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分子热运动 内能 比热容

发布时间:2013-09-22 11:19:03  

分子热运动

【教学目标】

1、 知道物质是由分子组成的,能识别扩散现象,知道一切物质的分子都在不停地做无规则运动。

2、 知道分子热运动的快慢与温度的关系。

3、 知道分子之间存在相互作用力。

【教学重难点】

知道一切物质的分子都在不停地做无规则运动。

【基础知识】

1. 物质是由分子组成的

2. 扩散: 。气体、液体、固体都能发生扩散现象。 注:扩散现象说明组成物质的分子不停地做无规则运动;组成物质的分子间是有间隙的。

3. 分子无规则的运动与温度有关。温度越高, 。由于分子无规则的运动与温度有关,所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。

4. 分子之间的作用:

斥力:固体、液体很难被压缩。引力:固体、液体很难被拉伸。

【例题练习】

1、关于分子动理论的描述,下列说法中错误的是( )

A.物体是由分子构成的

B.物体里含有的分子数通常是很多的

C.温度越高,分子运动越快;0C时分子运动停止

D.分子间引力和斥力是同时存在的

2、分子在不停地做无规则运动,能体现此规律的现象是( )

A.细雨濛濛 B.桂花飘香 C.雪花飞舞 D.树叶凋落 O

3、下列现象中属于扩散现象的是( )

A.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞 B.打开一盒香皂,很快就会闻到香味

1

C.粉笔蹭到衣服上,在衣服上留下粉笔痕迹 D.白粉沾在了黑板上。

4、将两个底面平整、干净的铅柱紧压后,两个铅柱就会结合在一起,即使在下面吊一个较重的物体

也不会将它们拉开.这个实验表明( )

A.分子间存在引力 B.分子间存在斥力

C.分子间有间隙 D.分子在永不停息地运动

5.铁棒很难被压缩,也很难被拉伸,原因是( )

A.分子间距离小 B.分子在永不停息做地做无规则运动

C.分子间存在相互作用的斥力和引力 D.分子间存在相互作用的引力

6、密闭的房间里打开香水瓶的盖子,一会儿整个房间都能闻到香味.下列说法正确的是( )

A.温度越高,香味扩散得越慢 B.若温度低于0℃,这个现象就消失

C.这个现象能说明分子间有相互作用力 D.这个现象能说明分子运动是无规则的

7.下列说法正确的是( )

A.扩散现象只发生在气体之间,不会发生在固体和液体之间

B.液体和气体分子问有间隙,固体分子间没有间隙

C.南极的冰山温度很低,没有内能

D.分子之间存在引力和斥力

8.如图所示,图a是一个铁丝圈,中间松松地系着一根棉线;

图b是浸过肥皂水并附着肥皂液膜的铁丝圈;图c表示用手轻

轻地碰一下棉线的任意一侧;图d表示这侧的肥皂液膜破了,

棉线被拉向另一侧,这一实验说明了( )

A.物质是由大量分子组成的 B.分子间有间隙

C.分子间存在着引力 D.组成物质的分子在永不停息地做无规则运动。

9.图所示的实验装置,上瓶中装有空气,下瓶中装有密度较大的红

棕色二氧化氮气体.如果抽去中间的玻璃片后看到

_______________________,这个现象说明了___________________。

2

内能

【教学目标】

1. 掌握温度的物理意义及其与内能的关系

2. 掌握改变内能的两种方式的异同

【教学重难点】

1. 掌握温度的变化和内能的关系

2. 掌握改变内能的两种方式的异同

【教学过程】

一、内能的概念

1、内能:________________________________________________________________________

2、____________________________________

3、影响物体内能大小的因素:

①__________:物体的质量越大,物体内部分子的个数就越多,所以物体内能也就越 。

例如:温度相同的一大桶水比一小杯水内能 。

②__________:物体分子的无规则运动剧烈程度与温度有关,温度越高,物体内分子运动速度越

大,分子动能就越 ,物体内能也就越 。

例如:同一物体温度越高,内能越 。

③____________:物体的状态不同时,分子间的距离不同,分子间的作用力大小也就不同,从而

会改变分子的势能大小,所以内能也不同。

④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、内能与机械能的区别:

(1)机械能是___________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____________的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。

3

二、内能的改变:

1、改变物体内能的方法:______________________。

A、做功改变物体的内能:

①对物体做功,物体内能会_________;物体对外做功,物体内能会_________。

②实质:________________________的相互转化

③如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。(W=△E)

B、热传递可以改变物体的内能。

(1)热传递:热量从________________________或从____________________________传递的现象。

(2)热传递的条件:________________________

(3)热传递的方式是:________________________

(4)热传递改变物体内能的实质:________________________

(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: ____________________________________,是一个过程量,

常说“ 热量”或“ 热量”,不能说“物体具有或含有热量”。

热量的单位: 。

注意:物体内能改变,温度不一定发生变化。

2、做功和热传递改变内能的区别:

(1)效果相同:做功和热传递改变物体内能上是等效的

(2)实质不同:前者能的形式发生了变化,后者能的形式不变。

【例2】下面是小明同学笔记中的摘录,其中不正确的是( )

A、做功和热传递在改变物体的内能上是等效的

B、分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的

C、温度越高的物体含有的热量越多

D、燃料的热值与燃料的质量没有关系

4

针对练习

1、下列关于温度、内能、热量的说法,正确的是( )

A.物体温度越高,它的内能就越多

B.要使物体内能增加,一定要吸收热量

C.要使物体内能增加,一定要对物体做功

D.物体内能增加,它的温度就升高

2、图中两名儿童的取暖方式是( )

A. 两人都是通过做功取暖

B. 两人都是通过热传递取暖

C. 男孩通过热传递取暖,女孩通过做功取暖

D. 男孩通过做功取暖,女孩通过热传递取暖

3. 下列关于内能的说法中,正确的是 ( )

A、0℃的冰熔化成0℃的水,它的内能没有变化。

B、一座冰山具有的内能比一杯开水具有的内能小。

C、用两手掌互相对搓,手的内能增加。

D、冬天,人用热水袋取暖,一段时间后,热水袋的内能增加了。

【课堂练习】

1、有关内能大小的说法正确的是( )

A、0C的冰全部熔化成0C的水,内能增大 B、0C的冰内能为0J

C、相同温度的20ml的水的内能比200ml水的内能小 D、高温物体一定比低温物体内能大

2、在下面的四幅图画中,通过做功来改变物体内能的是( )

A、阳光照射企鹅变暖 B、用炉子烧水水温升高 C、钻木取火 D、铁锅热得烫手

3、关于内能,下列说法中正确的是( )

A、物体的内能增大,一定是吸收了热量 B、物体的内能增大,一定是外界对它做了功

C、同一物体,温度越高,它的内能就越大 D、物体的机械能增大,它的内能一定增加

4、关于温度、热传递和热量的说法正确的是( )

A 、温度高的物体具有的热量多 B 、热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体

000

5

C 、度的的物体含有的热量少 D 、热量总是从热量多的物体传递到热量少的物体

5、在图13-8中,(a)杯中水量较少、(b)(c)(d)的水量相同.比较各杯中水的内能的大小: ①______________杯中水的内能最大,因为

②______________两杯中水的内能不好比较,因为

6、改变物体内能的方式有两种方式是 和 ,且在改变物体的内能上是等效的。在热传递过程中,高温物体 热量,温度 ,内能 ;低温物体 热量,温度 ,内能 。对物体做功,内能 ,温度 , 能转化为 能;物体对外做功,内能 ,温度 , 能转化为 能。

7、观察如图的两个演示实验,回答问题:如图1所示,在一个配有活

塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去,观察到

的现象是 ,这是因为 。

8.如图2所示,瓶内装有少量的水,水的上方有水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶

内打气,当塞子从瓶口跳起时:观察到瓶口附近有 出现,这是因为瓶内空

气推动活塞做功时 能转化为 能,温度 ,水蒸气 成小水滴。

分析得出: 能够改变物体的内能。 图

1

【中考题练习】

1、下列说法正确的是 ( )

A.高温物体的内能一定大 B.内能大的物体,温度一定高

C.物体的内能变小,温度一定降低 D.物体的内能变小,温度可能降低

2、(多选题)下面实例中,通过做功使物体内能发生变化的是( )

A、锯木头时锯条发烫 B、冬天把手放在炉子旁边取暖

C、卫星残骸坠入大气层时与大气摩擦燃烧 D、划火柴取火

3、下面是在小宇同学“物理学习笔记本”中的部分摘录,其中错误的是( )

A.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的

B.扩散现象表明物体的分子在不停地做无规则运动

C.物体内能的大小只与物体的温度有关

D.分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的

6

4、由于怕饭菜太烫,来不及冷却而影响小明的早餐,妈妈总是很早就起床了。为了让妈妈多睡一会儿,小明就想找到一种让物体快速冷却的方法。为此小明进行了如下的探究:

小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的,而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水。水和空气哪个的导热性能好呢?为此小明用两个相同的牛奶瓶,都装入热牛奶,一个放在温度与室温相同的水中,另一个就放在空气中,为了尽量减少其他因素的影响,他把两个瓶都用木块垫起来,放在同一个桌面上.如图所示.实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数,得到的数据如下表:

(1)对甲、乙两个瓶中的牛奶,小明要控制它们哪些量相同? ;

(2)小明通过实验,得到的正确结论是什么? ; (3)进一步分析表中甲的示数,小明又发现,在冷却过程中,牛奶冷却的快慢前后并不一致,是

越来越_______的。小明想用“冷却速度”(用字母V代表)来定量表示冷却的快慢程度,请你给物理量下个定义:_____________________________叫做冷却速率。

(4)小明又仔细分析了冷却速度变小的原因,认识到这是因为牛奶冷却的快慢还会受到

____________的影响。

7

物体的比热容

【教学目标】

1.知道比热容的定义

2.理解比热容的物理意义

【教学重难点】

1.重点:比热容的定义以及物理意义

2.难点:热量的计算方法

【教学过程】

一、热量:____________________________________________________。

单位:____________。 热量通常用字母_________表示。

实验研究表明,1 k g 水温度升高1 ℃要吸收热量4.2×103J,温度降低1 ℃要放出热量4.2×103J。

1、比热容:

(1) 定义:________________________________________________________

(2)物理意义:_____________________________

(3) 比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸

热放热、形状等无关。

(4)水的比热容为4.2×10J/(kg·℃) 表示:____________________________________________

(5)水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为____________________________

2、热量的计算公式:

____________________________

____________________________(说明:t0 为物体的初温,t 为物体的末温)

3、热平衡方程: 3

____________________________(说明:不计热损失时)

4. 热值:

【例3】把质量与温度都相同的铜块和铁块,同时浸没在同一杯热水中,则两金属块(不考虑水温

的变化) ( )

A、 吸收的热量相等,升高的温度相等。

8

B、 吸收的热量相等,升高的温度不相等。

C、 吸收的热量不相等,升高的温度相等。

D、 吸收的热量不相等,升高的温度不相等。

针对练习

1、一瓶酒精倒掉一半,剩下的半瓶酒精的密度、比热容、热值和原来相比,以下的说法正确的是( )

A 只有密度和热值不变 B 只有密度和比热容不变

C 只有比热容和热值不变 D 三个都不变

2、质量相同的两个物体由于吸热而升温,若它们的比热容之比为1:2,升高的温度之比为3:2,则它们吸收的热量之比为( )

A、3:4 B、4:3 C、1:3 D、3:1

3、关于比热容,列说法中正确的是( )

A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关

B.物体的比热容跟物体的温度有关

C.物体的质量越大.它的比热容越大

D.物体的比热容是物体本身的一种属性,与温度、质量都没有关系

【题型一】比热容基础计算

1. 太阳能热水器内盛有25C的水20kg,在阳光照射下水温升高到55C,试计算这些水吸收了多少热量?(C水=4.2×103J/(kg.OC, ρ牛奶=1.02×103kg/m3)

2. 在一个质量是500g的铝壶中装有3千克水,把他们从20℃加热到100℃,问需要供给多少热量?铝的比热容是0.88×10J/( Kg℃) 3OO

【题型二】热平衡 Q

7吸=Q 放 71、木炭的热值为3.4×10J/Kg,完全燃烧0.5千克木炭能放出1.7×10J 的热量,如果这些热量全部

被质量为50Kg、温度为10℃的某种液体吸收,温度升高到90℃。那么,这种液体的比热容是多少?

9

2、 质量为200g的铝壶中盛一定质量的水后加热,当壶中的水吸收5.04×10J的热量后,水温由0℃升高到80℃。[水的比热容是4.2×10J/(kg·℃),铝的比热容是0.88×10J/(kg·℃),煤的热值为3×10J/(kg·℃)]求:

(1)壶中所装水的质量是多少kg?

(2)这个过程中铝壶吸收了多少热量?

(3)若烧水时用煤做燃料,煤炉的效率为20%,这时需燃烧多少kg的煤? 7335

3、吃早饭的时候,妈妈用热水给小雪加热袋装牛奶,已知袋上标有243ml,为了使这袋牛奶的温度由12C升高到42C,妈妈至少要用60C的热水多少千克?(设该牛奶的比热容为2.5×10J/(kg.C);不计热量损失) OOO3O

【题型三】平衡温度问题

1、把质量是100克的铁块放在火炉里相当长的时间后,取出来立即投入到盛有200克水的杯子里,水的温度由15℃升高到59℃,不计杯子吸热和散失到空气中的热量,求炉火的温度.铁的比热容c=0.46×103J/(kg·℃)

2、现有90℃的热水及20℃的冷水,想要40℃的温水14Kg,如果想用上述热水和冷水混合得到,则需用冷水和热水各多少千克?(不计热损失)

10

3、5千克、20℃的冷水与10千克、80℃的热水混合成温水,温水的温度是多少?(不计热损失)

【题型三】 综合应用

1、太阳能是一种廉价的无污染能源,开发和利用前景广阔,从有关资料获悉,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.2×103J/(m2·s)。有一台太阳能热水器,可将接收到的热 辐射的40%用来升高水温,如果该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.1m,晴天晒了1h, 其水箱中50kg 水的温度能升高多少℃。(水的比热为4.2×103J/(kg·℃) )

2、用燃气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为4.2

×10J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×10J/kg.求:

(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量.

(2)水吸收的热量

(3)燃气灶烧水的效率

372

【课堂练习】

1、下列说法正确的是( )

A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一

B.吸收热量多的物质,比热容一定大

C.高温物体放出热量一定多

D.质量相同的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度

2、冬天,室内取暖的暖气,很多都采用让流动的热水慢慢地流过散热器,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

3、给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图1中a图线所示。若其他条

件不变,仅将水的质量增加,则温度与时间的关系图线正确的是 ( )

11

A.a B.b C.c D.d

4、甲、乙两物体的比热容之比为2∶3,吸收热量之比为3∶1,它们升高的温度

同则甲、乙两物体的质量之比为( )

A.9∶2 B.2∶9 C.1∶2 D.2∶1 图1

5、质量相等、初温相同的水和酒精,分别用两个相同的加热器加热(不计热量损失),加热过程中温度随时间的变化图线如图2所示,关于a、b两种液体的鉴别结论

正确的是( )

A.a的比热大,是水

C.b的比热大,是水 B.a的比热大,是酒精 D.b的比热大,是酒精

图2

6、水的比热较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务,下

列事例中与它的这一特性无关的是( )

A.让流动的热水流过散热器取暖

B.汽车发动机用循环水冷却

C.冬季,晚上向稻田里放水,以防冻坏秧苗

D.在较大的河流上建水电站,用水发电

7、水的比热容是4.2×103 J / (kg?℃),其含义是1kg 的水温度升高__________℃时吸收的热量 是___________J。

8、甲、乙两金属块质量之比为3:2,比热之比为1:3,当放出相同的热量后,甲、乙两金属 块降低的温度之比为_________。

9、将装水的茶壶放在炉子上加热,水蒸气把壶盖顶起, 这一现象却能表现出热机中能量转化的基本过程:燃料的_________能转化为_________能,水蒸气把壶盖顶起, 使水蒸气的_________能转化为壶盖的_________ 能。

10、下列关于温度、热量、内能说法中正确的是:( )

A、物体吸收热量,温度一定升高; B、物体温度升高,一定吸收了热量;

C、物体吸收热量,内能一定增加; D、物体温度越高,它的热量越多。

11、关于比热容,下列说法正确的是:( )

A、热传递中温度升高少的物体比热容大;

B、两个物体,如吸收相等的热量能升高相同的温度,则它们的比热容相同。

C、热传递中质量小的物体比热容大;

D、比热容是物质的特性之一,它与质量、吸收或放出的热量及温度的变化等因素无关;

12

巩固练习

1.将质量初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度_________。从沸水中吸热最多的是________球,吸热最少的是________球。

2.温度计里常用水银、酒精、煤油作测温物质,这是因为这些物质具有________的特点。

3.如图 所示是一个同学用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时,根

据测量结果描绘的温度-时间图象.由图可知,甲物质的比热_________(填“>”

“=”或“<”)乙物质的比热,其中_________物质是晶体.

4.甲、乙两物体质量相等,当甲物体温度升高10℃,乙物体温度升高20℃时,甲

物体吸收的热量是乙物体吸收热量的2倍,则甲的比热是乙的比热的( )

A. 11 倍 B.4倍 C.1倍 D.倍 24

5.如图 所示把凉牛奶放在热水中加热,经过一段较长时间,它们的温度随时间变化的图像如图所

示,下列说法中正确的是 ( )

A.水和牛奶最后温度相同 B.水的温度变化比牛奶大

C.牛奶温度变化比水慢 D.甲是牛奶温度变化图像

6、把质量和温度都相等的铜球和铁球放进沸水中加热一段时间,比较这一过程中它们吸收的热量

A.铜球吸收的热量较多 B.铁球吸收的热量较多

C.铜球和铁球吸收的热量一样多 D.条件不足,无法判定

7、汽车发动机用水来冷却,这是因为 ( )

A、水的温度比其他液体低 B、水比其他液体便宜

C、用水冷却壁风冷却更简单些 D、水的比热容大,冷却效果好

8、两个互相接触的物体之间发生热传递,则下列说法中正确的是 ( )

A、比热容大的物体传给比热容小的。

B、热量多的物体传给热量少的物体。

C、温度高的物体传给温度低的物体。

D、内能大的物体传给内能小的物体。

9、下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )

A、0 ℃的冰内能为零

13

B、物体的温度越高,它所含的热量就越多

C、两个物体的温度相同,它们之间就不能发生热传递

D、物体吸收了热量,物体的温度就一定会升高

10、甲、乙两个物体的质量相等,初温也相同,把甲投入一杯冷水中,达到热平衡后水温升高了10℃, 取出甲物体(设热量和水的质量均无损耗)后,接着把乙物体投入该杯水中,达到热平衡后,水温又升高了1℃,由此可知( )

A、甲物体的比热容大 B、乙物体的比热容大

C、甲、乙两物体的比热容一样大 D、无法判断

11、把质量是100克的铁块放在火炉里相当长的时间后,取出来立即投入到盛有200克水的杯子里,水的温度由15℃升高到59℃,不计杯子吸热和散失到空气中的热量,求炉火的温度.

12、课外小组的同学们做了这样一个实验:取500g水放在烧杯中,测得水的温度为20℃,然后向酒精灯倒入10g酒精,点燃酒精灯给烧杯加热,并将温度计插在水中观察水温的变化,当温度计的示数恰为70℃时,酒精灯内的酒精全部消耗完。(水的比热容为4.2×10J/(kg·℃)

(1)请计算该实验中水吸收了多少热量?

(2)有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精的热值,请你回答这种做法是否可以,并说明理由。

若酒精的热值为3.0×10J/kg,该实验酒精灯燃烧效率是多少

73

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