第十六章热和能第1-3节分子热运动、内能、比热容 - 图文

质量相等的煤油和水吸收相同的热量时，煤油比水升高的温度多；由此可知，升高相同的温度时，煤油比水吸收的热量少。

1kg的煤油升高1℃需要吸热 2.1×103J 1kg的水升高1℃需要吸热 4.2×103J

质量相同的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量不同。

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

单位：焦/（千克 ·℃） 符号：J/（kg · ℃）

读作：焦耳每千克摄氏度

比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容。 小资料：

一些物质的比热容c/[J?(kg?℃)?1]

水 酒精 煤油 冰 蓖麻油 砂石 4.2?103 2.4?103 2.1?103 2.1?103 1.8?103 0.92?103 铝 干泥土 铁、钢 铜 水银 铅 0.88?103 0.84?103 0.46?103 0.39?103 0.14?103 0.13?103 2、热量的计算

吸热：Q吸＝cm（t－t0） 放热：Q放＝cm（t0－t） Q＝cm△t

Q为物体吸收（放出）的热量，c为物质的比热容，m为物体的质量，△t为物体变化的温度，t为物体的末温，t0为物体的初温。

知识点一：分子热运动

例1：如下图所示，根据分子动理论：①说明分子 _____ ；②说明分子间 _____ ；③说明分子间 ______ 。

第5页 版权所有 不得复制

①墨水滴入水中 ②两表面磨平的铅块紧密接 后散开 触后可将台灯吊起 答案：在不停地做无规则运动；存在引力；存在间隙

③一半酒精和一半水混合 后体积变小

例2：物理课上，老师做了一个有趣的演示实验：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的冷水，用滴管分别在两烧杯中滴入一滴红墨水，过一会后，杯中热水都变红了，稍后冷水也都变红了。水变红了是 ______ 现象；热水比冷水红得更快，说明____________。

思路分析：考查点：分子热运动。 解题过程：物质的分子彼此进入对方的现象叫扩散现象，这是由于分子在永不停息地做无规则运动的结果，而且温度越高，分子热运动越剧烈。

答案：扩散 温度越高，分子热运动越剧烈（温度越高，分子扩散得越快）

例3：下面关于分子动理论和物体内能的说法中，不正确的是（ ）

A. 压在一起的铅片和金片，几年后剖开，发现切面处互相渗透，属于扩散现象 B. 用力拉铅笔，铅笔没有断成两半，说明物质的分子间有相互作用的引力

C. “和平号”空间站退役后，坠入大气层烧毁，是用做功的方法改变物体的内能 D. 高温物体一定比低温物体的内能大

思路分析：扩散现象是指不同物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，气体、液体、固体都能发生扩散现象，只不过固体扩散得较慢。压在一起的铅片和金片，几年后剖开，切面处互相渗透可达1mm之深，这就证明了固体分子也在不停地做无规则运动，故A对；

在正常情况下，铅笔内部的分子处于平衡位置，分子所受的引力与斥力相等。当用力拉铅笔时，分子间的距离加大，分子间的引力、斥力均减小，但斥力减小得更快，最终引力大于斥力（表现为引力），因而铅笔不会断成两半，故B对；

“和平号”空间站退役后，坠入大气层运动时，由于它与大气层之间有摩擦，在运动的过程中，必须要克服摩擦力做功，因而物体的内能增加，温度升高，最终烧毁，故C也对；

错误的答案是D，因为物体的内能大小不但与物体的温度有关，还与其他因素（如质量、物态）有关，故高温物体的内能不一定大。

答案：D

例4：下列三个实验中，可以说明分子之间存在引力的是：

第6页 版权所有 不得复制

丙

思路分析：甲说明做功可以使物体内能增加，乙说明分子在不停地做无规则运动（扩散），丙说明分子间存在引力。

答案：丙

例5：固体、液体很难被压缩的原因是： A. 分子间无间隙 B. 分子间无引力 C. 分子间存在斥力 D. 分子在永不停息地做无规则运动 思路分析：固体、液体很难被压缩的原因是分子间存在斥力。 答案：C

知识点二：内能

例1：下图所示是王濛在2010年温哥华冬奥会500米短道速滑比赛中夺金的场景。在滑行的过程中，冰刀与冰面之间的摩擦为_________摩擦（选填“滑动”或“滚动”）；冰面的温度会升高，这是通过___________的方式增加了冰面的内能。

思路分析：冰刀和冰面之间的滑动摩擦是由相对运动引起的，冰面温度升高是通过做功使其内能增加的。

答案：滑动；做功

解题后的思考：使内能增加的两种方式无非是做功和热传递。

例2：下列所描述的场景中，属于利用热传递改变物体内能的是（ ） A. 冬天人们搓手取暖

B. 小孩从滑梯上滑下时臀部感觉到热 C. 加剧的温室效应使得多年的积雪融化了 D. 古代的人钻木取火

思路分析：考查点：改变物体内能的方式有做功和热传递。 解题过程：搓手取暖，滑滑梯时臀部感到热和钻木取火都是利用做功的方式来改变物体的内能，只有C是利用热传递的方式来改变物体内能。

第7页 版权所有 不得复制

答案：C

知识点三：比热容

例1：分析为什么会出现下图所示情况

思路分析：因为水的比热比沙子的比热大，1kg的水升高（降低）1℃比同质量的沙子升高（降低）1℃所吸收（放出）的热量多。在同一时刻，它们吸收（放出）的热量相同，水升高（降低）的温度就比沙子少。所以，中午（傍晚）时，海水凉沙子烫（海水暖沙子凉）。

例2：冬天，室内的供暖设备，大多采用让流动的热水慢慢地流过散热器的方式，其原因是（ ）

A. 水比较便宜 B. 水的密度小 C. 水的比热大 D. 水的沸点高

思路分析：因为水的比热较大，在降低相同温度的条件下，可以释放更多的热量。 答案：C

例3：关于温度、热量、比热容，下列说法中正确的是 （ ） A. 温度越高的物体具有的热量越多 B. 温度越高的物体的比热容越大

C. 吸收的热量越多，物质的比热容越大 D. 物体吸收了热量，温度不一定升高

思路分析：A，热量指的是由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转移的能量。热量只是热传递过程中的一个名词，如单说一个物体“含有”或“具有”多少热量是不正确的。

B、C，比热容是物质本身的一种属性，某种物质的比热容是一定的，不会随温度的改变而改变。

答案：D

例4：质量是10千克的冰，温度由－20℃升高到0℃，共吸收了多少热量？ 解：t＝0℃ t0＝－20℃ m＝10千克 c＝2.1×103焦/（千克·℃ ） 根据Q吸＝cm（t－t0）得 Q＝2.1×103焦/（千克·℃）×10千克×[0－（－20）]℃ ＝4.2×105焦耳

答：冰吸收的热量是4.2×105焦耳。

例5：初温相同的铜和铅，它们的比热容之比是3：1，质量之比是2：3，若它们吸收了相等的热量，则铜升高的温度与铅升高的温度之比是多少？

解：根据Q＝cm△t得 ?t?Q cm

第8页 版权所有 不得复制