12.2内能 热量

12.2内能 热量

学习要求

1．了解内能的概念，通过类比的方法，知道任何一个物体都具有内能。 2．能简单描述温度与内能之间的关系。

3．结合实例分析，知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程。 4．了解热量的概念，知道热量的单位，能正确使用“热量”这一术语。 5．会进行关于物体吸、放热的简单计算。

6．了解用热传递来改变物体内能的方法在生产、生活中的应用，会应用相关知识解释一些现象。

学习指导

1．怎样理解物体的内能？

（1）物理学中把“物体内部所有分子做无规则运动的动能和相互作用的势能的总和叫做物体的内能”.这里有两点要注意：一是“物体内部所有分子”的含义，是指所研究物体内部的全部分子，而不是该物体内部的一部分分子；二是“总和”的含义，这里的总和指的是该物体内部全部分子所具有的动能和全部分子具有的势能之和。

（2）一切物体都有内能.物体不论大小、温度高低，物体内分子都在做无规则运动，具有分子动能，因此任何一个物体都具有内能，内能不会为零。 （3）内能与温度的关系

同一个物体，它的温度越高，分子无规则运动的速度越大，因此分子的动能变大，导致物体内部分子动能和势能的总和增加.例如，一个铁块在烧红时的内能比它冷却时的内能大.对于内能与温度的关系不能错误地理解为温度越高的物体内能越大，内能的大小除了与温度有关，还与其他因素有关，而其他因素将在我们以后的物理学习中介绍.但对同一个物体而言，温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。

2．热量计算公式的应用。

物体在热传递过程，吸收或放出热量的计算公式可以合并成一个表达式Q = cm⊿t,式中⊿t为物体在热传递过程中温度的改变量，解题时要特别注意.另外，公式只适用于物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）热量的计算，对物态变化过程中的吸热、放热就不适用了。

曲型范例

例1下列说法中正确的是 （ ） A．100℃的水比50℃的水所含的热量多 B．温度升高得多的物体吸收的热量一定多 C．热传递时高温物体将温度传给低温物体 D．热传递时高温物体将热量传给低温物体

精析：物体之间没有热传递就谈不上热量，因此说物体含有多少热量是错误的；物体在热传递过程中，吸收或放出热量的多少，不仅与温度的变化有关，还与其他因素有关；温度是分子无规则运动剧烈程度的标志，热传递过程中传递的不是温度而是能量，所以A、

B、C的说法都是错误的.

全解：选D

点评：本题考查了三个知识点，对热量这个过程量的理解；热传递过程中吸收、放出热量的多少与哪些因素有关；热传递过程中伴随着的是能量的转移，不是温度的转移。

例2 质量为1Kg的铝壶中装有500g10℃的水，给壶加热，使水温度升高到100℃，需要吸收多少热量？

精析：本题中水升高温度吸热，铝壶也要吸热,铝壶的初温、末温和里面水的初温、末温应相同，求需要的热量就是铝壶和水吸收的热量之和

全解：已知：m

铝

=1Kg

m

水３

=500g =0.5Kg ⊿t=100℃-10℃=90℃ C

铝

=8.8×102J/（Kg·℃） C水=４.２×10J/（Kg·℃）

解：Q吸=Q铝＋Q水=C铝·m铝·⊿t ＋ C水·m水·⊿t =8.8×102J/（Kg·℃）×1Kg×90℃+ 4.2×103J/（Kg·℃）×0.5Kg×90℃ =2.682× 105J

点评： 对该题的求解要注意两个方面：一是需要吸收的热量是水和铝壶吸收的热量之和；二是水和铝的比热容不同要分别计算

活动与探究 图甲是表示在生活中往往用热水来取暖，图乙表示在生活中又往往用冷水来降温，在这两种不同的应用中都选择了水，请根据所学的热学知识加以说明，并探究在实际生活中还有哪些方面也利用了水的这个特点。

思考与练习 一、填空题

1．质量相等的水和煤油，升高相同的温度， 吸收的热量多；若质量相等的水和煤油吸收了相等的热量，则 的温度升得高。

2．物体内部 和 的总和叫做物体的内能。物体温度升高， 必定增加，因而这个物体的内能 。

3．食物放进冰箱后温度降低，是用________的方法减少了食物的内能。

4．在分别盛有冷水和热水的杯中各滴入一滴红墨水，可以看到墨水在 中扩散得快，由此说明分子运动的快慢与 有关系。

5．牛奶最好在低温环境中存放，否则容易变质。一只纸盒内装有0.25㎏的牛奶，放入电冰箱前的温度为25℃；放入电冰箱的冷藏室后，牛奶的温度降低到5℃。已知牛奶的

比热容为4.0×103J/（㎏·℃）。在这过程中，牛奶放出的热量为 J。

6．太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点，当它吸收太阳能后，水的温度将会 ，水的内能 （选填“减少”、“不变”或“增加”），这是通过 的方法改变了它的内能。某太阳能热水器盛有l00kg的水，若水温由20℃升高到70℃，则水箱里的水吸收了 J的热量。〔c水＝4.2×103J/(Kg? ℃)〕

二、选择题 7．关于比热容、温度和热量，下列说法K 正确的是 （ ） A．物体的温度越高，放出的热量越多.

B．比热容大的物体把热量传给比热容小的物体.

C．某种物质的比热容大小跟物体吸收热量的多少、质量、温度变化都有关系. D．物体吸收的热量与物体的比热容、质量的大小和温度的变化量都有关系.

8．下列事例中，利用热传递改变物体内能的是 （ ） A．用大气筒打气，气筒壁发热 B．用锯锯木板，锯条发热

C．冬天对手哈气，手的温度升高 D．冬天两手互相搓搓．觉得暖和

9．下列说法中正确的是 （ ） A．物体的运动速度越大，分子的动能的总和越大.

B．物体的运动速度越大，物体的动能越大，分子的动能的总和也越大. C．静止的物体没有动能，也无内能. D．静止的物体没有动能，但具有内能.

10．下列说法中正确的是 （ ） A．物体吸收热量，没有对外做功，内能一定增加. B．物体吸收热量，温度一定升高.

C．甲物体的温度比乙物体的温度高，甲物体的内能一定比乙物体的内能多. D．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量.

11．有甲、乙两物体，它们的质量之比是3：1，吸收的热量之比是2：1。如果升高的 温度之比是5：3，则甲、乙两物质的比热容之比是 （ ）

A．10：1 . B．1：10 . C．2：5 . D．5：2 . 三、解答题

12．近年来各城市建设突飞猛进，但也给环境带来了负面影响，“热岛效应”越来越明显。某中学“环境研究小组”经过调查研究，结合所学的物理知识，提出了一个“人工湖缓解

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热岛效应方案”。若该湖设计蓄水总体积为1х10m，水面面积为4.2х10m。在夏季每天

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高温阶段，湖面从周围环境的吸热能力为2х10J/m。

（1）请你就以上短文提一个与物理知识有关的问题，并简单解释。 问题： 解释：

（2）在高温时段，湖水温度平均升高多少℃？

13.有一种型号的太阳能热水器，它接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约1.25m2，能将接收的太阳能的40％转化为水的内能。该电热水器铭牌见下表：

（1）晴天时，每年6月份，连云港地区向着阳光的地方平均每1m2的面积在1h内得到的太阳能为4.2×106J。如果太阳能热水器装满水，热水器每天接收太阳能的时间以10h计算，，那么可以将初温为30℃的水加热到多少摄氏度?[水的比热容c=4.2×103J／(kg·℃)] （2）与其它形式的能量相比，太阳能具有哪些优点？（写出两点即可) 型 号 EWH—80B 容 量 125L 外型尺寸 842 mm×463 mm×415mm

相关链接

布朗运动

1827年英国植物学家布朗用显微镜观察水中悬浮的花粉,发现这些花粉颗粒不停地做无规则的运动．这种运动后来就叫做布朗运动．不只是花粉，对于液体中各种不同的悬浮颗粒，都可以观察到布朗运动．取一滴悬浮液（如稀释的墨汁）放在显微镜下观察，就 可以看到悬浮微粒（小碳粒）在做无规则的布朗运动，而且微粒越小，运动越明显．从观察的结果知道，布朗运动是不会停止的．任何时间都可以看到显微镜下水中悬浮的微粒在做布朗运动．

做布朗运动的小颗粒虽然不是分子，但是它的无规则运动是由于包围着它的液体分子不断撞击它造成的．由于小颗粒体积很小，在某一瞬间和它相撞的分子数也比较少，很容易造成它受力不平衡从而改变运动状态，在下一瞬间，同样的原因致使它的运动状态再次发生改变，这样，就导致了小颗粒的无规则的运动．因此布朗运动反映的是液体分子无规则的运动

参考答案

1．水 煤油 2．所有分子做无规则运动的动能 分子势能 分子动能 增加 3．热传递 4．热水 温度 5．2.0×104 6．升高 增加 热传递 2.1×107 7．D 8．C 9．D 10．A 11．C 12．（1）问题：为什么修建人工湖能缓解热岛效？ 解释：修建人工湖增大了水面，水蒸发要吸热；水的比热容大在温度变化时吸收或放出的热量多。 （2）2 13.（1）70℃ （2）节约能源、无污染等

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