第十三章《内能》
★知识梳理
知识点1：分子热运动
1.分子动理论：
2.扩散现象：
【提示】分子是不能用肉眼直接观察到的，凡是能用肉眼直接观察到的小物体(如灰尘、花粉等)都不是分子。
知识点2：内能
1.定义：构成物体的所有分子，其热运动的_动能_与_分子势能_的总和，叫做物体的内能
2.影响因素:（1）物体的内能与温度、分子间距离和质量有关；（2）一切物体在任何情况下都有内能。
3.改变方式:热传递和做功。
知识点3：比热容
★考纲要求：
1. 分子动理论的基本观点.（认识）
2. 用分子动理论的基本观点解释生活中常见的热现象.（理解）
3. 内能的概念；温度和内能的关系.（认识）
4. 简单热现象及分子热运动；宏观热现象和分子热运动的联系.（认识）
5. 比热容的概念.（认识）
6. 用比热容解释简单的自然现象.（理解）
1.定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的__热量__与它的__质量__和升高的__温度__乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示
2.公式：c＝
3.单位：焦耳每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)
【提示】在常见的物质中，水的比热容较大。但并非所
有跟水有关的应用都用了水的比热容较大的这一特性。
★备考指导
1. 考查热点：热量的简单计算，比热容以及分子的动理论
2. 考查题型：以选择题、填空题、计算题为主
3. 备考重点：分子热运动，改变内能的两种方式，热量的简单计算
★突破考点，典例呈现
考点1：分子热运动
例1 下列现象中，属于扩散现象的是( B )
A．秋风阵阵，树叶纷纷飘落 B．炒菜时在旁边的房间里闻到香油的味道
C．环保不达标的工厂里的烟囱冒出浓浓的黑烟 D．打扫卫生时看到尘土飞扬
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方法点拨：能用肉眼看到的微粒，无论多小都不是分子，例如，飞扬的尘土、缭绕的烟雾，都是固体小颗粒的机械运动，是宏观物体的运动；分子的热运动是肉眼看不到的，是分子自发的运动，且是无规则的、永不停息的，属于微观粒子的运动。
考点2：温度、热量与内能的关系
例2 下列说法中正确的是( D )
A．温度从高温物体传递到低温物体 B．温度为0 ℃的物体没有内能
C．温度高的物体含有热量多 D．物体的温度升高，它的内能就增大
方法点拨:内能大小与物体的质量、体积、温度及构成物体的物质种类都有关系。现阶段主要掌握与温度的关系。热量是在热传递过程中，传递能量的多少，它反映了热传递过程中，内能转移的数量，是内能转移多少的量度，是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述而不能用“具有”或“含有”。热量的单位是“焦耳”。
考点3：改变物体内能的方式 内能与机械能之间的相互转化
例3 “天舟一号”完成运输任务后返回大气层，外壳与空气摩擦温度不断升高，这个过程中__机械__能转化为__内__能，此过程是通过__做功__方式改变物体的内能。
方法点拨:1．改变内能的两种方式是做功和热传递，虽然在实质上是等效的，但是做功的实质是能量的转化而热传递的实质是能量的转移。抓住这点题目就迎刃而解了。
2．物体内能改变和温度改变的联系与区别(如图)：
考点4：水的比热容较大 热量的计算
例4 在“母亲节”这天，小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤，然后用盆子装了5 kg的水，将装汤的碗放在水中进行冷却。小唐同学用水进行冷却主要是利用了水的__比热容__大。过了一会儿，水温由20 ℃升高到25 ℃，水吸收的热量为__1.05×105__J。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
方法点拨：利用公式计算时，要注意的是吸热还是放热，特别要注意温度的变化，要读清楚温度是升高了，还是升高到，两者计算的温度变化值是不同的。如果题目中最后求的是水温度升高到多少度时，要注意水在标准大气压下的温度只能升高到100 ℃，不可能超过它。对热现象进行解释时，要注意比热容不同带来的现象的不同。
★中考连接，挑战自我
1.（2018广东省）如图所示，70kg的消防员沿着钢管匀速下滑时感到手心发烫，此时受到钢管对他的摩擦力大小和导致手心内能改变的方式是（g=10N/kg）（ D ）
A.70N 热传递 B.70N 做功
C.700N 热传递 D.700N 做功
2.（2018山东聊城）关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（ C ）
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A．物体温度越高，含有的热量越多 B．物体运动越快，内能越大
C．热传递能改变物体的内能 D．0℃的冰块，其内能为零
3.（2018北京）下列实例中，属于做功改变物体内能的是（ A ）
A. 锯木头时的锯条温度升高 B. 加入冰块的饮料温度降低
C. 倒入热牛奶的杯子温度升高 D. 放入冷水中的热鸡蛋温度降低
4.（2018山东枣庄）以下几条摘录是出自某同学在学习“内能”一章时的课堂笔记，其中不正确的是（ A ）
A．扩散现象不能在固体之间发生 B．分子间的引力和斥力是同时存在的
C．物体吸收热量，温度不一定升高 D．摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能
5.（2018桂林市）经常下厨的小关发现，同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，油的温度总是升高得快些．这是因为（ B ）
A．水的比热容小，吸热后温度升高得设 B．油的比热容小，吸热后温度升高得快
C．在相同的时间内，水吸收的热量较多 D．在相同的时间内，油吸收的热量较多
6.（2018山东泰安）下列有关热和能的说法中，正确的是（ B ）
A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后，温度不变，内能变大
C．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
D．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质
7.（2018山东省烟台市）炎炎夏日,烈日下海滩的沙子热的发烫,而海水却很清凉;傍晚落日后,沙子凉了,海水却依然暖暖的.这主要是因为海水和沙子具有不同的（ D ）
A.密度 B.内能 C.热量 D.比热容
8.（2018山东淄博）下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是(D )
A.让热水流过散热器供暖 B．用循环水冷却汽车发动机
C．沿海地区昼夜温差较小 D．夏天在房间内洒水降温
9.（2018四川绵阳）2018年4月2日，天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5t重的天宫一号，在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层。其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大约1.5t残骸坠入南太平洋。在这个过程中，天宫一号的部分机械能（ C ）
A．通过热传递转化为大气的内能B．通过重力做功转化为大气的内能
C．通过摩擦做功转化为大气的内能D．通过重力做功转化为残骸的内能
10.（2018浙江宁波）下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（A ）
A． B． C． D．
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柴火烧水 压缩空气发热 冬天搓手取暖 钻木取火
11.（2018浙江省台州市）如图所示，用铅笔尖顶着一个纸风车，置于一杯热水上，风车就会转动。以下叙述正确的是（ D ）
A．风车静止时，只受到重力的作用
B．风车转动时，只受到热空气推力的作用
C．风车转动时，机械能转化为水的热能
D．移去热水，风车由于惯性不会立即停转
12.（2018湖北省宜昌市）下列生活事例中，属于做功改变物体内能的是（ B ）
A.冬天用热水泡脚变得暖和B.用手反复弯折铁丝，弯折处发热
C.冬天人们在室外晒太阳感觉暖和D.医生用冰袋给发烧的病人降温
13.（2018江苏南京）如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置两个相同的易拉罐中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体，用相同的装置加热，根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（ C ）
A．组装器材时，先固定上面铁圈的高度
B．升高相同温度，a液体吸收的热量更多
C．a液体的比热容小于b液体的比热容
D．不添加器材，利用本实验装置还可以比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
14.（2018四川巴中）甲铁块质量是乙铁块的3倍，吸收相同的热量，则甲、乙两铁块的比热容之比和升高的温度之比分别为（A ）
A．1：1，1：3 B．1：3，1：3 C．1：1，3：1 D．3：1，3：1
15.（2018四川省广安市）下列对生活中的物理现象分析错误的是（ B ）
A.夏天，常用干冰给食品保鲜，利用了干冰升华吸热
B.烧开水时看见冒“白气”，是水汽化生成的水蒸气
C.打开酒精瓶的瓶塞后，屋里弥漫着酒精味，这说明酒精分子在不停地运动
D.常用水给汽车发动机冷却是利用了水的比热容大的特性
16.（2018河南省）物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。研究发现，常见的物质是由大量的 构成的。在天文观测中，人们通常用光年表示 单位。
【答案】分子或原子；长度。
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17.（2018湖北省荆州市）（1）据报道，荆州机场已在沙市区岑河镇动工，机场的建成将为我们的出行带来极大方便. 飞机升空过程中，机翼________方（选填“上”或“下”）的空气流速大，压强小；随着海拔高度的升高，外界大气压强会________（选填“变大”、“变小”或“不变”）.
（2）游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中，动能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），同时臀部有灼热感，这是通过_________方式来改变内能的.
【答案】（1）上；变小；（2）不变；做功。
18.（2018湖南娄底）劣质的油性油漆、板材、涂料、胶粘剂等材料含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物，用来装修房屋，会造成室内环境污染，这是因为有毒有机物分子都在做永不停息的无规则运动，这种现象在夏天时特别严重，因为 越高， 越剧烈。
【答案】温度；分子运动
19.（2018山东青岛）质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为 。
【答案】7：4。
20.（2018山东泰安）标准大气压下，质量为0.5kg、温度为70℃的水放出4.2×104J的热量，水的温度降低了 ℃[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
【答案】20
21.（2018山东淄博）“烧烤”是年轻人喜欢的一种美食，空气中弥漫着“肉香”味，这是分子 的结果；食物烤熟是通过 的方式改变其内能的。
【答案】热运动 热传递
22.（2018云南省昆明市）如图是流星经过大气层与空气摩擦发热、发光的一幅照片。这个现象说明做功可以改变物体的 能，流星绝大部分位于 70-120 千米的高空，因此只见闪光，不闻声响。那么流星划过天空时究竟有无声音呢?你的判断是 （“有”或“无”）。
【答案】内 有
23.（2018海南）泡温泉时感觉身体会发热，这是通过 的方式改变了身体的内能。烈日下，小兵去游泳池游泳，他感觉到游泳池边的水泥地面很烫脚，但游泳池里的水却很凉，这是因为水的 较大的缘故。
【答案】热传递；比热容
24.（2018江苏淮安）质量为50kg的水温度从20℃升高到50℃吸收的热量是 J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需 kg的煤气。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值4.2×107J/kg）。
【答案】6.3×106；0.15
25.（2018贵州黔三州）
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太阳能安全、卫生、环保，我国近年来大力开发了太阳能热水器、太阳能飞机等。一同学家中太阳能热水器容量为0.1m3，则满箱水的质量为 kg：太阳能热水器1h使满箱水从20℃升高到30℃，水吸收的热量 J。
【答案】100；4.2×106。
26.（2018四川省自贡市）汽车发动机工作时，需要对它进行冷却。人们常常选用“水”作冷却液，这是因为水的 较大，冷却效果好；当水吸收发动机缸体热量后，水的内能 。
【答案】比热容；减少。
27.（2018山东济宁）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过 方式改变牛奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图像，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J．[c牛奶=4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】热传递；2.1×104
28.（2018广东省）阅读下列短文，回答问题，
“天舟一号”与“天宫二号”成功对接
我国自主研制的“天宫二号”空间实验室已于2016年9月15日发射成功“天宫二号”在距地面高度380km圆形轨道上绕地球匀速运行，绕地球一圈的运行时间是90分钟，“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日由长征七号火箭成功发射升空，并于2017年4月22日与“天宫二号”首次自动交会对接成功，如题23-1图所示，为我国建立自己的空间站迈出了坚实的一步。
发射“天舟一号”
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货运飞船的长征七号火箭的燃料由液态煤油和液氢混合构成，火箭点火起飞时，火箭内的燃料燃烧从火箭体尾部喷射出火焰几乎直击发射平台。使得发射平台核心区的温度接近3000℃，足以融化绝大多数金属和非金属材料，长征七号火箭发射时与其它火箭不同的是发射平台旁的“喷水降温降噪系统”，其采取的是国际上先进的喷水降温方法，如题23-2图所示，在发射中火箭飞到5m高以后，“喷水降温降噪系统”向箭体尾部火焰中心喷水20余秒，喷水量约为400t，一部分的水会汽化到大气中，大部分的水则通过导流槽流走，于是大流量喷水能够带走大量的热起到降温作用，防止了火箭发射台内部的仪器设备可能因高温受到影响。[圆周率π=3，C水=4.2×103J/（kg•℃）]
（1）设“喷水降温降噪系统”喷出400t水的初温为20℃，在喷水20秒内全部变成100℃的水，则水带走的热量为_________________J.
（2）如题23-3图所示，设地球半径为6370km，“天宫二号”空间实验室在圆形轨道上正常运行，圆形轨道的半径为_______km，圆形轨道的周长为_______km.“天舟一号”货运飞船成功发射及正常入轨后，与“天宫二号”空间实验室对接。对接时“天舟一号”的运行速度为____________km/s.
（3）长征七号火箭所搭载的“天舟一号”货运飞船在上升过程中的机械能不断________（选填“变大”、“变小”或“不变”），长征七号红箭燃料的______能燃烧时转化为内能.
【答案】（1）1.344×1011；（2）6750；40500；7.5；（3）变大；化学。
29.（2018四川省攀枝花市）小明家里的电热水器里装有50kg、20℃的水，通电后将水加热到70℃，已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）。
求：（1）电热水器里水的体积
（2）水吸收的热量。
【答案】0.05m3；1.05×107J。
30.（2018云南省昆明市）在探究“物质吸热规律”的实验中：
（1）取 质量的水和煤油放入两个相同的容器里，用同样的两个酒精灯对它们加热（如图 14 所示）。加热时，上下缓慢地提拉搅拌器，这是为了水和煤油受热 。
（2）实验中加热时间相同，水和煤油吸收的热量可以认为是相同的，假设加热时间1min吸收的热量为Q，经过实验得到了以下两组数据：
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从表中的数据可以得到：
①相同质量的水或者煤油，它们吸收相同的热量后升高的温度几乎是 的；
②相同质量的水和煤油，它们吸收相同的热量后升高的温度是 的。
（3）由（2）中①、②两个结论发现，不同物质吸热的本领大小，为了描述物质吸热本领大小，引入了一个物理量，它就是 。
（4）春城昆明之所以冬无严寒，夏无酷暑，一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用，因为水的 较大，当水吸收或放出相同的热量，温度变化较小。
【答案】(1）相等 均匀 (2）相同 不同 ( 3）比热容 (4）比热容
31.（2018内蒙古自冶区包头市）在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示。
(1)图B为某时刻的温度，其示数为 ℃。
(2)分析图C可知，吸收相同热量， 液体升温更高; 液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2:1，则甲、乙液体的比热容之比为 。
【答案】（1）39；（2）乙；甲；（3）3：2；
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