物体的内能辅导班讲义

物体的内能

一、分子热运动

分子运动理论的基本内容：

物质是由分子和原子组成的；

分子不停地做无规则运动；

分子间存在相互作用的引力和斥力。

二、内能的概念：

1、内能：物体内部所有分子由于热运动而具有的动能，以及分子之间势能的总和叫 做物体的内能。

2、物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存 在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。

3、影响物体内能大小的因素：

①温度：物体的内能跟物体的温度有关，同一个物体温度升高，内能增大；温度降低，内

能减小。但内能增大（减小），温度不一定升高（降低）。

②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。 ③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。 ④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能

也可能不同。

4、内能与机械能的区别：

（1）机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关

（2）内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无

规则运动快慢及分子间的相互作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。

三、内能的改变：

1、内能改变的外部表现：

（1）物体温度升高（降低）

物体内能增大（减小）

（2）物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）内能改变。

2、改变物体内能的方法：做功和热传递。

A 、做功改变物体的内能：

①做功可以改变内能：

对物体做功，物体内能会增加。

物体对外做功，物体内能会减少。

②做功改变物体内能的实质：内能和其他形式的能的相互转化

B 、热传递可以改变物体的内能。

（1）热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递 的现象。

（2）热传递的条件：物体之间有温度差，高温物体将能量向低温物体传递，直至各 物体温度相同（即达到热平衡）。

（3）热传递的方式是：传导、对流和辐射。

（4）热传递改变物体内能的实质：热传递的实质是内能的转移。而不是温度。

（5）热传递过程中：低温物体吸收热量，温度升高，内能增加；高温物体放出热量，温度降低，内能减少。

（6）热量：热传递过程中，传递的能量的多少叫热量。

热量的单位：焦耳（J ）。用符号Q 表示。

3、做功和热传递改变内能的区别：

由于做功和热传递在改变物体内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体 内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者 能的形式不变。

4、 内能与机械能的关系

1）内能与物体内部分子的状态有关，机械能与物体的整体状态有关。

2）内能与机械能可以相互独立变化。

3）内能和机械能可以相互转化。

判断下列各过程哪个物体的内能增加，增加的内能来自哪里，是用哪种方式改变的。

1）热水袋暖手； 2）打气筒打气； 3）钻木取火； 4）酒精灯烧水；

5）铁锤敲击铁块； 6）人在阳光下取暖； 7）反复折弯铁丝温度上升。

用力晃动未开封的啤酒瓶，使啤酒爆炸。在这个过程中，酒瓶内的气体内能如果变化？这些气体增加的内能是从哪里来的？减少的内能去了哪里？爆炸前后气体的温度怎么样变化？

【例1】 有关物体内能的说法中正确的是（）

A ．物体中每一个分子做无规则运动所具有的能，叫做内能

B ．只有对物体做功，物体的内能才能增加

C ．对物体做功，可使内能增加 D ．只要物体吸热，其温度一定升高，内能一定增大

【例2】 在下列现象中，哪一个不是由于做功使物体的内能增加的（）

A ．铁丝反复弯折，弯折处变热 B ．冬天两手互相来回搓搓手就发热

C ．流星在大气层中高速下落，发出光和热 D ．用酒精灯给烧杯中的水加热

【例3】 在下列过程中，机械能转化为内能的是（）

A ．热水袋放在怀里使身体变暖B ．陨星坠入大气层成为流星

C ．用水冷却汽车发动机D ．炒菜时，香味四处飘逸

【例4】 有一种鞭炮，不需用火去点燃，只要用力将它甩向地面，鞭炮就可以爆响，这说明

鞭炮与地面接触时（）

A ．通过做功的方式，使它的内能增加 B ．鞭炮在刚要接触地面时，发生了自燃

C ．地面温度高，点燃了鞭炮 D ．鞭炮只要与地面接触就会爆响

【例5】 在水平地面上，一木块以100J 的动能开始运动，运动一段距离后停下来，动能变为

零．试问这100J 的动能到哪里去了？

【例6】 一个铜块和一个铁块相互接触后，它们之间发生热传递，在这一过程中铜块保持不

变的量是（）

A ．内能 B ．热量 C ．温度 D ．比热容

【例7】 多留意身边的事物，你会发现生活中很多现象都可以用物理知识加以解释．下列情

形中，通过做功方法改变物体内能的是（）

A ．夏天很多同学喜欢把凉的湿毛巾搭在身上解暑

B ．正午时分，在太阳的炙烤下，户外的运动器械通常很烫

C ．人们在寒风中等车时，常用力跺脚、双手互搓

D ．酷暑时，喝带冰的饮料感觉特别凉爽、舒服

【例8】 用活塞式打气筒给自行车胎打气的过程中，气筒的筒壁通常会发热．筒壁发热的原

因是__做功和_____________做功．请设计实验证明究竟哪个是主要的发热原因．

【例9】 “神舟七号”载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，这一段时间

飞船将“烧成”一个大火球，如图所示，而飞船内的宇航员和设备则安

然无恙，下列说法正确的是（）

A ．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能

B ．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能

C ．飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施

D ．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船

【例10】 根据图中提供的信息回答下列问题．

（1）问题：塞子冲出试管后为什么继续向前运动？

回答：；

（2）问题：塞子被推出的过程中，能量是如何转化的？

回答：；

（3）提出一个与物态变化有关的问题并回答．

问题：？

回答：．

物质的比容

一、热量

1、热传递：温度不同的两个物体之间发生热传递时，热会从温度高的物体传向温度低的物体。高温物体放出热，温度降低；低温物体吸收热，温度升高。

2、热量的定义：物体吸收或放出热的多少叫做热量，用符号Q 表示

3、单位：焦耳，简称焦，符号为J ，焦耳是个较小的热量单位，更大的热量单位是千焦，符号为KJ 。

4、对热量的理解

热量是一个过程量，它存在于热传递的过程中，离开热传递谈热量，毫无意义，所以我们应该说“物体吸收或放出多少热量”，而不能说“物体具有多少热量”

物质吸收或放出热量的多少与温度的变化量有关。对于质量相同的同种物质而言，温度升高（或降低）越多，吸收（或放出）的热量越多。

物质吸收或放出热量的多少与物质的质量有关。同种物质升高（或降低）相同的温度，质量越大吸收（或放出）的热量越多。

二、比热

1、(1)定义：单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出) 的热量叫做这种物质的比热容。

(2)单位：焦/(千克•摄氏度)[J/(kg•℃)]

说明：①比热容是物质的一种特性。它反映的是物质容热本领的大小。物质的比热容与它的质量的大小、温度的高低、是否吸热或放热及吸收或放出的热量的多少都无关。比热容只与物质的种类和状态有关。

②物质的比热容与物质的状态有关系。如c 水=2c冰。

③由公式Q=cm△t 变形，可得到，这里要注意这个公式是利用Q 、m 和△t 求物质的比热容，但我们不能认为比热容与Q 成正比，与m 和△t 成反比，因为比热容是物质的一种特性，不随外界变化而变化。

④对于质量相同的不同物质，吸收或放出相同的热量，比热容大的物体温度变化小，所以以比热容小的砂石为主的内险峰地区，气温变化明显，而沿海地区，水的比热容大，气温变化不明显。

2、热量的计算公式

(1)吸热公式：Q 吸=cm(t－t0) 放热公式：Q 吸=cm(t0－t)

(2)若用△t 表示温度的变化量，则上述两公式可统一表示为：Q=cm△t 。

说明：①公式中各物理量的单位：比热容用J/(kg•℃) ，质量用kg ，温度用℃，热量用J 。

②如果过程中存在物态变化，不能使用这个公式，如冰融化成水吸收热量，但温度不

变。

③在Q=cm△t 中，如果物体吸热，△t 就等于末温减初温，表示升高的温度；如果物体放热，△t 等于初温减末温，表示降低的温度。△t 总是等于较高的温度减去较低的温度不取负值。如果被减温度是负值，前面要带负号。如一块冰从－4℃降到－18℃，则△t=－4℃－(－18℃)=14℃。

④解题要分清初温，末温，升高了，升高到(或降低了、降低到) 的含义。要根据题意作出正确的判断。

3、物质的物理属性包括：硬度、状态、比热容、密度、透明度、导电性、导热性、磁性、弹性等。

（题型一）

1．砂石的比热容为0.92×103J/(kg•℃) 读作____________ 。若某个铜球的比热容为0.39×103J/(kg•℃) ，则半个铜球的比热容为____________。

2．水的比热比较大，泥土和砂石的比热_____________，在同样受热或冷却的情况下，水温变化比泥土、砂石的温度变化____________。

3．下列有关比热的说法中正确的是（）

A ．比热是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热

B ．在释放相同热量的条件下，比热小的物体温度降低得多

C ．水和冰是同一种物质构成，因此比热相同

D ．将一物体分成两半，其比热也必减半

4．下列各种情况下比热会发生变化的是（）

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

5．下列事实中，最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的是( )

A ．体积相同的两杯水温度都升高10℃，它们吸收的热量相同

B ．质量相等的两块钢温度分别升高5℃和10℃，它们吸收的热量不相同

C ．体积相等的水和煤油温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同

D ．质量相等的水和铜温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同

（题型二）

1、．在各种液体中，通常用水作冷却剂，这是因为（）

A ．水具有较大的密度 B ．水的性质很稳定

C ．水具有较大的比热 D ．水的凝固点较低

2．沙漠地区有“早穿皮袄午披纱”这一奇特现象，请加以解释。

3．上海市重大公共绿地建设工程之一──太平桥绿地，于2001年6月8日竣工，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，炎夏时节能大大降低周边地区的热岛效应，设人工湖湖水质量为1.0×107kg, 水温升高2℃，则湖水吸收的热量为多少？

（题型三）

1．质量为2千克的水，使它的温度由20℃升高到100℃，水吸收多少热量？

2．在20℃的室温下，烧开一壶5千克的水，大约需要多少热量？