或“放出”)熱量________J.【【答案】1200;放出;1000.【解析】做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上是等效的,因此物體用做功方式使溫度升高3℃,如用吸熱方式,也使溫度升高3℃應(yīng)吸收1200J的熱量.如對物體做功3000J,溫度升高5℃,而物體溫度升高5℃,需要的功或熱量應(yīng)為ΔE.1200J=cm×3℃,ΔE=cm×5℃,所以ΔE=2000J.Q=ΔE-W=-1000J,因此物體應(yīng)放出1000J的熱量.例6、下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說法中,正確的是()A.馬鈴薯所含熱量高B.內(nèi)能越大的物體熱量也越多C.熱量自發(fā)地從內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體D.熱量自發(fā)地從溫度高的物體流向溫度低的物體【【答案】D.【解析】選項(xiàng)A是一種很常見的說法,在日常生活中似無須計(jì)較,但從物理學(xué)的角度來看,卻有不妥,熱量是過程量,不是狀態(tài)量,不能像內(nèi)能那樣蘊(yùn)含在物體中,選項(xiàng)A錯(cuò);說法B與說法A存在相同的錯(cuò)誤,此外,物體的內(nèi)能與熱量之間,在數(shù)量上沒有必然聯(lián)系,選項(xiàng)B錯(cuò);兩物體之間熱量的流向只與它們的溫度有關(guān),與它們的內(nèi)能無關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò).培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、下列關(guān)于做功和熱傳遞的說法中正確的是()A.做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的B.做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的C.做功和熱傳遞是對同一過程中的兩種說法D.做功和熱傳遞是不可能同時(shí)發(fā)生的2、下圖事例中,利用熱傳遞改變物體內(nèi)能的是()3、如圖是重慶人喜歡吃的酸辣粉,下列分析正確的是()A.煮酸辣粉前,鍋中已沸騰的水溫度一直升高B.煮酸辣粉時(shí),通過做功改變了酸辣粉的內(nèi)能C.酸辣粉冒的“白氣”是由于水蒸氣升華形成的D.酸辣香味四溢是由于分子永不停息做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)4、(多選)如圖所示,向裝有少量水的燒瓶緩慢打氣,突然塞子跳起來,同時(shí)瓶內(nèi)出現(xiàn)了“白霧”,關(guān)于該現(xiàn)象說法正確的是()A.白霧是水蒸氣B.瓶內(nèi)氣體膨脹對外做功C.瓶內(nèi)氣體內(nèi)能減小D.瓶內(nèi)氣體溫度升高5、(多選)釀酒是人類神奇的發(fā)明,如圖是將谷物倒入鍋中熬制酒料的過程.下列說法正確的是()A.用火種引燃木柴的過程與鉆木取火的原理不相同B.灶臺(tái)下木柴燃燒的過程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能C.鍋能向酒料傳遞熱量,是因?yàn)殄伒臏囟雀哂诰屏系臏囟菵.熬制過程中需要不斷地?cái)嚢?,這是為了通過做功的方式增加物體內(nèi)能6、(多選)關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能,下列說法正確的是()A.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減少、溫度一定降低B.熱量都是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞C.把熱湯倒入碗中,碗變熱是通過熱傳遞的方式改變了它的內(nèi)能D.冰在熔化過程中,其內(nèi)能增加而溫度保持不變7、(多選)關(guān)于下面四幅圖的說法正確的是()A.甲圖:活塞壓縮空氣,硝化棉燃燒,此過程與熱機(jī)的壓縮沖程原理相同B.乙圖:瓶內(nèi)空氣推開瓶塞,內(nèi)能減少,瓶口出現(xiàn)的白霧是液化現(xiàn)象C.丙圖:抽出玻璃板,下瓶中出現(xiàn)紅棕色NO2氣體,表明氣體間可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象D.丁圖:懸掛重物不能把兩鉛塊分開,說明分子間存在引力,沒有斥力8、如圖所示,將冰塊放于單層的不銹鋼盆中,并加入適量的鹽,用筷子攪拌大約半分鐘,盆中冰與鹽水混合物的溫度低于0℃.將裝有西瓜汁的小塑料杯放在盆中的冰塊里,幾分鐘后西瓜汁變成了水果冰棍,這時(shí)觀察到盆外壁出現(xiàn)白霜.下列說法正確的是()A.西瓜汁變成了冰棍,屬于凝華B.西瓜汁變成冰棍的過程,內(nèi)能增加C.白霜是盆周圍的水蒸氣放熱形成的D.吃冰棍感覺涼爽,因?yàn)楸骱械臒崃可?、(多選)在下述各種現(xiàn)象中,不是由做功引起系統(tǒng)溫度變化的是()A.在陽光照射下,水的溫度升高B.用鐵錘不斷錘打鉛塊,鉛塊溫度會(huì)升高C.在爐火上燒水,水的溫度升高D.電視機(jī)工作一段時(shí)間,其內(nèi)部元件溫度升高10、一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程.設(shè)氣體分子間的勢能可忽略,則在此過程中()A.外界對氣體做功,氣體分子的平均動(dòng)能增加B.外界對氣體做功,氣體分子的平均動(dòng)能減少C.氣體對外界做功,氣體分子的平均動(dòng)能增加D.氣體對外界做功,氣體分子的平均動(dòng)能減少11、關(guān)于熱傳遞,下列說法中正確的是()A.熱傳遞的實(shí)質(zhì)是溫度的傳遞B.物體間存在著溫度差,才能發(fā)生熱傳遞C.熱傳遞可以在任何情況下進(jìn)行D.物體內(nèi)能發(fā)生改變,一定是吸收或放出了熱量12、(多選)用下述方法改變物體的內(nèi)能,屬于做功的方式是()A.用錘子打鐵時(shí),鐵塊發(fā)熱B.用磨刀石磨刀時(shí),刀發(fā)熱C.雙手互搓,手發(fā)熱D.用天然氣燒水13、在給自行車輪胎打氣時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)胎內(nèi)空氣溫度升高,這是因?yàn)?)A.胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)不斷增大,而容積不變B.輪胎從外界吸熱C.外界空氣溫度本來就高于胎內(nèi)氣體溫度D.打氣時(shí),外界不斷地對胎內(nèi)氣體做功14、(多選)一定質(zhì)量的氣體封閉在絕熱的汽缸內(nèi),當(dāng)用活塞壓縮氣體時(shí),一定增大的物理量有(不計(jì)氣體分子勢能)()A.氣體體積B.氣體分子密度C.氣體內(nèi)能D.氣體分子的平均動(dòng)能15、如圖所示為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖,M,N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體,M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng).設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換,在M向下滑動(dòng)的過程中()A.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能增大B.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能減小C.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能增大D.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減小16、如圖所示,絕熱容器中間用隔板隔開,左側(cè)裝有氣體,右側(cè)為真空.現(xiàn)將隔板抽掉,讓左側(cè)氣體自由膨脹到右側(cè)直至平衡,在此過程中()A.氣體對外界做功,溫度降低,內(nèi)能減少B.氣體對外界做功,溫度不變,內(nèi)能不變C.氣體不做功,溫度不變,內(nèi)能不變D.氣體不做功,溫度不變,內(nèi)能減少17、熱傳遞的規(guī)律是()A.熱量從內(nèi)能大的物體傳給內(nèi)能小的物體B.熱量從內(nèi)能較小的物體傳給內(nèi)能較大的物體C.熱量從溫度高的物體傳給溫度低的物體D.熱量從高溫內(nèi)能大的物體傳給低溫內(nèi)能小的物體18、在一個(gè)完全真空的絕熱容器中放入兩個(gè)物體,它們之間沒有發(fā)生熱傳遞,這是因?yàn)?)A.兩物體沒有接觸B.兩物體的溫度相同C.真空容器不能發(fā)生熱對流D.兩物體具有相同的內(nèi)能19、物體由大量分子組成,下列說法正確的是()A.分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大B.分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小C.物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)D.只有外界對物體做功才能增加物體的內(nèi)能20、如圖所示,A、B是兩個(gè)完全相同的球,分別浸沒在水和水銀的同一深度處,A、B兩球用同一種材料制成,當(dāng)溫度稍微升高時(shí),球的體積會(huì)明顯變大,如果開始水和水銀的溫度相同,且兩液體溫度同時(shí)緩慢升高到同一值,兩球膨脹后,體積相等,則()A.A球吸收的熱量較多B.B球吸收的熱量較多C.兩球吸收的熱量一樣多D.無法確定21、(多選)在外界不做功的情況下,物體的內(nèi)能增加了50J,下列說法中正確的是()A.一定是物體放出了50J的熱量B.一定是物體吸收了50J的熱量C.一定是物體分子動(dòng)能增加了50JD.物體的分子平均動(dòng)能可能不變22、如圖甲所示的容器中,A、B中各有一個(gè)可自由移動(dòng)的活塞,活塞下面是水,上面是大氣,大氣壓恒定,A、B的底部由帶閥門K的管道相連,整個(gè)裝置與外界絕熱.打開閥門前,A中水面比B中水面高,打開閥門后,A中的水逐漸向B中流,最后達(dá)到同一高度,在這個(gè)過程中()A.大氣壓力對水做功,水的內(nèi)能增加B.水克服大氣壓力做功,水的內(nèi)能減少C.大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能不變D.大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能增加二、填空題1、夏天,將厚衣物和樟腦丸裝入帶有排氣孔的塑料收納袋內(nèi),用抽氣筒向外抽氣,收納袋在________作用下體積縮小,抽氣時(shí),抽氣筒壁因摩擦而發(fā)熱,這是通過________的方式改變了它的內(nèi)能.冬天打開收納袋,會(huì)聞到樟腦的氣味,說明了分子_________________________________________.2、某同學(xué)做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn);先把空的燒瓶放入冰箱冷凍,一小時(shí)后取出燒瓶,并迅速把一個(gè)氣球緊密地套在瓶頸上,然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里,氣球逐漸膨脹起來,如圖所示.這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的__,溫度__,體積________.3、若只對一定質(zhì)量的理想氣體做1500J的功,可使其溫度升高5℃.若改成只用熱傳遞的方式,使氣體溫度同樣升高5℃,那么氣體吸收________J的熱量.如果對該氣體做了2000J的功,使其溫度升高了5℃,表明在該過程中,氣體還________(選填“吸收”或“放出”)熱量________J.
專題13-3內(nèi)能例1、【答案】D.【解析】本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都經(jīng)歷絕熱過程,內(nèi)能的改變?nèi)Q了做功的情況,對甲室內(nèi)的氣體,在拉桿緩慢向外拉的過程中,活塞左移,壓縮氣體,外界對甲室氣體做功,其內(nèi)能應(yīng)增大,對乙室內(nèi)的氣體,活塞左移,氣體膨脹,氣體對外界做功,內(nèi)能就減少,故D選項(xiàng)正確.例2、【答案】D.【解析】物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢能的總和,而要改變物體的內(nèi)能可以通過做功或熱傳遞兩種途徑,這三者的物理意義不同,A錯(cuò);熱量是表示在熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化多少的,而功也是量度用做功的方式來改變物體內(nèi)能多少的,B錯(cuò);三者單位都是焦耳,C錯(cuò);熱量和功是過程量,內(nèi)能是狀態(tài)量,D正確.例3、【答案】C.【解析】一切物體在任何溫度下都具有內(nèi)能,A錯(cuò)誤;熱量是過程量,不能說物體含有熱量,只能說吸收或放出多少熱量,B錯(cuò)誤;汽油機(jī)壓縮沖程中進(jìn)氣門和閉氣門關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),壓縮氣體使其內(nèi)能增加,該過程將活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,C正確;反復(fù)彎折鐵絲,鐵絲溫度升高,是通過做功的方式增加了鐵絲的內(nèi)能,D錯(cuò)誤.故選C.例4、【答案】B.【解析】水煎包“香氣四溢”,說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),①正確;水煎包能被煎成金黃色,是因?yàn)橛偷姆悬c(diǎn)比水的沸點(diǎn)高,②錯(cuò)誤;木柴燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,③正確;往熱鍋內(nèi)倒入水會(huì)產(chǎn)生大量的“白氣”,“白氣”是水蒸氣液化形成的,④錯(cuò)誤;鍋蓋不斷被水蒸氣頂起而發(fā)生“跳動(dòng)”,此時(shí)水蒸氣對鍋蓋做功,水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的機(jī)械能,⑤正確.綜合以上分析,①③⑤正確,B正確.故選B.例5、【答案】1200;放出;1000.【解析】做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上是等效的,因此物體用做功方式使溫度升高3℃,如用吸熱方式,也使溫度升高3℃應(yīng)吸收1200J的熱量.如對物體做功3000J,溫度升高5℃,而物體溫度升高5℃,需要的功或熱量應(yīng)為ΔE.1200J=cm×3℃,ΔE=cm×5℃,所以ΔE=2000J.Q=ΔE-W=-1000J,因此物體應(yīng)放出1000J的熱量.例6、【答案】D.【解析】選項(xiàng)A是一種很常見的說法,在日常生活中似無須計(jì)較,但從物理學(xué)的角度來看,卻有不妥,熱量是過程量,不是狀態(tài)量,不能像內(nèi)能那樣蘊(yùn)含在物體中,選項(xiàng)A錯(cuò);說法B與說法A存在相同的錯(cuò)誤,此外,物體的內(nèi)能與熱量之間,在數(shù)量上沒有必然聯(lián)系,選項(xiàng)B錯(cuò);兩物體之間熱量的流向只與它們的溫度有關(guān),與它們的內(nèi)能無關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò).培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、B解題指導(dǎo)做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,但本質(zhì)不同,做功是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或?qū)?nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量;熱傳遞是將一個(gè)物體的內(nèi)能傳遞給另一個(gè)物體,且做功和熱傳遞可以同時(shí)進(jìn)行.故正確選項(xiàng)為B.規(guī)律總結(jié)正確解答本題的關(guān)鍵是理解做功和熱傳遞的區(qū)別與聯(lián)系.做功過程涉及能量的轉(zhuǎn)化,必須通過宏觀的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn);熱傳遞過程只是能量的轉(zhuǎn)移,沒有能量形式的變化,其發(fā)生的唯一條件是溫度差.兩過程是各自獨(dú)立的,可以同時(shí)發(fā)生,也可以不同時(shí)發(fā)生.2、B【解析】晃動(dòng)試管,沙子溫度升高,是通過克服摩擦做功的方式改變物體內(nèi)能的,A錯(cuò)誤;燒水使水變熱,是通過熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能的,B正確;汽油機(jī)汽缸內(nèi)混合物被壓縮,溫度升高,是通過壓縮做功的方式改變物體內(nèi)能的,C錯(cuò)誤;摩擦使筆桿變熱,是通過克服摩擦做功的方式來改變物體內(nèi)能的,D錯(cuò)誤.故選B.3、D【解析】水沸騰時(shí),盡管繼續(xù)吸熱,但溫度保持不變,A錯(cuò)誤;煮酸辣粉時(shí),是通過熱傳遞的方式改變了酸辣粉的內(nèi)能,B錯(cuò)誤;酸辣粉冒的“白氣”是由于水蒸氣遏冷液化形成的,C錯(cuò)誤;酸辣香味四溢是氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象,是由于分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),D正確.故選D.4、BC【解析】白霧是水蒸氣對外做功,溫度降低液化形成的小水珠,A錯(cuò)誤;瓶內(nèi)氣體膨脹對外做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,它本身的內(nèi)能減小,溫度降低,B、C正確,D錯(cuò)誤.故選BC.5、AC【解析】用火種引燃木柴的過程是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能,鉆木取火是通過做功改變物體的內(nèi)能,它們的原理不相同,A正確;灶臺(tái)下木柴燃燒的過程,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能,B錯(cuò)誤;鍋能向酒料傳遞熱量,是因?yàn)殄伒臏囟雀哂诰屏系臏囟?,發(fā)生了熱傳遞,C正確;熬制過程中需要不斷地?cái)嚢?,這是為了使酒料均勻受熱,不是為了通過做功的方式增加物體內(nèi)能,D錯(cuò)誤.故選AC.6、CD【解析】物體放出熱量,內(nèi)能一定減小,溫度不一定降低,如晶體凝固時(shí),放出熱量,內(nèi)能減小,但溫度保持不變,A錯(cuò)誤;熱量都是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞,B錯(cuò)誤;碗變熱是通過熱傳遞的方式改變內(nèi)能的,C正確;冰是晶體,在熔化過程中吸收熱量,內(nèi)能增加而溫度保持不變,D正確.故選CD.7、AB【解析】活塞壓縮空氣對空氣做功,使氣體內(nèi)能增加,溫度上升使硝化棉燃燒,與壓縮沖程原理相同,A正確;瓶內(nèi)空氣推開活塞,內(nèi)能減少,溫度降低,瓶口的水蒸氣遇冷液化成白霧,B正確;二氧化氮?dú)怏w比空氣密度大,抽出玻璃板,下瓶出現(xiàn)紅棕色氣體的原因是擴(kuò)散現(xiàn)象還是由于重力作用無法判斷,C錯(cuò)誤;兩個(gè)鉛塊不能分開,說明分子間存在引力,不能說明分子間沒有斥力,D錯(cuò)誤.故選AB.8、C【解析】西瓜汁變成了冰棍,由液態(tài)變成固態(tài),是凝固現(xiàn)象,凝固過程放熱,內(nèi)能減小,A、B錯(cuò)誤;白霜是盆周圍的水蒸氣遇冷凝華形成的小冰晶,凝華過程放熱,C正確;吃冰棍感覺涼爽,是因?yàn)楸髟谌梭w內(nèi)熔化時(shí)吸收人體的熱量,使人體的溫度降低,所以會(huì)感覺到?jīng)鏊珼錯(cuò)誤.故選C.9、AC解析陽光照射下水溫升高是熱輻射使水的溫度升高,在爐火上燒水是熱傳導(dǎo)和對流使水的溫度升高,用鐵錘錘打鉛塊的過程,是做功的過程,鉛塊溫度升高,是由于外界做功引起的.電視機(jī)工作時(shí),電流通過各元件,電流做功使其溫度升高.可見A,C不是由做功引起溫度變化的,故選A、C.10、D解析絕熱膨脹過程是指氣體膨脹過程未發(fā)生熱傳遞,膨脹過程氣體體積增大,氣體對外界做功W<0.由ΔU=U2-U1=W可知,氣體內(nèi)能減?。捎跉怏w分子間的勢能忽略,故氣體分子的平均動(dòng)能減?。?1、B解析熱傳遞的實(shí)質(zhì)是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,故A錯(cuò);熱傳遞的條件是物體間存在溫度差,高溫物體放出熱量,低溫物體吸收熱量,若兩物體溫度相同,它們之間便不再發(fā)生熱傳遞,即達(dá)到了熱平衡,故B對、C錯(cuò);物體吸收或放出熱量,內(nèi)能會(huì)發(fā)生變化,但內(nèi)能變化不一定是熱傳遞引起的,還可以通過做功的方式實(shí)現(xiàn),故D錯(cuò).12、ABC解析A、B、C中的過程都是力對系統(tǒng)(鐵塊、刀、手)做功,內(nèi)能增加和溫度升高的過程.而D中的用天然氣燒水則是通過熱傳導(dǎo)和熱對流來實(shí)現(xiàn)水溫升高的.13、D解析給自行車輪胎打氣,人對胎內(nèi)氣體做功,氣體內(nèi)能增加,所以溫度升高.14、BCD解析絕熱過程外力對系統(tǒng)做功,內(nèi)能增加,溫度升高,分子平均動(dòng)能增加.15、A解析因?yàn)镸,N內(nèi)被封氣體體積減小,所以外界對氣體做功,又因氣體與外界沒有熱交換即絕熱過程,所以ΔU=W,且ΔU>0,氣體內(nèi)能增加,A正確.16、C解析氣體向真空膨脹,不做功;此為絕熱容器,無熱傳遞,Q=0.17、C解析自發(fā)的熱傳遞的方向是從溫度高的物體傳給溫度低的物體,與物體的內(nèi)能大小無關(guān).18、B解析發(fā)生熱傳遞的條件是有溫度差,而與物體內(nèi)能的多少、是否接觸周圍的環(huán)境(是否真空)無關(guān),故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤.19、C解析分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子的平均動(dòng)能越大,但不一定是每個(gè)分子的動(dòng)能都大,故A錯(cuò);分子間的引力和斥力都是隨著分子間距離的減小而增大,故B錯(cuò);物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、物態(tài)、體積及溫度決定,即所有分子動(dòng)能和分子勢能之和,故C正確;物體內(nèi)能的變化由做功和熱傳遞共同決定,故D錯(cuò).20、B解析A、B兩球升高同樣的溫度,體積變化又相同,則二者內(nèi)能的變化相同,而B球是處在水銀中的,B球膨脹時(shí)受到的壓力大,對外做功多,因此B球吸收熱量較多一些.21、BD解析在外界不做功的情況下,內(nèi)能的改變量等于傳遞的熱量,內(nèi)能增加,一定是吸收了相等能量的熱量,故A錯(cuò)、B對;物體內(nèi)能包括所有分子的動(dòng)能和勢能,內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動(dòng)能、分子勢能共同決定,所以內(nèi)能增加了50J并不一定是分子動(dòng)能增加了50J.物體的分子平均動(dòng)能有可能不變,這時(shí)吸收的50J熱量全部用來增加分子勢能.22、D解析打開閥門K穩(wěn)定后,容器A、B中的水面相平,相當(dāng)于題圖乙中畫斜線部分的水從A移到B,這部分水的重力勢能減少了,即重力對水做了功,同時(shí)大氣壓力對A容器中的水做正功為p0SAhA,對B容器中的水做負(fù)功為p0SBhB,因?yàn)閮刹糠炙捏w積相等,所以大氣壓力對水做的總功為零.由于容器絕熱,系統(tǒng)與外界之間沒有熱交換,而重力對系統(tǒng)做正功,故水的內(nèi)能增加.二、填空題1、大氣壓做功在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)【解析】在沒用抽氣筒抽氣時(shí),袋內(nèi)外大氣壓相等,當(dāng)用抽氣筒抽氣時(shí),袋內(nèi)氣壓變小,而袋外大氣壓不變,產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的壓強(qiáng)差,所以收納袋在大氣壓作用下體積縮?。怀闅鈺r(shí),抽氣筒內(nèi)的活塞與筒臂發(fā)生摩擦,活塞克服摩擦做功,內(nèi)能增大,溫度升高而發(fā)熱;聞到樟腦的氣味,說明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),分子發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象.2、熱量升高增大解析燒瓶和燒瓶內(nèi)的氣體要從熱水杯中吸收水的熱量,溫度升高,體積增大.3、1500放出500解析做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,且是等效的.專題14-1比熱容、熱值知識·解讀一、比熱容1、定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時(shí)所吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比,用符號c表示.2、物理意義:表示物質(zhì)吸熱或放熱能力強(qiáng)弱的物理量.3、單位及符號:單位是焦每千克攝氏度,符號是J/(kg·℃)4、理解:(1)比熱容是物質(zhì)的一種特性,只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度等無關(guān).(2)質(zhì)量相同的不同物質(zhì),當(dāng)吸收或放出相同熱量時(shí),比熱容大的物質(zhì)溫度變化較小.(3)質(zhì)量相同的不同物質(zhì),當(dāng)溫度的變化量相同時(shí),比熱容大的物質(zhì)吸收或放出的熱量多.5、水的比熱容大的應(yīng)用:調(diào)節(jié)氣溫(人工湖)、取暖(水做傳熱介質(zhì))、作冷卻劑等.二、熱量的計(jì)算:Q=cmΔt(1)吸熱公式:Q吸=cm(t末-t初);(2)放熱公式:Q放=cm(t初-t末)三、燃料的熱值1、定義:某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量(或體積)之比,用符號q表示.2、物理意義:熱值在數(shù)值上等于1kg(或m3)某種燃料完全燃燒放出的熱量.3、特點(diǎn):熱值是燃料的一種屬性.與其形狀、體積、質(zhì)量、是否充分燃燒無關(guān),只與燃料的種類有關(guān).4、利用熱值計(jì)算熱量(1)Q=mq;適用范圍:固體,液體;q的單位是J/kg.(2)Q=qV;適用范圍:氣體;q的單位是J/m3.典例·解讀類型一、比熱容大小判斷例1、兩個(gè)相同的容器分別裝滿了質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體。用同一熱源分別加熱,液體溫度與加熱時(shí)間關(guān)系如圖所示,則下列說法正確的是()A.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容B.如果升高相同的溫度,兩液體吸收的熱量相同C.加熱相同的時(shí)間,甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量D.加熱相同的時(shí)間,甲液體比乙液體溫度升高得多【【答案】D.【解析】同一熱源分別加熱,加熱相同的時(shí)間,則兩種液體吸收的熱量相同,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由題中圖象可以看出,加熱相同的時(shí)間(圖象橫坐標(biāo)相同)甲液體溫度的升高(縱坐標(biāo))比乙多,故選項(xiàng)D正確;如果升高相同的溫度(圖象縱坐標(biāo)相同),液體吸收的熱量即加熱時(shí)間(橫坐標(biāo))乙比甲多,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)比熱容公式c=eq\f(Q,mΔt)知,在質(zhì)量m和溫度變化Δt相同的情況下,吸收熱量多的比熱容c就大,所以乙液體的比熱容大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。例2、有兩只溫度和質(zhì)量都相同的金屬球A和金屬球B,先將球A放入盛有熱水的杯中,熱平衡后水的溫度降低了3℃;把球A取出,再將球B放這個(gè)杯中,熱平衡后,水的溫度又降低了3℃,則球A和球B的比熱容大小關(guān)系為()A、球A大B、球B大C、一樣大D、無法確定【【答案】B.【解析】可設(shè)球A和球B的質(zhì)量為m,初溫為t,比熱容分別為cA、cB,水的質(zhì)量為m水,初溫為t0.若將A放入水中,A吸熱,水放熱,熱平衡后,設(shè)混合溫度為t1,依據(jù)Q吸=Q放,有cAm(t1-t)=c水m水(t0-t1);若將A取出,再講B放入,B吸熱,水放熱,設(shè)熱平衡后混合溫度為t2,則:cBm(t2-t)=c水m水(t1-t2);∵t0-t1=t1-t2=3℃,又∵cAm(t1-t)=cBm(t2-t),且t1>t2,∴(t1-t)>(t2-t),故cA<cB.類型二、公式Q=cmΔt的應(yīng)用條件例3、一塊0℃的冰熔化成0℃的水,它的吸放熱情況是()A、吸熱B、放熱C、既不吸熱也不放熱D、不能確定【【答案】A.【解析】錯(cuò)解:C錯(cuò)因:公式Q=cmΔt只適用于物態(tài)不發(fā)生變化的情況下計(jì)算物體的吸熱、放熱的數(shù)值,對于物態(tài)變化(固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)、液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài))及氣體吸放熱情況下均不適用。0℃的冰熔化成0℃的水屬于晶體的熔化,在此過程中盡管溫度不變,但晶體需要從外界吸收熱量,故正確的選項(xiàng)是A。類型三、熱平衡方程的應(yīng)用例4、(多選)一銅塊和一鐵塊,質(zhì)量相等,銅塊的溫度T1,比鐵塊的溫度T2高,當(dāng)它們接觸在一起時(shí),如果不和外界交換能量,則()A.從兩者開始接觸到熱平衡的整個(gè)過程中,銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量B.在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時(shí)間內(nèi),銅塊內(nèi)能減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量C.達(dá)到熱平衡時(shí),銅塊的溫度T=eq\f(T1+T2,2)D.達(dá)到熱平衡時(shí),兩者的溫度相等【【答案】AD.【解析】一個(gè)系統(tǒng)在熱交換的過程中,如果不與外界發(fā)生熱交換,溫度高的物體放出的熱量等于溫度低的物體吸收的熱量,直到溫度相等,不再發(fā)生熱交換為止,而熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能的變化量,所以選項(xiàng)A和D都正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)熱平衡方程c銅m(T1-T)=c鐵m(T-T2),解得T=eq\f(c銅T1+c鐵T2,c銅+c鐵),由此可知選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的.類型四、混合物的比熱容例5、工業(yè)生產(chǎn)中,經(jīng)常需制取各種合金,對合金的性質(zhì)包括比熱容,生產(chǎn)者是需要了解的。某廠在試制某合金時(shí),把200g錫與100g鉛混合,形成錫鉛合金.錫的比熱容是0.21×103J/(kg·℃),鉛的比熱容是0.13×103J/(kg.℃),則這種合金的比熱容應(yīng)為()A、0.18×103J/(kg·℃)B、0.17×103J/(kg·℃)C、0.21×103J/(kg·℃)D、0.13×103J/(kg·℃)【【答案】A.【解析】設(shè)錫的質(zhì)量為m1,比熱容為c1,鉛的質(zhì)量為m2,比熱容為c2,當(dāng)它的溫度升高Δt時(shí),各自需要吸熱為:Q1=c1m1Δt;Q2=c2m2Δt;混合后錫鉛合金的質(zhì)量M=m1+m2,比熱容為c,則此合金溫度升高Δt,它需要吸熱:Q=cMΔt,依題意,錫鉛在混合前后升高相同溫度時(shí)吸收的熱量不發(fā)生變化,∴有:Q=Q1+Q2即:cMΔt=c1m1Δt+c2m2Δt==186J/(Kg·℃).類型五、利用比熱容解釋相關(guān)現(xiàn)象例6、水具有比熱容大的特點(diǎn),下列現(xiàn)象及應(yīng)用與此特點(diǎn)無關(guān)的是()A、海陸風(fēng)的形成B、夏天在教室地面上灑水,感覺變涼爽C、冬天的暖氣設(shè)備用熱水供暖D、用水來冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī)【【答案】B.【解析】A、因?yàn)樗谋葻崛荼饶嗤?、沙石的比熱容大,白天,太陽照射下海岸和海水吸收相同的熱量,海水溫度上升慢;海岸吸熱后,溫度上升快,熱空氣上升,微風(fēng)從海洋吹向陸地,形成海風(fēng);而夜晚,海岸和海水放出相同的熱量,但水的比熱容大,海水溫度降低得少,海面氣溫較高,空氣上升,風(fēng)就從陸地吹向海上,形成陸風(fēng),該選項(xiàng)利用水的比熱容最大,故不符合題意;B、夏天在教室地面上灑水,室內(nèi)增加了一盆水后,增大了水的表面積,可以加快水的蒸發(fā)增加空氣的濕度,故該選項(xiàng)與水的比熱容大是無關(guān)的,故該選項(xiàng)符合題意;增加空氣的濕度,故該選項(xiàng)與水的比熱容大是無關(guān)的,故該選項(xiàng)符合題意;C、因?yàn)樗谋葻崛葺^大,降低相同的溫度,水放出的熱量多,所以冬天供暖系統(tǒng)使用熱水循環(huán)供暖,故與水的比熱容最大有關(guān),故不符合題意;D、因?yàn)樗谋葻崛葺^大,升高相同的溫度,水吸收的熱量多,所以用水做內(nèi)燃機(jī)的冷卻液,與水的比熱容最大有關(guān),故不符合題意.總結(jié)總結(jié):水的比熱容的應(yīng)用一、冷卻或取暖:由于水的比熱容比較大,在一般情況下,一定質(zhì)量的水升高(或降低)一定的溫度而吸收(或放出)的熱量比相同質(zhì)量的其他物質(zhì)升高(或降低)相同的溫度而吸收(或放出)的熱量多,所以我們利用水作冷卻劑或取暖,做冷卻劑時(shí),是讓水吸收更多的熱量;用來取暖時(shí),是讓水放出更多的熱量。二、調(diào)節(jié)氣候:夏天,太陽照在海面上,海水在溫度升高的過程中吸收大量的熱量,所以住在海邊的人們并不覺得特別熱;冬天,氣溫降低了,海水由于溫度降低而放出大量的熱量,使沿海氣溫不致降得太低,所以住在海邊的人們又不覺得特別冷。類型六、熱值和熱量綜合計(jì)算題例7、已知天然氣的熱值為4×107J/m3,完全燃燒0.05m3天然氣可以放出____J的熱量,這些熱量若只有42%被水吸收,則可以使常溫下5kg的水溫度上升________℃?!菜谋葻崛轂?.2×103J/(kg·℃)〕【答案【答案】2×106;40.【解析】根據(jù)氣體燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量的計(jì)算公式有:Q放=Vq=0.05m3×4×107J/m3=2×106J,Q放=42%Q吸=42%×2×106J=8.4×105J再根據(jù)Q吸=cmΔt得,Δt=eq\f(Q吸,cm)=eq\f(8.4×105J,4.2×103J/(kg·℃)×5kg)=40℃。類型七、溫度變化計(jì)算例8、將一杯熱水倒入容器內(nèi)的冷水中,冷水溫度升高10℃,又向容器內(nèi)倒入同樣一杯熱水,冷水溫度又升高6℃,若再向容器內(nèi)倒入同樣一杯熱水,則冷水溫度將再升高(不計(jì)熱損失)()A、4.5℃B、4℃C、3.5℃D、3℃【【答案】B.【解析】設(shè)熱水和冷水的溫度差為t,∵質(zhì)量為m0的一小杯熱水倒入盛有質(zhì)量為m的冷水的保溫容器中,度使得冷水溫度升高了10℃,∴Q吸=Q放,從而可知,cm0(t-t0)=cm×10℃,①又向保溫容器中倒入一小杯同質(zhì)知量為m0同溫度的熱水,水溫又上升了6℃,Q吸=Q放,從而可知,cm0(t-10℃-6℃)=c(m+m0)×6℃,②則則①-②得:6℃×cm0=10℃×cm-6℃×cm-6℃×cm0,整理得:12℃×cm0=4℃×cm,解得:m=3m0;代入①式可得,t=40℃;假設(shè)我們將全部熱水一次性注入,則由熱平衡方程可知:3m0c(40℃-△t)=mc△t,m=3m0;聯(lián)立兩式解得:△t=20℃;則注入后3杯水后,水溫還會(huì)上升:20℃-10℃-6℃=4℃.類型八、比熱容相關(guān)計(jì)算例8、“米線”是一種特色小吃。端上餐桌的有:一碗熱湯,上面浮著一層油、一碟切成薄片的鮮肉、一碗已煮熟的米線。食客先把肉片放進(jìn)湯內(nèi),稍候再加入米線?,F(xiàn)有以下資料:湯的初溫97°C,比熱容4.2×103J/(kg·℃);肉片的質(zhì)量為0.2kg,初溫22℃,比熱容3.5×l03J/(kg·℃)?;诮】稻壒?,肉片必須至少在大于80℃的湯中保持2min,在這2min時(shí)間里,由于向外界散熱整體溫度將下降約2℃。問:(1)碗中油層的作用是什么?(2)為實(shí)現(xiàn)上述的溫度要求,碗中湯的質(zhì)量多少應(yīng)滿足什么條件?【【答案】0.67kg.【解析】(1)減慢蒸發(fā),從而減慢熱量損失。(2)因?yàn)槿馄仨氈辽僭诖笥?0℃的湯中保持2min,在此期間,整體溫度將下降約2℃,所以湯和肉混合后的溫度至少為t=82℃.根據(jù)Q吸=Q放以及Q=cm△t可得c肉m肉(t-t肉)=c湯m湯(t湯-t)至少需要湯的質(zhì)量m湯==kg=0.67kg。類型九、熱值的理解例9、關(guān)于燃料的熱值,下列說法正確的是()A、燃料的熱值與燃料的燃燒情況有關(guān)B、容易燃燒的燃料熱值一定大C、煤的熱值比干木柴的大,煤燃燒放出的熱量比干木柴放出的熱量多D、0.5kg煤油和1.5kg煤油的熱值一樣大【【答案】D.【解析】本題考查對燃料熱值的理解。燃料的熱值只與燃料的種類有關(guān),與燃料的燃燒情況無關(guān),與燃料是否容易燃燒無關(guān),故A、B錯(cuò)誤;燃料燃燒放出的熱量與是否完全燃燒、燃料的熱值和質(zhì)量都有關(guān)系,因此熱值大的燃料不一定放出的熱量多,故C錯(cuò)誤;燃料的熱值與燃料的質(zhì)量無關(guān),0.5kg煤油和1.5kg煤油的熱值一樣大,故D正確培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、烈日炎炎的夏季,白天海灘上的沙子熱得燙腳,海水卻很涼爽;傍晚,沙子很快涼了,但海水卻仍然暖暖的.同樣的日照條件下,沙子和海水的溫度不一樣的原因是()A.沙子的密度比海水的密度大B.沙子的比熱容比海水的比熱容大C.沙子的比熱容比海水的比熱容小D.沙子的質(zhì)量比海水小2、有兩只溫度和質(zhì)量都相同的金屬球A和金屬球B,先將球A放入盛有熱水的杯中,熱平衡后水的溫度降低了30℃;把球A取出,再將球B放這個(gè)杯中,熱平衡后,水的溫度又降低了10℃,則球A和球B的比熱容大小關(guān)系為()A.球A大B.球B大C.一樣大D.無法確定3、兩個(gè)質(zhì)量相同的不同物質(zhì),吸收相同的熱量,下列說法中正確的是()A.比熱容大的物質(zhì)升高溫度較小B.比熱容小的物質(zhì)升高溫度較小C.比熱容大的物質(zhì)升高溫度較大D.升高溫度相同,與比熱容大小無關(guān)4、甲、乙兩杯水的溫度分別為20℃和60℃,下列說法正確的是()A.甲杯中水的內(nèi)能一定比乙杯中的小B.甲杯中水的溫度升高,其內(nèi)能一定增大C.甲杯中的水分子運(yùn)動(dòng)一定比乙杯中的劇烈D.要使甲杯中水的溫度升高,只有加熱才能做到5、下列說法正確的是()A.兩物體溫度相同,內(nèi)能一定相同B.兩物體相比,分子動(dòng)能越大的物體,其內(nèi)能越大C.甲物體傳遞了熱量給乙物體,說明甲物體內(nèi)能大D.擴(kuò)散現(xiàn)象中,分子可以從低溫物體運(yùn)動(dòng)到高溫物體6、下表列出一些物質(zhì)的比熱容,根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列判斷正確的是()物質(zhì)水煤油冰鋁銅比熱容/(J·kg-1·℃-1)4.2×1032.1×1032.1×1030.88×1030.39×103A.不同物質(zhì)的比熱容一定不同B.物質(zhì)的物態(tài)發(fā)生變化,比熱容不變C.質(zhì)量相等的鋁和銅升高相同的溫度,鋁吸收的熱量更多D.質(zhì)量相等的水和煤油吸收相同的熱量,水升高的溫度更多7、下列說法正確的是()A、物體發(fā)生物態(tài)變化都吸熱B、熱量總是自發(fā)從高溫物體傳給低溫物體C、物體的比熱容與質(zhì)量有關(guān)D、溫度高的物體內(nèi)能大8、質(zhì)量相等的水、鋁塊、銅塊和水銀(c水>c鋁>c銅>c水銀),它們的溫度分別從20℃降低到10℃,放出熱量最多的是()A、水B、鋁塊C、銅塊D、水銀9、甲、乙兩物體吸收的熱量之比為3:1,已知甲的質(zhì)量是乙的2倍,甲升高的溫度是乙的,則甲、乙兩物體的比熱之比為()A、9:2B、2:9C、1:2D、2:110、甲物體的質(zhì)量是乙物體質(zhì)量的4倍,當(dāng)甲的溫度從20℃升高到70℃,乙的溫度從40℃升高到60℃時(shí),甲乙兩物體吸收的熱量之比為5:1則甲的比熱容與乙的比熱容之比是多少()A、5:2B、7:5C、1:2D、2:711、質(zhì)量相等的28℃、100℃的水分別裝在甲、乙兩容器中,現(xiàn)將一個(gè)溫度為100℃的金屬球放入甲容器中,達(dá)到溫度相同時(shí),甲容器中水溫升高到40℃,然后迅速取出金屬球放入乙容器中,再次達(dá)到溫度相同時(shí),乙容器中水溫是(設(shè)不計(jì)熱量損失和水的質(zhì)量損失)()A、60℃B、70℃C、88℃D、90℃12、冷水的質(zhì)量為m,溫度為t1,吸收一定熱量后,溫度升高到t;另有質(zhì)量為2m的熱水,放出同樣多的熱量后,溫度也降到t,那么熱水原來的溫度為()A、B、C、D、13、將質(zhì)量相等、溫度相同的AB兩物體,分別放入質(zhì)量相等、初溫相同的甲、乙水中后,甲杯中水溫升高30℃,乙杯中水溫升高15℃,則AB兩物質(zhì)比熱容關(guān)系是()A、cA=2cBB、cA<2cBC、cA>2cBD、無法判斷14、甲、乙兩塊質(zhì)量相同的不同金屬,在沸水里加熱一段時(shí)間.先取出甲決投入一杯冷水里,當(dāng)達(dá)到熱平衡后,水溫升高20℃.再取出甲塊,立即將乙塊從沸水中取出投入這杯水中,再次達(dá)到熱平衡,水溫又升高20℃.若不計(jì)熱的損失,則由此可判斷()A、甲的比熱容比乙大B、甲的比熱容比乙小C、甲的比熱容跟乙相等D、無法確定比熱容大小15、質(zhì)量為3kg,比熱容為0.8×103J/(kg?℃)的金屬甲與質(zhì)量為7kg,比熱容為0.4×103J/(kg?℃)的金屬乙冶煉成合金后,其合金的比熱容為(
)A、0.52×104J/(kg?℃)B、0.52×103J/(kg?℃)C、0.63×104J/(kg?℃)D、0.63×103J/(kg?℃)16、干燥的泥土比熱容為0.84×103J/(Kg?℃),受潮含有水分后,其比熱容為1.26×103J/(Kg?℃).則這堆泥土所含水分的百分比是()A、10%B、12.5%C、33%D、50%17、(多選)用相同的電加熱器分別對質(zhì)量相等的A和B兩種液體加熱(不計(jì)熱量損失),如圖是液體A和B的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖像.下列說法正確的是()A.A的比熱容與B的比熱容之比為2∶1B.A的比熱容與B的比熱容之比為2∶3C.都加熱t(yī)1時(shí)間,B吸收的熱量與A吸收的熱量相等D.A和B升高相同的溫度,B吸收的熱量較多18、將一杯熱水倒入容器內(nèi)的冷水中,冷水溫度升高10%,又向容器內(nèi)倒入同樣一杯熱水,冷水溫度又升高6℃,若再向容器內(nèi)倒入同樣一杯熱水,則冷水溫度將再升高(不計(jì)熱損失)()A、4.5℃B、4℃C、3.5℃D、3℃二、填空題1、把質(zhì)量為2kg,溫度為25℃的水加熱到75℃,水吸收的熱量為________J,這些熱量相當(dāng)于完全燃燒________m3的天然氣所放出的熱量.[c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然氣=4.2×107J/m3].2、我們每天都在產(chǎn)生大量垃圾,合理分類和利用垃圾是我們面臨的一個(gè)重大課題.某垃圾處理廠處理垃圾時(shí)提煉出了200kg燃料油,若燃料油的熱值為4.0×107J/kg,則這些燃料油完全燃燒放出的熱量為________J,燃料油燃燒時(shí)發(fā)熱,燃料油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為________能.3、北京大興國際機(jī)場的“地源熱泵工程”,利用的是地下淺層地?zé)豳Y源向室內(nèi)供熱,每年節(jié)省天然氣近2×107m3.若這些天然氣完全燃燒,放出的熱量為________J,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可以將________kg初溫為20℃的水加熱至沸騰.(q天然氣=4×107J/m3,最后一空保留2位有效數(shù)字)。4、因?yàn)榄h(huán)境污染,北極的冰山上常年沉積著灰塵,使冰山表面吸收了更多太陽光,加速了冰山的熔化。假設(shè)覆蓋著灰塵的冰山上表面每單位時(shí)間單位面積所吸收的太陽光為98瓦/米2(此數(shù)據(jù)已將太陽光白天和黑夜的不同日照量平均計(jì)算在內(nèi))。若有厚度為30米的冰山,如圖所示,則僅靠陽光的暴曬,在0℃的海水中,需要約___________天才能將此冰山熔化。三、作圖與計(jì)算題1、兩個(gè)相同的容器中分別裝有質(zhì)量和初溫均相同的甲、乙兩種晶體,用相同的加熱器同時(shí)對它們加熱.甲從開始加熱至熔化一段時(shí)間,溫度隨時(shí)間變化的圖像如右圖所示,若乙的比熱容和熔點(diǎn)均小于甲,請?jiān)谟覉D中畫出晶體乙在相同過程中,溫度隨時(shí)間變化的大致圖像.2、太陽能是21世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)利用的能源之一,如今太陽能熱水器已走進(jìn)了千家萬戶.如圖所示,某家庭太陽能熱水器接收太陽能總有效面積為2m2,1m2面積上1h接收到的太陽能平均為2.52×106J,若陽光照射該熱水器5h,可以使質(zhì)量為80kg的水溫度升高30℃.[c水=4.2×103J/(kg·℃),q干木柴=1.2×107J/kg].求:(1)水吸收的熱量;(2)若這些水吸收的熱量全部由燃燒干木柴提供,需要完全燃燒多少千克干木柴(假設(shè)干木柴完全燃燒放出的熱量全部被水吸收);(3)該太陽能熱水器的效率及開發(fā)利用太陽能的優(yōu)點(diǎn).3、一定氣壓下,某種晶體熔化成同溫度液體時(shí)所吸收的熱量與其質(zhì)量之比叫該晶體的熔化熱,用字母λ表示.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,用一個(gè)熱效率為40%的酒精爐為熱源,將500g初溫為0℃的冰全部熔化為0℃的水,共燃燒了14g酒精,酒精的熱值為3×107J/kg.求:(1)冰熔化過程中吸收的熱量;(2)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔化熱λ冰.4、太陽是離地球最近的一顆恒星,由于其內(nèi)部深處的極高溫度(約2×107℃)和極高壓強(qiáng)(約2×1016Pa),使原子的熱核反應(yīng)得以不斷進(jìn)行,從而通過太陽表面以光的形式向宇宙空間輻射出巨大的能量,這就是太陽能.(1)我國幅員遼闊,日照充足,一年可獲得的太陽能約為3.6×1022J,這些太陽能相當(dāng)于多少噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒釋放的能量?(q煤=3×107J/kg)(2)利用太陽能的一種方式是用集熱器把水加熱.某太陽能集熱器把質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水加熱到80℃,水吸收的熱量是多少?(3)如果這些水吸收的熱量改用額定功率為3000W的電熱水器來提供,電熱水器需正常工作多長時(shí)間?(假設(shè)加熱過程中消耗的電能全部被水吸收)[c水=4.2×103J/(kg·℃)]5、我國南海海底蘊(yùn)藏著一種神秘的冰晶體——“可燃冰”,它具有熱值大、儲(chǔ)量多、能直接點(diǎn)燃等特點(diǎn).1m3“可燃冰”在常溫常壓下可釋放出164m3的天然氣,完全燃燒后只剩下二氧化碳和水,幾乎不會(huì)造成任何污染.(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))(1)求10-3m3可燃冰完全燃燒釋放的熱量;(2)如果這些熱量80%被水吸收,可使多少千克的水從20℃升高到70℃?(3)一輛以天然氣為燃料的出租車,在平直公路上勻速行駛時(shí)所需牽引力為900N,發(fā)動(dòng)機(jī)效率為30%,假設(shè)用“可燃冰”替代天然氣后,其他條件不發(fā)生變化.求10-3m3的“可燃冰”能使這輛車行駛多少千米.[q天然氣=4×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]6、民航客機(jī)在飛行過程中,飛行高度可達(dá)1Okm左右,在這種情況下,飛機(jī)外部的氣溫可達(dá)-60℃左右,氣壓也低至26~28kPa。但是座艙內(nèi)卻是溫暖如春,氣壓和地面大氣壓相近。請應(yīng)用物理知識分析飛機(jī)座艙內(nèi)是如何獲得如此舒適環(huán)境的。7、在近地的高空中,雨滴幾乎是勻速下落的,設(shè)在此過程中所產(chǎn)生的熱量有30%被雨滴吸收,求雨滴在近地下落40m前、后的溫度差?(g取10N/Kg)
專題14-1比熱容、熱值知識·解讀一、比熱容1、定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時(shí)所吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比,用符號c表示.2、物理意義:表示物質(zhì)吸熱或放熱能力強(qiáng)弱的物理量.3、單位及符號:單位是焦每千克攝氏度,符號是J/(kg·℃)4、理解:(1)比熱容是物質(zhì)的一種特性,只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度等無關(guān).(2)質(zhì)量相同的不同物質(zhì),當(dāng)吸收或放出相同熱量時(shí),比熱容大的物質(zhì)溫度變化較小.(3)質(zhì)量相同的不同物質(zhì),當(dāng)溫度的變化量相同時(shí),比熱容大的物質(zhì)吸收或放出的熱量多.5、水的比熱容大的應(yīng)用:調(diào)節(jié)氣溫(人工湖)、取暖(水做傳熱介質(zhì))、作冷卻劑等.二、熱量的計(jì)算:Q=cmΔt(1)吸熱公式:Q吸=cm(t末-t初);(2)放熱公式:Q放=cm(t初-t末)三、燃料的熱值1、定義:某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量(或體積)之比,用符號q表示.2、物理意義:熱值在數(shù)值上等于1kg(或m3)某種燃料完全燃燒放出的熱量.3、特點(diǎn):熱值是燃料的一種屬性.與其形狀、體積、質(zhì)量、是否充分燃燒無關(guān),只與燃料的種類有關(guān).4、利用熱值計(jì)算熱量(1)Q=mq;適用范圍:固體,液體;q的單位是J/kg.(2)Q=qV;適用范圍:氣體;q的單位是J/m3.典例·解讀類型一、比熱容大小判斷例1、兩個(gè)相同的容器分別裝滿了質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體。用同一熱源分別加熱,液體溫度與加熱時(shí)間關(guān)系如圖所示,則下列說法正確的是()A.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容B.如果升高相同的溫度,兩液體吸收的熱量相同C.加熱相同的時(shí)間,甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量D.加熱相同的時(shí)間,甲液體比乙液體溫度升高得多【【答案】D.【解析】同一熱源分別加熱,加熱相同的時(shí)間,則兩種液體吸收的熱量相同,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由題中圖象可以看出,加熱相同的時(shí)間(圖象橫坐標(biāo)相同)甲液體溫度的升高(縱坐標(biāo))比乙多,故選項(xiàng)D正確;如果升高相同的溫度(圖象縱坐標(biāo)相同),液體吸收的熱量即加熱時(shí)間(橫坐標(biāo))乙比甲多,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)比熱容公式c=eq\f(Q,mΔt)知,在質(zhì)量m和溫度變化Δt相同的情況下,吸收熱量多的比熱容c就大,所以乙液體的比熱容大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。例2、有兩只溫度和質(zhì)量都相同的金屬球A和金屬球B,先將球A放入盛有熱水的杯中,熱平衡后水的溫度降低了3℃;把球A取出,再將球B放這個(gè)杯中,熱平衡后,水的溫度又降低了3℃,則球A和球B的比熱容大小關(guān)系為()A、球A大B、球B大C、一樣大D、無法確定【【答案】B.【解析】可設(shè)球A和球B的質(zhì)量為m,初溫為t,比熱容分別為cA、cB,水的質(zhì)量為m水,初溫為t0.若將A放入水中,A吸熱,水放熱,熱平衡后,設(shè)混合溫度為t1,依據(jù)Q吸=Q放,有cAm(t1-t)=c水m水(t0-t1);若將A取出,再講B放入,B吸熱,水放熱,設(shè)熱平衡后混合溫度為t2,則:cBm(t2-t)=c水m水(t1-t2);∵t0-t1=t1-t2=3℃,又∵cAm(t1-t)=cBm(t2-t),且t1>t2,∴(t1-t)>(t2-t),故cA<cB.類型二、公式Q=cmΔt的應(yīng)用條件例3、一塊0℃的冰熔化成0℃的水,它的吸放熱情況是()A、吸熱B、放熱C、既不吸熱也不放熱D、不能確定【【答案】A.【解析】錯(cuò)解:C錯(cuò)因:公式Q=cmΔt只適用于物態(tài)不發(fā)生變化的情況下計(jì)算物體的吸熱、放熱的數(shù)值,對于物態(tài)變化(固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)、液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài))及氣體吸放熱情況下均不適用。0℃的冰熔化成0℃的水屬于晶體的熔化,在此過程中盡管溫度不變,但晶體需要從外界吸收熱量,故正確的選項(xiàng)是A。類型三、熱平衡方程的應(yīng)用例4、(多選)一銅塊和一鐵塊,質(zhì)量相等,銅塊的溫度T1,比鐵塊的溫度T2高,當(dāng)它們接觸在一起時(shí),如果不和外界交換能量,則()A.從兩者開始接觸到熱平衡的整個(gè)過程中,銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量B.在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時(shí)間內(nèi),銅塊內(nèi)能減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量C.達(dá)到熱平衡時(shí),銅塊的溫度T=eq\f(T1+T2,2)D.達(dá)到熱平衡時(shí),兩者的溫度相等【【答案】AD.【解析】一個(gè)系統(tǒng)在熱交換的過程中,如果不與外界發(fā)生熱交換,溫度高的物體放出的熱量等于溫度低的物體吸收的熱量,直到溫度相等,不再發(fā)生熱交換為止,而熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能的變化量,所以選項(xiàng)A和D都正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)熱平衡方程c銅m(T1-T)=c鐵m(T-T2),解得T=eq\f(c銅T1+c鐵T2,c銅+c鐵),由此可知選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的.類型四、混合物的比熱容例5、工業(yè)生產(chǎn)中,經(jīng)常需制取各種合金,對合金的性質(zhì)包括比熱容,生產(chǎn)者是需要了解的。某廠在試制某合金時(shí),把200g錫與100g鉛混合,形成錫鉛合金.錫的比熱容是0.21×103J/(kg·℃),鉛的比熱容是0.13×103J/(kg.℃),則這種合金的比熱容應(yīng)為()A、0.18×103J/(kg·℃)B、0.17×103J/(kg·℃)C、
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