温度.内能和热量之间的联系

温度、内能和热量之间的关系

知识要点：

一、分子运动论：

1、一切物质都是由分子构成。

分子的直径是用10－10米（埃）来量度，分子非常小，1毫升的空气中有2.7×1019个分子。

2、一切物体的分子都在不停地做无规则运动。

（1）相互接触的物质，彼此进入对方的现象叫扩散运动。物质的扩散现象有力的证明了物体的分子在永不停息地做无规则运动。

（2）气体的扩散现象

二氧化氮气与空气的扩散现象。

（3）液体的扩散现象

硫酸铜溶液与水的扩散现象。

（4）固体的扩散现象

①把金箔与铅箔压在一起，五年后，发现金和铅都彼此渗入对方1毫米。

②长期堆煤的墙角（水泥）变黑，用水冲洗不掉，煤已渗入到水泥里面。

③卫生球升华的现象也是固体的扩散现象。

3、物体的分子之间同时有引力也有斥力。

（1）因为物体的分子都在永不停息地做无规则运动，说明分子之间存在有间隙。但液体和固体的分子都聚合在一起保持有一定体积；固体的分子能聚合在一起组成一个整体，很难被分开，都说明了分子之间有引力。

（2）液体和固体的分子之间都有间隙，但液体和固体都很难被压缩，说明分子之间 有斥力。气体分子

之间间隙太大，分子之间引力和斥力很小，几乎为零。

（3）分子之间引力和斥力的关系和变化。

当分子之间处于较稳定的平衡状态时，分子之间的引力和斥力大小相等方向相反，这时分子之间的间距为r 。当分子间距大于r 时，引力和斥力都减小，但斥力减小的多，分子间表现出以引力为主。当分子间距小于r 时，引力和斥力都增大，但斥力增大的多，所以分子之间表现出以斥力为主。

综上所述，分子运动论的内容是：一切物质都是由分子构成，物质的分子都在永不停息地做无规则运动，分子之间同时存在有引力和斥力。

二、用分子运动论解释现象

1、解释固、液、气。

固体有一定形状、有一定体积，液体只有一定体积但无一定形状，气体则既无一定形状也无一定体积。用分子运动论如何解释？

（1）固体：分子间隙最小，相互作用力最大，由于分子之间的相互作用力，使分子只能在固定的平衡位置附近做无规则振动。所以固体的分子有一定排列，而且保持排列队形不变，则固体有一定的形状也有一定的体积。

（2）液体：分子间隙比固体大，分子间的相互作功较小，由于分子之间的作用力略小，液体的分子在某一个位置附近做无规则振动，经过很短的时间又会移到另一个位置附近做无规则振动。这样液体分子做无规则振动的平衡位置在不断地改变，所以液体分子没有固定的排列队形、整体便没有固定的形状。但由于液体分子之间的相互作用力，分子之间的间距不会

轻易改变，所以它总保持一定的体积。

（3）气体：气体分子间距很大，分子之间相互作用力几乎为零。所以气体分子都在做匀速直线运动，只有在与其它分子或容器壁发生碰撞时，才会改变方向。所以气体既无固定的形状也无固定的体积。

2、解释物体的“温度”

实验表明：物体温度越高，物体的扩散运动越快，说明物体温度越高，物体的分子运动越剧烈。所以把物体中大量分子的无规则运动叫热运动。

3、解释物态变化。

三、内能和内能的改变

1、我们把物体中所有的分子，做无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能，也叫热能。

2、改变物体内能的方法：

（1）热传递可以改变物体的内能。如果物体吸热，它的内能将增加；物体放热，它的内能将减小。

（2）做功也可以改变物体的内能。如果外界对物体做功，物体的内能将增加；气体对外界做功，气体的内能将小。

温度：物体是表示物体冷热程度的物理量。从分子运动论的观点看，温度反映了物体内部大量分子热运动剧烈程度。物体内部大量分子无规则运动越剧烈，物体的温度越高。物体内部大量分子热运动的动能不可能都相同，我们把物体内分子动能的平均值，叫做分子的平均动能。从分子运动论的观点看，温度是物体分子平均动能的标志。

内能：物体内所有分子因热运动而具有动能；分子间相对位置改变时，克服分子间引力或斥力所做的功

转化为分子的势能。物体里所有分子的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。物体内能的大小与分子的热运动有关。温度越高，分子做无规则运动的速度越大，物体分子的平均动能越大。对于同一个物体来说，物体的温度越高，内能越大。内能还跟物体内分子的个数多少有关，同种物质，物体的质量越大，分子的个数越多，它的内能也越大。物体内能的大小还与物质的状态有关，状态不同，分子间距离不同，分子势能的大小也不同，因此内能也就不同。

改变物体内能的方法：做功和热传递是改变物体的内能的两种方法，但它们的物理过程是不同的。

1、用做功的方法改变物体内能，其本质是其他形式的能和内能之间的转化；

外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少。

2、用热传递的方法改变物体的内能，其本质是内能从一个物体转移到另一个物体，是内能的转移。 在热传递过程中，高温的物体放热，温度降低，内能减少；低温的物体，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是内能从高温的物体向低温的物体转移。

做功和热传递在改变物体内能上产生的效果是相同的，所以我们说做功的热传递对改变物体的内能是等效的。

热量

1、热量 在热传递过程中，转移的内能的多少，叫做热量（Q ）。高温物体放出的热量越多，则内能减少得越多；低温的物体吸收的热量越多，则内能增

加越多；因此，在热传递的过程中，物体内能的改变，可以用传递的热量来量度。

值得注意的是，功和热量的单位虽然都是焦耳，但它们是不同物理过程中的单位。

2、比热

（1）比热是表示质量相等的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）的热量不相等的这一物质特性的物理量。

（2）单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，简称比热。

Q （3）公式：c =Q 或 c = 放

m (t -t 0) m (t 0-t )

（4）比热是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热。

（5）比热的单位：焦/（千克℃）

3、热量的计算公式

（1）物体温度升高吸收的热量Q =cm (t -t ) ，式中 t 表示末温，t 表示初温，t -t 表示物体升高的温度。如果用∆t 表示物体升高的温度，则Q =cm ∆t 。

（2）物体温度降低放出的热量Q =cm (t -t ) ，式中 t -t 表示物体降低的温度。如果用∆t 表示物体降低的温度，则Q =cm ∆t 。

（3）热量计算公式的物理意义Q =cm ∆t ，只使用于物体温度改变（升温或降温）时，物体吸收或放出热量的计算，对有物态变化的过程不能适用。这一公式表明，物体温度改变（升温或降温）时，它吸收或放出的热量跟物质的比热、物体的质量和升高或降低的温度的多少这三个因素有关，而跟物体的初温或末温无吸000吸放00放

关。因此，不能说“高温的物体放热多，低温的物体吸热多”，也不能说“物体升高的温度多，它吸收的热量一定多”，因为物体吸收或放出热量的多少跟三个因素有关，分析问题时必须全面考虑。

4、内能的获得和利用：

（1）燃料完全燃烧放热的计算

燃料的燃烧值 某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做该燃料的燃烧值（q ）。

某种燃料完全燃烧所放也的热量Q qm ，式中 m 为某种燃料的质量，q 为此种燃料的燃烧值。

（2）内能的利用

内能的一个重要应用就是直接用来加热物体，在此过程中，内能从高温的物体转移到了低温的物体。内能的另一个重要应用是利用内能来做功，如通过热机把内能转化为其他形式的能。

能的转化和守恒定律

能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。