第十六章 热和能.docx
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第十六章热和能
第十六章热和能
一、分子热运动
○分子运动理论的内容是:
(1)物质由分子组成;
(2)一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
扩散:
不同物质相互接触,彼此进入对方现象。
扩散现象说明:
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
(也能说明分子间有间隙)
注:
课本中气体扩散的实验装置下面放二氧化氮这样做的目的是:
防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。
热运动:
分子的运动跟温度有关,分子的无规则运动叫热运动。
温度越高,分子的热运动越剧烈。
分子间的作用力:
分子间有引力;引力使固体、液体保持一定的体积。
分子间有斥力,分子间的斥力使分子已离得很近的固体、液体很难进一步被压缩。
固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力。
固体很难拉长是分子间表现为引力大于斥力。
☆破镜不能重圆的原因是:
镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围,镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
[例1]下列现象中,不属于扩散的是()
A.湿衣服晾干了
B.在公共场所吸烟,污染环境
C.房间几天不打扫,就有一层灰尘
D.腌制咸鸭蛋
解答:
C
[剖析]“湿衣服晾干”是蒸发现象,它是由于液体分子剧烈热运动,脱离液面进入空气中,其本质属于扩散现象;吸烟后吐出的烟里含有尼古丁分子,扩散到空气中,污染空气,造成人的被动吸烟,对人体健康造成危害;房间几天未打扫、灰尘被流动的空气扬起来,又因为重力作用,落回到地面或桌面上,积下一层灰,这不是扩散现象,是灰尘在外力作用下机械运动的结果;“腌制咸鸭蛋”是盐水中的盐分子透过蛋壳,向新鲜鸭蛋里渗透,使蛋变咸,是扩散现象。
扩散是分子运动,而细小微粒的运动是机械运动。
[例2]下列现象中,不能说明温度越高分子运动越剧烈的是()
A.腌制咸菜时,放盐后经过较长时间菜才变咸;炒菜时,放盐后菜很快就有了咸味
B.固体的体积随温度的降低而减小
C.洗过的衣服冬天比夏天干的慢
D.气温高时植物生长快
解答:
D
[剖析]腌制咸菜时,菜变咸是由于盐分子的扩散运动的结果,炒菜时菜很快有了咸味,表明温度越高,分子运动越剧烈。
固态物质的分子一般只在平衡位置附近振动,温度低时固体体积缩小,表明固体分子之间的距离随温度降低而减小,振动减弱,反之温度升高时无规则运动加剧,体积增加。
湿衣服晾干是因为蒸发所致,属扩散现象,温度越高,分子运动越剧烈,扩散就越快,因而夏天的衣服较冬天干得快。
气温高时植物生长快不属于分子运动方面的内容,因此,应选D。
[例3]下面物理实验中能证明分子间存在引力的实验是()
A.两个橡皮碗压紧后,很难拉开
B.用丝绸摩擦过的玻璃棒,能吸引轻小的泡沫塑料小球
C.磁铁吸引铁屑
D.两块接触面锉得很平的铅块,压紧后下面能挂很重的重物,而不被拉开
解答:
D
[剖析]两个橡皮碗压紧后,很难被拉开是模拟马德堡半球实验,它证明了大气压的存在。
丝绸摩托过的玻璃棒能吸引轻小的泡沫小球是因为带电体(摩擦起电)能吸引轻小物体,磁铁吸引铁屑证明了磁铁具有磁性,两块铅块锉得很平,表面很干净,压紧后使两个铅表面的分子距离很小,达到了分子之间有明显相互吸引力的距离。
[例4]同学们做作业时,常用透明胶带把错处揭掉,在操作时往往把胶带用力抹一下使之与纸紧贴,才能容易将错处的纸揭掉一层,为什么?
[剖析]要使分子间的引力产生作用,分子间的距离应小到一定的程度(约10-10m)用力抹胶带就可以缩小胶带与纸的分子间距离,使分子之间引力增大,利用分子引力将写了错字的纸揭掉一层。
解答:
用力抹胶带可以缩小胶带分子与纸分子间的距离,使胶带分子与纸分子间产生较大的引力,这种较大的引力可以将错处的纸揭掉一层。
[基础精练]
1、分子动理论的内容是:
物质是由组成,分子在地做运动,分子间存在着相互作用的。
2、不同物质在时,彼此的现象,叫做扩散。
扩散现象能够发生主要是因为,其次还表明了分子间有。
3、一个物体很难被拉长,表明了分子间存在,相反一个物体也很难被压缩,表明了分子间存在。
4、“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”,这是南宋诗人陆游诗句。
对于前一句,从物理学角度可以理解为:
花朵分泌的芳香分子
加快,说明当时周边的气温突然。
5、箱子里放入一些樟脑块,过几天整个箱都充满了樟脑味,这说明了。
樟脑块发生的物态变化是。
6、下列现象,说明分子不停地做无规则运动的是()
A.打开一瓶香水,过一会整个房子充满香水味
B.扫地时,在阳光下看到尘土飞扬
C.水向低处流
D.风的形成
7、扩散现象说明了()
A.分子永不停息地做无规则的运动
B.分子间有相互作用的引力的斥力
C.分子间没有间隙
D.分子的数量太大
8、有这样几种现象:
(a)潮湿的地面变干;
(b)一滴红墨水在清水中慢慢散开;
(c)地面洒了香水,整个房间充满香味,其中属于扩散现象的是()
A.只有(a)和(c)
B.只有(b)和(c)
C.只有(a)和(b)
D.(a)、(b)、(c)
9、下列现象中属于固体扩散现象的是()
A.小树一年比一年高
B.铁块放久后生了锈
C.打开醋瓶能迅速闻到醋的酸味
D.长期放石灰的墙角有相当厚的一层墙壁染上白色
10、以下现象能说明分子间有斥力的是()
A.一根细铁丝很难被拉断
B.沾在物体上的灰尘能被抖掉
C.用浆糊很难把两块木头粘合在一起
D.液体很难被压缩
[能力拓展]
11、指出下面两句俗语中所包含的物理知识:
破镜不能重圆。
墙内开花墙外香。
12、举一例表明物质分子间有引力:
;
举一例表物质分子间有斥力:
。
13、找一找2分硬币轻轻放入一盆清水的表面,能否使它不沉入水中?
应该怎样放?
为什么水能“托”起它?
二、内能
内能:
物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫内能。
物体的内能与温度和质量有关:
物体的温度越高,分子运动速度越快,内能就越大。
扩展:
(了解)影响物体内能大小的因素:
①温度:
在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大。
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。
一切物体在任何情况下都具有内能。
改变物体的内能两种方法:
做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的。
1、热传递:
温度不同的物体相互接触,低温的物体温度升高,高温的物体温度降低,这个过程叫热传递。
发生热传递时,高温物体内能减少,低温物体内能增加。
注:
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热传递的条件是有温度差。
热传递传递的是内能(热量),而不是温度。
③热传递过程中,物体吸热,温度升高,内能增加;放热温度降低,内能减少。
④热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳。
热传递的实质是内能的转移。
(物体含有多少热量的说法是错误的)。
单位:
J
2、做功:
①对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功,本身的内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化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。
温室效应:
太阳把能量辐射到地表,地表受热也会产生辐射,向外传递热量,大气中的二氧化碳阻碍这种辐射,地表的温度会维持在一个相对稳定的水平,这就是温室效应。
大量使用化石燃料、砍伐森林,加剧了温室效应。
3、做功和热传递改变内能的区别:
由于它们改变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、温度、热量、内能区别:
△温度:
表示物体的冷热程度。
温度升高——→内能增加
不一定吸热。
如:
钻木取火,摩擦生热。
△热量:
是一个过程量。
吸收热量不一定升温。
如:
晶体熔化,水沸腾。
内能不一定增加。
如:
吸收的热量全都对外做功,内能可能不变。
△内能:
是一个状态量
内能增加不一定升温。
如:
晶体熔化,水沸腾。
不一定吸热。
如:
钻木取火,摩擦生热。
所有能量的单位都是:
焦耳。
内能与机械能不同:
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
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。
[例1]有关物体内能的说法中,正确的是()
A.物体的内能与物体的温度有关,温度升高时,物体内能增大
B.物体的内能与温度有关,温度保持不变,物体的内能也一定不变
C.物体的内能与物体的位置有关,物体被举得越高,物体的内能越大
D.物体的内能与物体的速度有关,物体的速度越大,物体的内能越大
解答:
A
剖析本题考查的知识点有如下几个方面:
(1)内能,内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,内能的大小不仅与物体温度有关,还跟分子间的相对位置有关,也就跟物体的体积有关。
(2)物态变化时内能的改变情况,当物态发生改变时,物体的内能一定发生变化,但物态变化时,物体的温度不一定变化,如晶体的熔化、凝固,液体的沸腾,(3)内能是不同于机械能的另一种形式的能量,它的大小与物体的速度大小、物体的位置以及弹性形变的大小无关。
选项A正确。
[例2]一个物体温度升高了,表明()
A.一定对物体做了功
B.物体一定吸收了热量
C.可能对物体做了功,也可能是物体吸收了热量
D.物体的机械能增加
解答:
C
[剖析]改变物体内能的方法有两种:
做功和热传递,一个物体的温度升高了,所以其内能增大了,而内能增加有两种可能的原因:
一是从外界吸收了热量,二是外界对物体做了功,这两种方法改变内能是等效的。
内能与机械能是完全不同的两种形式的能量,机械能的大小与物体宏观机械运动有关,而与温度无关。
答案C正确。
[例3]关于温度、热量、内能、下列说法中正确的是()
A.物体温度越高,所含的热量越多
B.热传递过程中,放热的物体一定比吸热的物体温度高
C.50℃的水一定比10℃的水内能大
D.在0℃时水放热结冰,物体的内能变为零
解答:
B
剖析热量是热传递过程中吸收或放出热的多少,离开了热传递,说一个物体含有热量是错误的;发生热传递的条件是温度差,热传递的过程是高温物体放出了热量,低温物体吸收了热量;物体内能的多少不仅与物体温度有关,还与物体质量多少有关,选项C仅从温度的高低确定物体内能大小显然是错误的;在0℃时,水放热结冰,水由液态变为固态,物体的内能减小了,但根据分子动理论的观点,一切分子都在永不停息的做规则的运动,因此物体的内能不可能为零,因此,选项B正确。
[例4]“钻木取火”和“太阳灶”都能使物体内能增加,这两种获得能量的方法是否相同?
[剖析]这是一道利用做功和热传递来改变物体内能的应用题,其关键是要正确区分做功和热传递两种方式的不同之处。
解答:
“钻木取火”是指古代人们利用竹子与木头摩擦来产生火的,也就是克服摩擦做功使物体内能增大,温度升高。
当达到燃点便开始燃烧。
所以“钻木取火”是利用做功的方法使物体内能增加。
而“太阳灶”是收集,传递热的设备。
它把太阳辐射来的热传到物体上,使物体的温度升高,内能增加的。
所以是利用热传递的方法使物体内能增加的。
因此,这两种改变物体内能的方法是不同的。
[基础精练]
1、物体内部动能和分子
的总和叫做物体的内能,物体的内能跟物体的
有关,越高,物体内部
越激烈,物体就越大。
2、炽热的铁水具有能,当温度降低时内能会随着,冰冷的冰块内能,当温度升高时,内能会随着。
3、
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