第十三章 內能

梁佃斌

一、知識點例析

（一）分子的熱運動

【例1】（2015·揚州）下列現(xiàn)象中，不能用分子動理論解釋的是（ ）

A.走進花園聞到花香

B.放入水中的糖使水變甜

C.看到煙霧在空中彌漫

D.水和酒精混合總體積變小

解析：分子很小，肉眼看不到。走進花園聞到花香是花香分子不停運動的結果；放入水中的糖使水變甜，是擴散現(xiàn)象，說明分子不停地做無規(guī)則運動；看到煙霧在空中彌漫，我們的肉眼能觀察到，它屬于宏觀物體的運動，而不是分子的無規(guī)則運動；水和酒精混合總體積變小，是擴散現(xiàn)象，說明分子間有空隙。

答案：C

點評：本題實例是人們感受的事實，能否說明分子的運動，注意區(qū)分宏觀物質的一些細小微粒和微觀粒子的區(qū)別。

（二）改變物體內能的兩種途徑

1【例2】（2015·宜昌）如圖131所示，燒瓶內盛少量水，給瓶內打氣，可看到瓶塞跳起，在這個過程中，下列說法錯誤的是（ ）

A.給瓶內打氣時，外界對瓶內氣體做功

B.瓶塞跳起時，瓶內氣體對外做功

C.給瓶內打氣時，瓶內氣體內能減少

D.瓶塞跳起時，瓶內氣體溫度降低

解析：給瓶內打氣時，外界對瓶內氣體做功，瓶內氣體內能增大，瓶內氣壓增大，當氣壓把瓶塞從瓶口推出時，瓶內氣體對瓶塞做功，使氣體自身的內能減少，溫度降低。

答案：C

點評：做功改變物體的內能，實質上是物體的內能與其他形式能的相互轉化過程，分兩種情況：一是外界對物體做功，將其他形式能轉化為內能；二是物體對外界做功，將內能轉化為其他形式能。

（三）溫度、內能、熱量三者的關系

【例3】（2015·揚州）下列說法正確的是（ ）

A.溫度從高溫物體傳遞到低溫物體

B.物體溫度越高，含有的熱量越多

C.物體溫度為0℃時，其內能為零

D.晶體熔化吸熱，溫度保持不變

解析：熱傳遞是內能由溫度高的物體轉移給溫度低的物體，選項A錯誤；熱量是物體在熱傳遞過程中吸收或放出熱的多少，離開熱傳遞，說一個物體含有熱量的多少是錯誤的，選項B錯誤；一切物體都有內能，選項C錯誤；晶體熔化過程中吸熱，溫度保持不變，選項D正確。

答案：D

點評：解答本題時，要正確理解溫度、內能和熱量的概念，并明確它們之間的關系。

（四）物質的比熱容及其應用

2【例4】（2015·濟寧）小夏在探究“物質的放熱能力與哪些因素有關”時，分別用質量相等的水和另一種液體進行了實驗，并用圖象對實驗數(shù)據(jù)進行了處理，如圖132所示。實驗中，水和另一種液體在相同時間內放出的熱量相等。分析圖象可以得出：

解析：比較兩種物質的比熱容，應當是在質量相等且吸收熱量相同的條件下，比較它們升高的溫度。由圖象可以看出，在相同的時間內，甲液體溫度降低慢；乙液體的溫度降低快；根據(jù)熱量的計算公式Q吸=cmΔt可知，在質量相等、初溫相同、放熱也相同的情況下，誰的溫度降低得快，它的比熱容?。凰?，甲液體的比熱容大，所以若A、B兩種液體中，一種液體是水，則這種液體一定是甲液體，由圖象可知：液體的初溫是20℃，加熱15min后甲液體的末溫是40℃，則水吸收的熱量：Q吸=c水m水（t水-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×m×（60℃-40℃）。由于水和液體的質量相同，即m水=m乙，則有：c水m水Δt=c乙m（60℃-20℃）=4.2×103J/（kg·℃）×m×（60℃-40℃）。解得c乙=2.1×103J/（kg·℃）。

答案：甲 2.1×103

點評：比較兩個量的大小一定要根據(jù)公式來分析，解決此題的關鍵就是利用圖象給出質量相同的物質乙和水吸收相同的熱量，物質乙升高的溫度是水的2倍，根據(jù)熱量的計算公式Q吸=cmΔt就可以得出物質乙的比熱容。

（五）熱量的有關計算

【例5】（2015·安順）若一太陽能熱水器內裝有100kg溫度為20℃的水，陽光照射一天后，水溫升高到80℃，則熱水器內的水吸收了

J的太陽能；這是通過

的方式改變了水的內能。

解析：太陽能熱水器是將太陽能轉化為水的內能，水獲得內能溫度升高，這是通過熱傳遞的方式改變水的內能的。熱水器內的水吸收的熱量Q吸=c水m水（t水-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（80℃-20℃）=2.52×107J。

答案：2.52×107 熱傳遞

點評：有關比熱容的計算是中考的熱點，多以填空題、計算題的形式考查。解題時要注意明確物理過程，公式中單位全部統(tǒng)一到國際單位，注意：“升高到”“升高了”的區(qū)別。

二、習題演練

（一）課后鞏固

1.（2014·昆明）端午節(jié)吃粽子，會聞到粽子的清香，說明分子發(fā)生了

現(xiàn)象；兩塊表面干凈的鉛互相壓緊能夠吊住重物，說明分子間存在

2.（2015·汕尾）不斷彎折鐵絲，鐵絲的溫度升高，是通過

的方法增大鐵絲內能的；把鐵絲放在火上烤，鐵絲的溫度升高，是通過

的方法增大鐵絲內能的；我們通常把燒紅的鐵絲放入水中冷卻，這是利用了水的

較大的性質。

3.（2014·來賓）由同種物質制成質量不等的物體，其比熱容

（填“相同”或“不同”）。質量為1kg的銅塊加熱后溫度升高100℃。銅塊吸收的熱量為

4.（2015·廣州）咸魚放在冰箱冷凍室里一晚，冷凍室內有咸魚味，這表明（ ）

A.分子間存在引力

B.分子不停地運動

C.分子間存在斥力

D.溫度越低，分子運動越慢

5.（2015·常德）我國研制的“神舟九號”試驗飛船在返回地面通過大氣層的飛行中，下列說法中不正確的是（ ）

A.飛船的機械能保持不變

B.飛船的一部分機械能轉化為內能

C.飛船的勢能越來越小

D.飛船的外表溫度會升高

36.（2015·廣州）如圖133所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒內放一小團硝化棉，迅速下壓活塞，硝化棉燃燒。下列說法正確的是（ ）

A.迅速向上抽活塞，硝化棉也能燃燒

B.此實驗只通過熱傳遞改變筒內空氣的內能

C.下壓活塞的過程，空氣的內能轉化為活塞的機械能

D.硝化棉燃燒，是因為玻璃筒內空氣的溫度升高，內能增大

7.（2015·益陽）炎熱的夏天，小明打著赤腳在烈日當空的小河邊游玩時發(fā)現(xiàn)：岸上的石頭熱得燙腳，而河水卻比較涼，其主要原因是（ ）

A.水吸收的熱量少，因此河水比岸上石頭的溫度低

B.水的比熱容比石頭的大，在受到太陽同樣照射的情況下，水升高的溫度少

C.石頭的吸熱能力強，因此石頭升溫快

D.這是小明的錯覺造成的，實際上岸上石頭與水的溫度相同

48.（2014·河北）將一個底部封閉的薄壁金屬管固定在支架上，管中裝一些酒精，然后用塞子塞緊管口。把一根橡皮條纏在管子上并迅速來回拉動，很快會觀察到塞子被酒精蒸氣頂出（如圖134所示）?；卮鹣铝袉栴}：

（1）問題：采用哪種方式使金屬管壁的溫度升高的？

回答：

（2）針對圖片，請從物態(tài)變化角度提出一個問題并回答

問題：

回答：

（二）能力提升

1.（2104·衡陽）冬天手冷時，我們經(jīng)常將兩只手相互搓搓使手暖和，這是利用

的方式使手的內能增加；也可以用“暖手寶”焐手，這是利用

的方式增加手的內能。

2.（2015·揚州）生活中，常用水做冷卻劑，是因為水的

冬天下雪后，常在橋面上灑一些鹽，這是因為加鹽后，水的凝固點會

在鍋中隔水蒸菜，打開鍋蓋時，看見鍋中的水在沸騰，但浮在水上的碗中的水沒有沸騰，這是因為

。

3.（2014·遵義）遵義市正在加快水利設施建設，計劃建成中橋水庫，實施新橋、大沙河等五座水庫下閘蓄水；加快麻溝、大沙壩等15座水庫的建設；實施23項中小河流治理工程，使全市的水資源得到有效的利用和保護。修建水庫蓄水不僅能使生活用水得到保障，還能起到調節(jié)氣溫的作用，這是由于水在蒸發(fā)時要

熱量，且水的比熱容較

的緣故。

4.（2014·郴州）冬天，同學們喜歡用熱水袋取暖，這是通過

的方式使手的內能增加；若熱水袋中裝有1kg的水，當袋內的水溫從60℃降低到40℃時，其中水放出的熱量是

已知水的比熱容c水=4.2×103J/（kg·℃）]

5.（2015·蘇州）下列與分子相關的描述正確的是（ ）

A.破鏡難圓說明分子間沒有引力

B.花香四溢說明分子是運動的

C.鐵、水、空氣、磁場等物質都是由大量分子組成的

D.物質在固態(tài)時體積最小說明分子間沒有空隙

6.（2015·成都）對下列常見現(xiàn)象的分析，合理的是（ ）

A.摩擦生熱，是通過做功的方式改變內能

B.圍火取暖，是通過做功的方式改變內能

C.霧霾彌漫，是因為分子在不停地運動

D.雪花紛飛，是因為分子之間有排斥力作用

7.（2015·德州）小明幫媽媽做飯時，聯(lián)想到了許多物理知識。下列說法不正確的是（ ）

A.香氣四溢是由于分子在不停地做無規(guī)則運動

B.炒雞塊時利用了熱傳遞的方法使雞塊內能增大

C.使用高壓鍋更容易把食物煮熟是利用了液體沸點隨氣壓增大而降低的原理

D.油炸食品比水煮熟的更快，是由于油的沸點比水的沸點高

8.（2015·宜昌）甲、乙兩種物質質量相同而比熱容不同，當它們升高相同溫度時，則（ ）

A.比熱容小的吸收熱量多

B.比熱容大的吸收熱量多

C.初溫低的吸收熱量多

D.甲、乙吸收的熱量一樣多

9.上海世博園采用了一種不用電，而是用水來調節(jié)溫度的江水源空調。江水源空調系統(tǒng)用水泵抽取黃浦江的水，利用江水與世博園室內空氣的溫度差實現(xiàn)制冷制熱，從而達到冬暖夏涼的效果。

（1）用江水來調節(jié)溫度主要是利用了水的哪一種特性？

（2）從熱傳遞的角度解釋江水源空調為什么能達到冬暖夏涼的效果？

10.小明設計了如圖135所示的實驗裝置來探究水和食用油的吸熱本領。

5（1）寫出調整實驗器材的方法步驟。

（2）依據(jù)小明的探究方案，實驗探究過程中，除了選用相同規(guī)格的燒杯和酒精燈，還需要控制不變的量有哪些？

（3）實驗探究記錄數(shù)據(jù)如下表。

在這些數(shù)據(jù)中，哪一個最可能是由于測量或者記錄的疏忽而產(chǎn)生了錯誤，分析實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結論是什么？

習題演練參考答案

（一）課后鞏固

1.擴散 引力

2.做功 熱傳遞 比熱容

3.相同 3.9×104

解析：比熱容是物質的一種特性.用同種物質制成兩個質量不等的物體，其比熱容相同；銅塊吸收的熱量：Q吸=cmΔt=0.39×103J/（kg·℃）×1kg×100℃=3.9×104J。

4.B 5.A 6.D 7.B

8.（1）做功；

（2）塞子被酒精蒸氣頂出的過程中，發(fā)生了怎樣的能量轉化？內能轉化為機械能

（二）能力提升

1.做功 熱傳遞

2.比熱容大 降低 碗中水的溫度與鍋中水的溫度相同，碗中的水無法吸熱

3.吸收 大

解析：修建水庫蓄水不僅能使生活用水得到保障，還能起到調節(jié)氣溫的作用，這是由于水的表面積變大，蒸發(fā)變快，由于蒸發(fā)是吸熱的，故水在蒸發(fā)時吸取熱量；同時根據(jù)Q=cmΔt，由于水的比熱容比沙石的大，在質量相同、吸收（或放出）相同熱量時，水的溫度變化較小，所以修建水庫蓄水不僅能使生活用水得到保障，還能起到調節(jié)氣溫的作用。

4.熱傳遞 8.4×104

解析：熱水袋取暖，是利用熱傳遞的方式增加手的內能的。根據(jù)熱量計算公式可知，Q吸=c水m水（t水-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（60℃-40℃）=8.4×104J。

5.B 6.A 7.C 8.B

9.（1）用江水來調節(jié)溫度主要是利用了水的比熱容大的特性。

（2）冬天時江水的溫度高于世博園內空氣的溫度，江水把熱量傳遞給空氣使氣溫升高。夏天時江水的溫度低于世博園內空氣的溫度，空氣把熱量傳遞給江水使氣溫降低。

10.（1）調整下面鐵夾，使石棉網(wǎng)處于適當?shù)母叨?；調整上面鐵夾，使溫度計處于適當?shù)母叨龋?/p>

（2）水與食用油的質量和初始溫度相同。

（3）第6min食用油的溫度記錄錯誤。分析表中的數(shù)據(jù)可知，加熱時間相同時，食用油升高的溫度比水高。分析比較水在第5min、10min和食用油在第2min、4min的數(shù)據(jù)可知，升高相同的溫度，水需要加熱的時間比食用油的長，進而得出水的吸熱本領比食用油大。