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專題十三內(nèi)能總覽知識結(jié)構(gòu)二、知識清單+方法清單模塊一分子熱運動知識清單知識清單一、物質(zhì)的構(gòu)成1.分子:物質(zhì)是由大量及其微小的粒子——分子、原子構(gòu)成的。分子的直徑很小,通常以10-10m為單位來量度,所以物質(zhì)中都包含大量的分子,如一小水滴中含有約1021個水分子。2.分子間有間隙如圖所示,先后將50mL的水和50mL的酒精倒入玻璃管中,上下幾次顛倒玻璃管,可發(fā)現(xiàn)水和酒精的總體積小于100mL。這是酒精與水的混合過程,從微觀的角度看,是酒精分子與水分子發(fā)生了擴散,這一現(xiàn)象說明水分子和酒精分子間都有間隙。二、分子熱運動1.探究擴散現(xiàn)象【探究實驗】(1)如圖甲所示,在透明的瓶中分別裝入空氣和二氧化氮,抽去玻璃板后,無色的空氣和紅棕色的二氧化氮混合在一起,最后顏色變得均勻。(2)如圖乙所示,在裝入清水的量筒底部注入藍(lán)色的硫酸銅溶液。靜待幾天后,清水與硫酸銅溶液的界面變得模糊,靜待幾周后顏色變得均勻。甲乙丙(3)如圖丙所示,把磨的很光滑的鉛塊和金塊緊緊壓在一起,在室溫下放置五年后在將它們切開,發(fā)現(xiàn)它們互相滲入約1mm深?!粳F(xiàn)象分析】氣體、液體和固體分子都在不停地做無規(guī)則運動,能彼此進(jìn)入分子的間隙中?!咎骄拷Y(jié)論】氣構(gòu)成物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動。2.擴散(1)定義:不同物質(zhì)相互接觸時,彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象叫擴散。(2)擴散現(xiàn)象表明:一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動,物質(zhì)的分子間存在間隙。(3)影響擴散的因素:溫度越高,擴散越快。說明分子無規(guī)則運動的快慢跟溫度有關(guān),溫度越高,分子無規(guī)則運動越劇烈。(4)氣體、液體和固體之間都可以發(fā)生擴散現(xiàn)象,不同狀態(tài)的物質(zhì)之間也可以發(fā)生。氣體擴散最快,液體較快,固體最慢。3.分子熱運動(1)實驗探究:分子運動與溫度的關(guān)系?!静僮髋c現(xiàn)象】如圖所示,取兩個相同的燒杯,分別裝入質(zhì)量相等的適量冷水和熱水,分別向兩杯水中滴入一滴紅墨水,會發(fā)現(xiàn),熱水中的水很快變紅,冷水杯中的水變紅較慢?!粳F(xiàn)象分析】紅墨水在熱水?dāng)U散得快,說明熱水中分子運動劇烈;紅墨水在冷水中擴散得慢,說明冷水中分子運動緩慢些?!咎骄繗w納】分子運動的快慢與溫度有關(guān):溫度越高,擴散越快,分子運動越劇烈。(2)分子熱運動:一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動,這種無規(guī)則運動叫分子的熱運動。溫度越高,分子運動越劇烈,溫度是物體分子熱運動劇烈程度的標(biāo)志。三、分子間的作用力1.探究分子間的作用力【進(jìn)行實驗】(1)如圖甲所示,將兩個鉛塊表面磨平,緊壓在一起,在下面掛上重物也不能使它們分開。表明物體分子之間存在引力,是分子間的引力使兩個鉛塊不會散開。甲乙(2)如圖乙所示,向配有活塞的厚玻璃筒內(nèi)注入一些水,用力壓活塞,發(fā)現(xiàn)水的體積沒有明顯變化。雖然分子間有間隙,但要壓縮固體和液體卻很困難,這是因為分子之間存在著斥力?!咎骄繗w納】分子間存在相互作用的引力和斥力。2.分子間的作用力與分子間的距離(1)當(dāng)兩個分子的距離處于平衡距離時,分子間的引力等于斥力;(2)當(dāng)兩個分子的距離變大時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力;(3)當(dāng)兩個分子的距離變小時,分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。3.物質(zhì)的三種狀態(tài)與分子間作用力的關(guān)系(1)固態(tài)分子間距離很小,分子間的作用力很大,只能在平衡位置附近振動。固體很難被壓縮和拉伸,具有一定的體積和形狀,如圖甲所示。(2)液態(tài)分子間距離比固體稍大,作用力較大,既可以振動,也可以移動。液體較難被壓縮,具有一定的體積,沒有確定的形狀,可以流動,如圖乙所示。(3)氣態(tài)分子間距離很大,分子間力的作用可以忽略,能夠自由移動。氣體沒有一定的體積和形狀,具有流動性,容易被壓縮,如圖丙所示。四、分子動理論的基本觀點常見的物質(zhì)是由大量的分子、原子組成的;構(gòu)成物質(zhì)的分子在不停地做無規(guī)則熱運動;分子間存在著引力和斥力。方法清單方法清單考向01分子熱運動與擴散現(xiàn)象 【例題1】(2024·江蘇淮安·中考真題)端午節(jié)期間,小明在家煮粽子,廚房里粽香四溢.這個現(xiàn)象主要說明(
)A.分子間有引力 B.分子間有斥力C.分子間有空隙D.分子是運動的【答案】D【詳解】煮熟的粽子散發(fā)出香味,這是擴散現(xiàn)象,說明分子在不停地做無規(guī)則運動,故D符合題意,ABC不符合題意。故選D。方法技巧理解擴散現(xiàn)象1.發(fā)生擴散現(xiàn)象的必備條件:①不同物質(zhì);②彼此接觸。2.明確固體、液體和氣體之間都可以發(fā)生擴散現(xiàn)象。3.溫度對擴散現(xiàn)象的影響:影響分子熱運動快慢的因素,我們一般只需要考慮溫度,溫度越高,分子熱運動越劇烈?!居?xùn)練1-1】(2024·連云港·中考題)下列現(xiàn)象中能說明分子在不停地做無規(guī)則運動的是()A.花香滿園 B.塵土飛揚 C.雪花飄飄 D.落葉紛紛【答案】A【詳解】A.花香滿園,是芳香烴分子無規(guī)則運動的結(jié)果,故A正確;B.塵土飛揚是固體小顆粒的運動,不是分子的運動,故B錯誤;C.雪花飄飄是雪花在運動,屬于機械運動,故C錯誤;D.落葉紛紛是樹葉在運動,是機械運動,故D錯誤。故選A?!居?xùn)練1-2】兩只相同的集氣瓶中分別裝有空氣和紅棕色二氧化氮(NO2)氣體,用玻璃板隔開后按圖示水平放置,抽去玻璃板、保持兩瓶口緊貼靜置較長時間后,兩瓶中氣體顏色變得相同。已知瓶中NO2氣體的密度比瓶中空氣的大,下列說法正確的是()A.此現(xiàn)象能說明分子間存在相互作用的引力B.此現(xiàn)象與“掃地時灰塵飛揚”的成因相同C.顏色變得相同后,瓶中氣體分子停止運動D.顏色變得相同后,左側(cè)瓶中氣體密度變大【答案】D【知識點】分子動理論解釋生活現(xiàn)象【詳解】A.當(dāng)把中間的玻璃板抽掉后觀察到左右兩個瓶子顏色變均勻了,這是擴散現(xiàn)象,說明分子在不停地做無規(guī)則運動,故A錯誤;B.“掃地時灰塵飛揚”是固態(tài)顆粒的機械運動,此現(xiàn)象與“掃地時灰塵飛揚”的成因不同,故B錯誤;C.組成物質(zhì)的分子在不停地做無規(guī)則運動,兩瓶顏色變得相同后,瓶中氣體分子仍然在運動,故C錯誤;D.因為NO2氣體的密度大于空氣的密度,所以兩氣體混合后,左瓶中氣體密度變大,D正確。故選D。考向02分子間相互作用力【例題2】(2024·江蘇鹽城·中考真題)將兩個表面光滑的鉛塊相互擠壓,它們會粘在一起,不容易拉開,這一現(xiàn)象說明()A.分子間有空隙 B.分子在運動C.分子間有斥力 D.分子間有引力【答案】D【詳解】兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓后,它們會黏在一起,是分子運動的結(jié)果,說明了分子間有引力。故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。方法技巧三點理解分子間的作用力1.當(dāng)分子間距離大于平衡距離時,分子間作用力對外表現(xiàn)為引力;2.當(dāng)分子間距離小于平衡距離時,分子間作用力對外表現(xiàn)為斥力;3.當(dāng)分子間距離大于分子直徑的10倍時,認(rèn)為分子間作用力為零?!居?xùn)練2-1】如圖所示,熱熔法連接PPR管時,用熱熔器加熱粗管端口內(nèi)層和細(xì)管端口外層,然后把細(xì)管推進(jìn)粗管,冷卻后兩根管子就連接在一起很難被拉開了,這個現(xiàn)象說明()A.分子是由原子構(gòu)成的 B.分子是運動的C.分子間存在引力 D.分子間存在斥力【答案】C【詳解】把加熱后的細(xì)管推進(jìn)粗管,減小了PPR管分子間的距離,分子間存在較大的引力,使兩根管子很難被拉開了,故ABD不符合題意,C符合題意。故選C?!居?xùn)練2-2】夏季來臨,瓶裝水迎來銷售旺季,大量廢棄的塑料瓶污染環(huán)境。三位英國大學(xué)生用海藻提取物制成可食用薄膜,將水封裝在薄膜中做成“水球”——Ooho,可直接吞服解渴,如圖所示。圖中薄膜沒有破裂是因為()A.薄膜的分子間有引力 B.薄膜的分子間有斥力C.薄膜的分子靜止不動 D.薄膜的分子間沒有空隙【答案】A【詳解】薄膜被擠壓沒有破裂,是因為薄膜的分子間有引力,故A符合題意,BCD不符題意?!纠}2-3】分子間既有引力又有斥力,且引力和斥力總是同時存在的。為更好的理解和判斷物體間引力和斥力,我們建立了分子力模型,如圖所示,當(dāng)分子間距離減少時表現(xiàn)為分子間存在相互作用的________;分子力模型也有其缺點,請寫出其中一點_________?!敬鸢浮砍饬Σ荒鼙硎疽统饬偸峭瑫r存在?!窘馕觥糠肿恿δP驼f明分子間既有引力又有斥力,引力與斥力是同時存在的,當(dāng)分子間距離減少時表現(xiàn)為斥力,分子力模型缺點是不能表示引力和斥力總是同時存在。模塊二內(nèi)能知識清單知識清單一、內(nèi)能1.內(nèi)能的概念(1)分子動能:構(gòu)成物質(zhì)的分子在不停地做無規(guī)則熱運動,物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則熱運動所具有的能稱為分子動能。(2)分子勢能:由于分子之間存在類似彈簧形變時的相互作用力,所以分子具有勢能,叫做分子勢能。(3)內(nèi)能:構(gòu)成物體的所有分子,其熱運動的動能與分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。內(nèi)能的單位:焦耳(J)。2.影響物體內(nèi)能大小的因素(1)溫度:同一物體,溫度越高,它具有的內(nèi)能就越大。(2)質(zhì)量:在溫度一定時,物體的質(zhì)量越大,分子的數(shù)量越多,內(nèi)能就越大。(3)物態(tài):物態(tài)不同,分子間的距離不同,相互作用力不同,分子勢能不同,內(nèi)能就會不同。例如0℃的冰吸熱熔化成0℃的水時,體積變小,分子間的距離變小,作用力變大,水的內(nèi)能變大。(4)體積:物體的體積反映了分子間平均距離的大小,分子間距離的大小變化引起分子力大小的變化,從而影響到分子勢能的大小,也就影響了物體內(nèi)能的大小。3.理解物體的內(nèi)能(1)內(nèi)能是指物體的內(nèi)能,不能說內(nèi)能是個別分子和少數(shù)分子所具有的。內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子共同具有的分子動能和勢能的總和,所以,單純考慮一個分子的動能和勢能是沒有意義的。(2)任何物體在任何情況下都具有內(nèi)能。4.內(nèi)能與機械能的區(qū)別與聯(lián)系項目內(nèi)能機械能區(qū)別概念構(gòu)成物體的所有分子的分子動能和分子勢能的總和動能重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能影響因素物體的溫度、質(zhì)量、狀態(tài)、體積、物質(zhì)的種類物體的質(zhì)量、速度、高度和彈性形變的程度研究對象微觀世界的大量分子宏觀世界的所有物體存在條件永遠(yuǎn)存在運動或被舉高或發(fā)生彈性形變聯(lián)系物體的內(nèi)能和機械能之間可以互相轉(zhuǎn)化。二、物體內(nèi)能的改變1.熱傳遞改變物體的內(nèi)能(1)探究熱傳遞改變物體內(nèi)能【觀察示例】示例一:燒水。燒水時水的溫度升高,內(nèi)能增加,內(nèi)能從火焰?zhèn)鬟f給鍋和水。示例二:用熱水袋取暖。用熱水袋取暖時,暖袋溫度降低,內(nèi)能減少;人體溫度升高,內(nèi)能增大;內(nèi)能從熱水袋傳遞給人?!咎骄拷Y(jié)論】溫度不同的物體相互接觸時,發(fā)生熱傳遞,低溫物體溫度升高,內(nèi)能增加,高溫物體溫度降低,內(nèi)能減少;即能量從高溫物體傳遞給低溫物體,所以熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。(2)對熱傳遞的理解①發(fā)生熱傳遞的條件:不同物體或同一物體的不同部分之間存在溫度差。②方向:由高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體或由物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分。③過程:高溫物體→放出熱量一內(nèi)能減少一溫度降低;
低溫物體一吸收熱量一內(nèi)能增加一溫度升高。④實質(zhì):熱傳遞改變物體的內(nèi)能,實質(zhì)上是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,即內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,能的形式并沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化。(3)熱量:在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少叫做熱量。在國際單位制中,熱量單位是焦耳,符號是J。熱量是能量轉(zhuǎn)移多少的量度,是一個過程量,它存在于熱傳遞的過程中,只有發(fā)生熱傳遞,有能量的轉(zhuǎn)移,才能討論熱量問題,離開熱傳遞談熱量就沒有意義。三、做功改變物體的內(nèi)能1.壓縮氣體做功:如圖所示,迅速壓下活塞,玻璃筒內(nèi)的氣體被壓縮,活塞對筒內(nèi)氣體做功,從而使筒內(nèi)氣體的內(nèi)能增加,溫度升高,當(dāng)溫度達(dá)到硝化棉的燃點時,硝化棉開始迅速燃燒。壓縮氣體做功氣體膨脹做功2.氣體膨脹做功(1)實驗:如圖所示,向瓶內(nèi)打氣,壓縮瓶內(nèi)的空氣,對瓶內(nèi)空氣做功,瓶內(nèi)空氣內(nèi)能增加,溫度升高,隨著打入空氣的增加,氣壓越來越大,直至沖開瓶塞。此時,瓶內(nèi)的空氣推動瓶塞做功,內(nèi)能減少,溫度降低,其中水蒸氣液化成小水滴,形成“白霧”。(2)結(jié)論:做功可以改變物體的內(nèi)能。外界對物體做功,物體溫度升高,內(nèi)能增加;物體對外界做功,物體溫度降低,內(nèi)能減少。3.做功改變物體的內(nèi)能,實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化,是內(nèi)能與其他形式的能發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化。4.熱傳遞和做功改變內(nèi)能的區(qū)別與聯(lián)系比較項目區(qū)別聯(lián)系實質(zhì)方式舉例熱傳遞內(nèi)能的轉(zhuǎn)移高溫物體放熱,低溫物體吸熱生活中燒、烤、烙、炒,太陽能熱水器,生產(chǎn)中的淬火等做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,且效果相同。某物體的內(nèi)能發(fā)生改變,可能是通過熱傳遞改變的,也可能是通過做功改變的,或者兩者都有。若不知道具體過程,則無法確定內(nèi)能的改變方式做功其他形式能與內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)化壓縮體積、摩擦生熱、鍛打物體、彎折物體等打氣筒打氣、鉆木取火、來回多次彎折鐵絲等體積膨脹等裝開水的暖水瓶內(nèi)的水蒸氣將瓶塞沖開四、溫度、熱量、內(nèi)能之間的區(qū)別項目溫度熱量內(nèi)能區(qū)別概念宏觀上,表示物體的冷熱程度;微觀上,反映物體中分子熱運動的劇烈程度在熱傳遞過程中傳遞能量的多少構(gòu)成物體的所有分子,其熱運動的動能與分子勢能的總和量的性質(zhì)狀態(tài)量過程量狀態(tài)量表述用“降低”、“升高”,“降低到”、“升高到”表述用“放出”或“吸收”表述用“有”、“具有”、“改變”、“增加”、“減少”等表述單位攝氏度(℃)焦耳(J)焦耳(J)注意(1)物體吸收(或放出)時,其內(nèi)能一定增加(或減少),但溫度不一定升高(或降低),比如晶體熔化(或凝固)過程溫度不變;(2)物體溫度升高(或降低)時,其內(nèi)能一定增加(或減少)。方法清單方法清單考向01內(nèi)能的概念【例題1】(2023·湖南郴州·中考真題)下列關(guān)于物體的溫度和內(nèi)能說法正確的是()A.溫度越高的物體,內(nèi)能越大B.摩擦生熱是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能C.物體運動的速度越快,內(nèi)能越大D.﹣20℃的冰塊沒有內(nèi)能【答案】B【詳解】A.物體內(nèi)能的大小與物體的質(zhì)量、溫度、種類等都有關(guān)系,溫度高的物體,其內(nèi)能不一定大,故A錯誤;B.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式,摩擦生熱是通過做功的方式使物體內(nèi)能發(fā)生改變的,故B正確;C.內(nèi)能是組成物體的所有分子熱運動時具有的分子動能和分子勢能得到總和,與物體運動的速度無關(guān),故C錯誤;D.一切物體都具有內(nèi)能,故D錯誤。故選B。方法技巧關(guān)于內(nèi)能的概念,把握以下三點【訓(xùn)練1-1】甲、乙、丙為同種物質(zhì),已知甲的溫度為10℃,乙的溫度為0℃,丙的溫度為-10℃。以下說法中正確的是(
)A.乙的內(nèi)能為零B.丙的內(nèi)能有可能大于甲的內(nèi)能C.甲的內(nèi)能最大D.若甲和乙的內(nèi)能相同,則它們之間不會發(fā)生熱傳遞【答案】B【詳解】A.一切物體在任何溫度下都有內(nèi)能,故乙的內(nèi)能不為0,故A錯誤;B.內(nèi)能與物體的質(zhì)量、狀態(tài)、溫度有關(guān),則丙的內(nèi)能有可能大于甲的內(nèi)能,故B正確;C.僅由溫度大小無法判斷物體內(nèi)能大小,故C錯誤;D.若甲和乙的內(nèi)能相同,它們存在溫差,會發(fā)生熱傳遞,故D錯誤。故選B?!居?xùn)練1-2】(2023·成都·中考真題)把兩滴墨水分別同時滴入盛有冷水和熱水的兩個玻璃杯中,實驗過程及現(xiàn)象如圖所示,分析可知物體的溫度越高,分子的無規(guī)則運動越。若將冷水倒掉一些,對比原來這杯冷水,杯中剩余冷水的內(nèi)能。
【答案】劇烈(快)減?。ㄗ冃。驹斀狻坑捎跓崴臏囟雀?,所以墨水在熱水中擴散的快,這表明分子的無規(guī)則運動與溫度有關(guān),且溫度越高,分子的無規(guī)則運動越劇烈。內(nèi)能與質(zhì)量、溫度和狀態(tài)有關(guān),若將冷水倒掉一些,冷水的質(zhì)量減小,對比原來這杯冷水,杯中剩余冷水的內(nèi)能減小??枷?2改變內(nèi)能的方式【例題2】(2023·山東煙臺·中考真題)如圖所示的實例中,改變物體內(nèi)能的方式與其它三項不同的是(
)A.
給水加熱 B.
壓縮空氣C.搓手取暖 D.
鉆木取火【答案】A【詳解】A.給水加熱是內(nèi)能從鍋傳遞給水,是利用熱傳遞方式改變物體內(nèi)能;B.壓縮空氣做功,使內(nèi)部空氣內(nèi)能增加,溫度升高,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是利用做功的方式改變物體的內(nèi)能;CD.搓手取暖、鉆木取火是克服摩擦力做功,由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是利用做功的方式改變物體的內(nèi)能;綜上,A選項改變物體內(nèi)能方式和其它不同,故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。方法技巧判斷是否是做功改變物體的內(nèi)能的方法在分析各個實例時,看有沒有力做功或克服某個力做了功,只要涉及了有力做功的情況,都屬于做功改變物體的內(nèi)能。【訓(xùn)練2-1】(2024·山西·中考真題)二氧化碳(CO2)爆破技術(shù)是現(xiàn)代工程建設(shè)中非常環(huán)保的技術(shù)。起爆前高壓泵將CO2壓縮成高壓氣體,液化后輸入爆破筒內(nèi)。如圖所示,爆破時電加熱管發(fā)熱,使筒內(nèi)的液態(tài)CO2迅速汽化,形成的高壓氣體從泄氣孔中噴出,實施爆破。下列說法正確的是()A.高壓泵壓縮CO2,氣體內(nèi)能增大,溫度降低B.高壓泵壓縮CO2,氣體內(nèi)能減小,溫度升高C.高壓CO2氣體噴出時,內(nèi)能增大,溫度升高D.高壓CO2氣體噴出時,內(nèi)能減小,溫度降低【答案】D【詳解】AB.高壓泵壓縮CO2,此時對氣體做功,因此氣體內(nèi)能增大,溫度升高,故AB錯誤;CD.高壓CO2氣體噴出時,氣體對外做功,內(nèi)能減小,溫度降低,故C錯誤,D正確?!居?xùn)練2-2】(2024·寧夏·中考真題)下列實例中屬于做功改變物體內(nèi)能的是()A.圖甲中,爐火燒水 B.圖乙中,搓手取暖C.圖丙中,用暖手寶暖手 D.圖丁中,熱雞蛋放在冷水中冷卻【答案】B【詳解】ACD.爐火燒水、用暖手寶暖手、熱雞蛋放在冷水中冷卻是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能;故ACD不符合題意;B.搓手取暖是克服摩擦做功,使物體的內(nèi)能增大,溫度升高,是通過做功改變物體的內(nèi)能,故B符合題意。故選B??枷?3溫度、內(nèi)能與熱量辨析【例題3】(2023·遼寧營口·中考真題)關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量,下列說法正確的是()A.溫度高的物體含有的熱量多B.物體吸收熱量,溫度一定升高C.氣體膨脹對外做功,自身內(nèi)能會減少D.熱傳遞過程中,溫度從高溫物體傳遞給低溫物體【答案】C【知識點】做功改變物體的內(nèi)能、溫度、熱量與內(nèi)能的區(qū)別與聯(lián)系、熱傳遞的條件和方向【詳解】A.熱量是過程量,不能說物體含有的熱量多,故A錯誤;B.物體吸收熱量過程中溫度不一定升高,如晶體在熔化過程中,吸熱但溫度不變,故B錯誤;C.氣體膨脹對外做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,則物體內(nèi)能減小,故C正確;D.在發(fā)生熱傳遞時,高溫物體放出熱量,低溫物體吸收熱量,內(nèi)能總是從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體,故D錯誤。故選C。方法技巧把握四點,解決溫度、熱量、內(nèi)能問題1.物體的溫度改變,其內(nèi)能一定改變;物體的溫度不變,內(nèi)能可能改變,例如晶體的熔化和凝固過程。2.物體的內(nèi)能改變,溫度可能不變,例如液體的沸騰過程。3.物體溫度升高,內(nèi)能一定增加,可能從外界吸收熱量,,也可能外界對其做功。4.在熱傳遞過程中,物體從外界吸收熱量,溫度可能不變,但內(nèi)能一定增加?!居?xùn)練3-1】(多選題)(2024·黑龍江雞西市·中考真題)關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量、功的說法正確的是(
)A.物體溫度升高,一定吸收了熱量B.物體溫度升高,內(nèi)能一定增加C.物體內(nèi)能增加,一定是外界對它做了功D.物體吸收熱量,溫度可能不變【答案】BD【知識點】做功改變物體的內(nèi)能、熱傳遞改變物體的內(nèi)能、溫度、熱量與內(nèi)能的區(qū)別與聯(lián)系、影響物體內(nèi)能大小的因素【詳解】A.物體溫度升高,內(nèi)能增大,可能是從外界吸收了熱量,也可能是外界對物體做功,故A錯誤;B.物體溫度升高,分子運動加劇,內(nèi)能一定增加,故B正確;C.物體內(nèi)能增加,可能是外界對它做了功,也有可能是熱傳遞,故C錯誤;D.物體吸收熱量,溫度可能不變,比如晶體在熔化時,吸收熱量,內(nèi)能增大,溫度不變,故D正確。故選BD?!居?xùn)練3-2】(2024·呼和浩特·中考真題)(1)一個圓形鐵片由“冷若冰霜”,變成“炙手可熱”。甲同學(xué)認(rèn)為一定是通過加熱方式實現(xiàn)的,乙同學(xué)認(rèn)為不一定是通過加熱方式實現(xiàn)的,還有其他的實現(xiàn)方式。你認(rèn)為哪位同學(xué)正確?請簡要說明理由。(2)丙同學(xué)認(rèn)為:熱量只能是由高溫物體向低溫物體傳遞。但是,丁同學(xué)卻認(rèn)為,只要條件合適,熱量也可能由低溫物體向高溫物體傳遞。你認(rèn)為哪位同學(xué)正確?請舉例說明?!敬鸢浮浚?)見解析;(2)見解析【詳解】(1)一個圓形鐵片由“冷若冰霜”,變成“炙手可熱”,鐵片的溫度升高,內(nèi)能變大,改變物體內(nèi)能方式除了熱傳遞之外還有做功,所以還可以通過做功的方式來實現(xiàn)鐵片溫度升高的目的,比如可以用鋼絲球摩擦鐵片,將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,鐵片的溫度也會升高,所以乙同學(xué)的說法正確。(2)熱量自發(fā)的從高溫物體傳遞給低溫物體,不能自發(fā)的從低溫物體傳遞給高溫物體,但當(dāng)存在外部干預(yù),如機械做功,熱量傳遞的方向是可以改變的。例如,冰箱的工作原理是通過電力做功,將熱量從溫度較低的內(nèi)部傳遞到溫度較高的外部,從而保持冰箱內(nèi)部的低溫?,故丁同學(xué)的說法正確。模塊三比熱容知識清單知識清單一、比較不同物質(zhì)的吸熱能力【實驗?zāi)康摹刻骄坎煌矬w的吸熱能力?!驹O(shè)計實驗】1.比較不同物質(zhì)的吸熱情況,可以采用以下兩種方案:(1)使質(zhì)量相同的不同物質(zhì)升高相同的溫度,比較加熱的時間,加熱時間長的吸熱能力強。(2)將質(zhì)量相同的不同物質(zhì)加熱相同的時間,比較升高的溫度,升高溫度小的吸熱能力強。2.實驗器材及裝置實驗器材:相同規(guī)格的電加熱器2個、燒杯2個、溫度計2個;天平、停表、水和食用油。3.實驗需測量的物理量水和食用油的質(zhì)量m;水和食用油的初溫t0和末溫t;水和食用油的加熱時間。4.實驗方法(1)控制變量法:實驗過程中控制水和食用油的質(zhì)量不變;加熱相同的時間,比較升高的溫度或升高相同的溫度,比較加熱的時間。(2)轉(zhuǎn)換法:由于實驗過程中,物質(zhì)吸收熱量的多少無法直接測量,用給物質(zhì)加熱時間的長短來代替物質(zhì)吸收熱量的多少?!具M(jìn)行實驗收集證據(jù)】(1)用天平分別稱取200g的水和食用油,并把它們裝入兩個規(guī)格相同的燒杯中;(2)用溫度計分別測出水和食用油的初溫;(3)用兩個相同規(guī)格的電加熱器分別給水和食用油加熱。(4)讓水和食用油升高相同的溫度,記錄并比較加熱所用的時間。物質(zhì)質(zhì)量/g初溫/℃末溫/℃溫度變化/℃加熱時間/min水2001545308食用油2001545305【分析論證】對質(zhì)量相等的水和食用油加熱,若要使它們升高相同的溫度,對水加熱的時間要更長一些,表明相同質(zhì)量的水與食用油升高相同的溫度,吸收的熱量不相等,水吸收的熱量更多?!緦嶒灲Y(jié)論】質(zhì)量相等的不同物質(zhì),吸收相同的熱量時升高的溫度不同;質(zhì)量相等的不同物質(zhì),升高相同的溫度時吸收的熱量也不同。這表明不同種類的物質(zhì)吸熱情況不同?!驹u估與交流】(1)測量物質(zhì)的選?。簯?yīng)選取質(zhì)量、初溫相同的不同物質(zhì);(2)選擇相同的熱源目的:是為了讓兩種物質(zhì)在相同加熱時間內(nèi)吸收的熱量相同;(3)該實驗用裝置常見的有兩種,甲裝置中散熱集中,可以控制水與煤油在相同的加熱時間內(nèi)吸收的熱量基本相等。(4)擴展性實驗——用傳感器比較不同物質(zhì)的比熱容不同物質(zhì)吸熱的差異還可以用圖所示的實驗很快比較出來。用鐵夾將溫度傳感器及分別盛有質(zhì)量相同的水和色拉油的兩個試管固定在鐵架臺上,溫度傳感器的探頭部分要與試管內(nèi)的水或色拉油良好接觸,兩只溫度傳感器通過數(shù)據(jù)采集線與計算機相連接。在計算機上打開與此儀器配套的專用軟件,點擊“開始記錄”,同時打開紅外加熱器開關(guān),對盛有水和油的試管進(jìn)行加熱,在計算機上可以得到相應(yīng)的實驗圖線。二、比熱容1.定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比,叫做這種物質(zhì)的比熱容,用符號c表示。2.定義式:3.單位:焦/(千克·℃),符號是J/(kg·℃),是由質(zhì)量、溫度和熱量的單位組合而成。4.物理意義:表示不同物質(zhì)的吸熱能力(本領(lǐng))的大小。如水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),表示1kg的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J。5.對比熱容的理解(1)比熱容是物質(zhì)的特性之一。物質(zhì)的比熱容不會因為物質(zhì)吸收或放出熱量的多少而改變,也不會因為質(zhì)量的多少或溫度變化的多少而改變。也就是說,比熱容的大小只與物質(zhì)的種類及其狀態(tài)(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))有關(guān),與物質(zhì)的質(zhì)量、吸收的熱量、溫度的變化無關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。(2)不同物質(zhì)的比熱容一般不同。同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下,比熱容是一個不變的值。如果物質(zhì)的狀態(tài)改變了,比熱容的大小往往隨之改變,如水變成冰,比熱容變小。(3)單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度降低1°C所放出的熱量,與它溫度升高1°C所吸收的熱量相等,數(shù)值上也等于它的比熱容。6.水的比熱容(1)常見物質(zhì)中水的比熱容較大。表明在同樣受熱或冷卻的情況下,水的溫度變化要小些。(2)應(yīng)用:作散熱劑或冷卻劑。如汽車發(fā)動機用水冷卻;冬天用水作取暖設(shè)備的供熱介質(zhì)。(3)解釋現(xiàn)象:沙漠地區(qū)晝夜溫差比較大,沿海地區(qū)晝夜溫差比較小。這是由于水的比熱容比較大,一定質(zhì)量的水與相同質(zhì)量的沙石相比,吸收或放出相同的熱量時,水的溫度變化比較小。三、熱量的計算1.物質(zhì)吸熱時,熱量的計算:Q吸=cm△t=cm(t-t0);2.物質(zhì)放熱時,熱量的計算:Q放=cm△t=cm(t0-t)。其中:Q吸表示吸收的熱量,Q放表示放出的熱量,單位:焦(J)。c表示比熱容,單位:焦/(千克·℃)(J/(kg·℃)m表示質(zhì)量,單位:千克(kg)△t表示溫度的變化量(升高或降低的溫度),t0—初溫、t—末溫,單位:℃。方法清單方法清單考向01探究不同物質(zhì)吸熱能力【例題1】(2024·齊齊哈爾·中考真題)小姜利用如圖1所示的裝置“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”。(1)器材:相同規(guī)格的電加熱器、燒杯、溫度計各兩個,以及(填測量工具)、托盤天平(含砝碼)、水和煤油;(2)選取兩個相同規(guī)格的電加熱器進(jìn)行實驗,目的是為了通過比較來比較物質(zhì)吸收熱量的多少;(3)實驗中選取初溫不同、相同的水和煤油,分別倒入燒杯中,用電加熱器加熱,當(dāng)它們吸收相同的熱量時,通過比較來比較不同物質(zhì)吸熱能力的強弱;(4)如圖2所示,小姜正確使用溫度計測量液體的溫度,按照圖中(選填“A”、“B”或“C”)方法讀數(shù)是正確的;實驗中某時刻溫度計示數(shù)如圖3所示為℃;(5)部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示,分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:(選填“水”或“煤油”)的吸熱能力更強。加熱時間/min01234……10水的溫度/℃3034384246……70煤油溫度/℃1018263442……90【答案】停表加熱時間質(zhì)量升高的溫度B66水【詳解】(1)比較不同物質(zhì)吸熱情況的實驗中需測量加熱時間,故缺少的實驗器材是秒表。(2)實驗中用兩個相同的電加熱器加熱,加熱時間越長,物質(zhì)吸收的熱量越多,因此通過比較加熱時間的長短來比較物質(zhì)吸收熱量的多少。(3)根據(jù)比較不同物質(zhì)吸熱能力的兩種方法可知,實驗中要控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相等,即實驗中應(yīng)量取質(zhì)量相等的水和煤油,分別倒入相同的燒杯中,用相同的電加熱器加熱,當(dāng)它們吸收相同熱量時,通過比較升高的溫度來判斷吸熱能力的強弱。(4)使用溫度計測量液體的溫度時,視線要與液柱的上表面相平,故B正確。由圖3可知,溫度計的分度值為1℃,此時是零上,因此溫度計示數(shù)為66℃。(5)由表中數(shù)據(jù)知,水和煤油加熱相同的時間,水升高的溫度較低,說明水的吸熱能力強。方法技巧探究物質(zhì)吸熱能力的實驗中的控制變量法與轉(zhuǎn)換法1.控制變量法:探究物質(zhì)吸熱能力的實驗需要應(yīng)用控制變量法,根據(jù)控制變量法的要求分析問題。用相同的熱源對液體加熱,液體在相等時間內(nèi)吸收的熱量相等。質(zhì)量相同的不同液體升高相同的溫度,吸收的熱量越多,液體吸熱能力越強;或者質(zhì)量相同的不同物質(zhì)吸收相同的熱量,升高溫度少的吸熱能力強。2.轉(zhuǎn)換法:物質(zhì)吸收熱量的多少難以直接測量,所以該實驗中使用加熱時間長短反映吸收熱量的多少。【訓(xùn)練1-1】(2024·湖北·中考真題)如圖甲,利用相同規(guī)格的加熱器加熱等質(zhì)量的a、b兩種液體,得到溫度隨時間變化的圖像如圖乙,分析可知()A.相同時間內(nèi)a中加熱器產(chǎn)生的熱量比b中的多B.a(chǎn)和b的吸熱能力都隨著溫度的升高不斷增大C.升高相同溫度a所用時間比b少,a的吸熱能力比b弱D.相同時間內(nèi)a升高的溫度比b多,a的吸熱能力比b強【答案】C【詳解】A.實驗中使用相同規(guī)格的加熱器,則相同時間內(nèi)a中加熱器產(chǎn)生的熱量與b中的加熱器產(chǎn)生的熱量相同,故A不符合題意;B.吸熱能力是物質(zhì)的屬性,保持不變,所以a和b的吸熱能力不會隨著溫度的升高而發(fā)生變化,故B不符合題意;C.由于相同時間內(nèi)a中加熱器產(chǎn)生的熱量與b中的加熱器產(chǎn)生的熱量相同,則相同時間內(nèi)兩種液體吸收的熱量相同;升高相同的溫度,a所用時間比b少,則a吸收的熱量少,a、b兩種液體的質(zhì)量相等,由c=Q/mΔt可知,a的吸熱能力比b弱,故C符合題意;D.由于相同時間內(nèi)a中加熱器產(chǎn)生的熱量與b中的加熱器產(chǎn)生的熱量相同,則相同時間內(nèi)兩種液體吸收的熱量相同,相同時間內(nèi)a升高的溫度比b多,a、b兩種液體的質(zhì)量相等,由c=Q/mΔt可知,a的吸熱能力比b弱,故D不符合題意。故選C。【訓(xùn)練1-2】某小組同學(xué)為了比較水和沙石的比熱容大小,在兩個相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量相同的水和沙石,用相同的酒精燈加熱。
(1)小組的實驗裝置如圖所示,其中有一處明顯的錯誤,錯誤之處是;(2)更正錯誤后,加熱相同的時間,沙石升高的溫度比水多,說明沙石的比熱容比水(選填“大”或“小”);(3)比較全班不同小組的實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)各小組之間的實驗數(shù)據(jù)有較大的不同,可能原因是(請寫出一條)。【答案】盛水燒杯中溫度計的玻璃泡接觸了燒杯底小見解析【詳解】(1)根據(jù)實驗裝置可知,其中一處明顯的錯誤是水中溫度計的玻璃泡接觸了杯底。(2)更正錯誤后,加熱相同的時間,則水和沙石吸收的熱量相同,沙石升高的溫度比水多,說明沙石的吸熱能力弱,即沙石的比熱容比水小。(3)比較全班不同小組的實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)各小組之間的實驗數(shù)據(jù)有較大的不同,可能原因是:各小組所用水(沙石)的質(zhì)量不一樣;各小組水(沙石)的初溫不一樣;各小組的酒精燈不完全相同;各小組記錄溫度變化的時間間隔不一樣。【訓(xùn)練1-3】如圖所示,在“比較不同物質(zhì)吸熱情況”的實驗中,各取質(zhì)量為50g、初溫為20℃的水和食用油分別裝在兩個相同的燒杯中,用兩個相同的酒精燈加熱,每隔1min記錄一次數(shù)據(jù),如下表所示。
物質(zhì)加熱時間/min消耗酒精/g末溫度/℃物質(zhì)加熱時間/min消耗酒精/g末溫度/℃食用油10.554水10.53521.08821.05031.512231.565(1)分析實驗數(shù)據(jù)可知,(選填“水”或“食用油”)的吸熱能力更強;(2)實驗中主要用到的科學(xué)探究方法有控制變量法和法;(3)根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù),則2min內(nèi)食用油吸收的熱量是J,所使用的酒精燈的加熱效率為(q酒精=3.0×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃))?!敬鸢浮克D(zhuǎn)換6.3×10321%【詳解】(1)由表中數(shù)據(jù)可知,相同質(zhì)量的水和食用油,吸收相同熱量時,食用油的溫度變化量更大,故可知水的吸熱能力更強。(2)實驗中為了控制無關(guān)變量,應(yīng)控制水和食用油的質(zhì)量和初溫相同,故運用了控制變量法,將水和食用油吸收熱量的多少轉(zhuǎn)化為加熱時間,運用了轉(zhuǎn)換法。(3)因2min內(nèi)水和食用油吸收的熱量相同,故由Q=cmΔt可得Q吸=c水m水Δt水=c油m油Δt油=4.2×103J/(kg·℃)×0.05kg×(50℃-20℃)=6.3×103J由Q=mq可得,酒精完全燃燒釋放的熱量為Q放=m酒精q酒精=1×10-3kg×3.0×107J/kg=3.0×104J故可得所使用的酒精燈的加熱效率為考向02比熱容概念及應(yīng)用【例題2】下表是一些物質(zhì)的比熱容,從表中得出的下列說法中正確的是()物質(zhì)比熱容c/[J/(kg·℃)]物質(zhì)比熱容c/[J/(kg·℃)]水鋁酒精銅煤油汞冰鉛A.比熱容是物質(zhì)的一種特性,不同物質(zhì)的比熱容大小不同B.液態(tài)物質(zhì)的比熱容比固態(tài)物質(zhì)的比熱容大C.體溫計內(nèi)測溫液體選用水銀的一個原因是水銀的比熱容較小D.上表中相同質(zhì)量的不同物質(zhì)吸收相同的熱量,水升高的溫度較高【答案】C【詳解】A.讀表格可知,煤油和冰是不同物質(zhì)比熱容相同,比熱容都是2.1×103J/(kg·℃),故A錯誤;B.讀表格可知,一般情況下,煤油是液體,冰是固態(tài),它們的比熱容相同,都是2.1×103J/(kg·℃),故B錯誤;C.讀表格可知,相比之下,水銀的比熱容更小,這樣在吸收相同的熱量時,其溫度變化明顯,因此,適合作為測溫物質(zhì),故C正確;D.讀表格可知,水的比熱容最大,相同質(zhì)量的不同物質(zhì)吸收相同的熱量,由Δt=Q/cm可知,水升高的溫度較小,故D錯誤。故選C。方法技巧理解比熱容的概念1.比熱容是物質(zhì)的一種特性,其大小與物質(zhì)的種類及其狀態(tài)有關(guān),而與物體的質(zhì)量、升高(或降低)的溫度、吸收(或放出)的熱量均無關(guān)。2.水比熱容大的三種應(yīng)用:(1)“冷卻”、“取暖”均利用水的比熱容大的特點;(2)“調(diào)節(jié)氣溫”:根據(jù)公式c=Q/mΔt可知,相同質(zhì)量的水和沙石(或泥土)相比,吸收相同的熱量,水升高的溫度低,所以沿海或江河區(qū)域的晝夜溫差小。3.圖像法在比熱容問題中的應(yīng)用一般情況下橫軸表示加熱時間,縱軸表示溫度。解答方法有兩種:(1)選取相同的加熱時間,比較溫度的變化,在相同的加熱時間內(nèi),溫度變化小的比熱容大;(2)選取相同的溫度變化,比較所用的加熱時間,溫度變化相同時,加熱時間長的比熱容大。【訓(xùn)練2-1】位于沙漠邊緣的羅布泊晝夜溫差比沿海地區(qū)大,這是因為與水相比,砂石的()A.比熱容較小 B.比熱容較大 C.密度較小 D.密度較大【答案】A【知識點】比熱容的概念、單位和物理意義、密度的概念、定義式及單位【詳解】AB.沙漠邊緣的羅布泊晝夜溫差比沿海地區(qū)大,這是因為與水相比,砂石的比熱容小,升溫快,晝夜溫差大,故A符合題意;B不符合題意;CD.密度是質(zhì)量與體積之比,密度的大小與升溫快慢無關(guān),故CD不符合題意。故選A?!居?xùn)練2-2】用兩個相同的電加熱器給質(zhì)量和初溫相同的甲、乙兩種物質(zhì)加熱,它們的溫度隨時間的變化關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是()①乙物質(zhì)的吸熱能力小于甲物質(zhì)的吸熱能力②0~10min甲、乙兩種物質(zhì)吸收的熱量之比為2∶1③甲、乙兩種物質(zhì)的比熱容之比為1∶2④當(dāng)甲、乙兩物質(zhì)都升高至60℃,甲、乙兩種物質(zhì)吸收的熱量之比為1∶2A.只有①②正確 B.只有③正確C.只有②④正確 D.只有③④正確【答案】D【詳解】由題知,用兩個相同的電加熱器加熱,在相等時間內(nèi)液體吸收的熱量相等,則0~10min甲、乙兩種物質(zhì)吸收的熱量之比為1∶1;由圖像可以看出,當(dāng)甲、乙兩物質(zhì)都從10℃升高至60℃,甲需要加熱10min,乙需要加熱20min,乙的加熱時間更長,吸收熱量更多,則乙物質(zhì)的吸熱能力大于甲物質(zhì)的吸熱能力,吸收的熱量之比為根據(jù)Q吸=cmΔt,質(zhì)量相同,溫度變化量相同,則比熱容和吸收的熱量成正比,所以甲、乙兩種物質(zhì)的比熱容之比也為1∶2。綜上,①②錯誤,③④正確。故ABC錯誤,D正確。故選D。【訓(xùn)練2-3】(2023·揚州·中考真題)下列與比熱容有關(guān)的生活現(xiàn)象,描述正確的是()A.沙漠地區(qū)晝夜溫差小B.汽車發(fā)動機常用水做冷卻劑C.在太陽光的照射下,干泥土比濕泥土升溫慢D.“早穿棉襖午穿紗,圍著火爐吃西瓜”是我國沿海地區(qū)的生活寫照【答案】B【詳解】AD.與沿海地區(qū)相比,由于沙漠地區(qū)的沙子的比熱容比水的比熱容小,白天吸收相同的熱量后,沙子的溫度升高得多,氣溫較高;夜晚放出相同熱量后,沙子的溫度下降得多,氣溫較低,因此沙漠地區(qū)晝夜溫差大,故“早穿棉襖午穿紗,圍著火爐吃西瓜”是我國沙漠地區(qū)的生活寫照,故AD錯誤;B.水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)相比,升高相同溫度時,水吸收的熱量多,因此用水來做發(fā)動機的冷卻劑,故B正確;C.水的比熱容大,濕泥土中含水多,因此干泥土的比熱容小于濕泥土的比熱容,在同等質(zhì)量、同樣的吸熱情況下,干泥土的溫度上升比較快,故C錯誤。故選B。考向03比熱容相關(guān)計算【例題3】(2024·安徽·中考真題)一保溫杯中裝有質(zhì)量為200g,溫度為25℃的水。將一個質(zhì)量為100g,溫度為100℃的金屬塊放入杯中,一段時間后杯內(nèi)水和金屬塊的溫度穩(wěn)定在30℃,假設(shè)金屬塊放出的熱量全部被水吸收,已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),則該金屬塊的比熱容為J/(kg·℃)?!敬鸢浮?.6×103【詳解】水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(30℃-25℃)=4.2×103J因金屬塊放出的熱量全部被水吸收,則金屬塊放出的熱量為4.2×103J,則金屬塊的比熱容為c方法技巧結(jié)合條件,緊扣公式解題利用熱量計算公式Q吸=c水m(t-t0)、Q放=c水m(t0-t)進(jìn)行計算。解題時,需明確題目所給條件,找準(zhǔn)對應(yīng)關(guān)系,代入相應(yīng)公式或變形公式解答。同時還應(yīng)注意溫度和溫度變化量的區(qū)別?!居?xùn)練3-1】(2024·煙臺·中考真題)在探究“物質(zhì)的吸熱能力與哪些因素有關(guān)”的實驗中,用質(zhì)量是0.3kg的水和甲表中等質(zhì)量的另一種物質(zhì)進(jìn)行對比,作出的圖像如圖乙所示。實驗過程中,水和另一種物質(zhì)在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等,分析圖像可以得出圖線(選填“a”或“b”)對應(yīng)的物質(zhì)為水,另一種物質(zhì)為,這種物質(zhì)在0~5min內(nèi)吸收的熱量為J。表甲【答案】b煤油2.52×104【詳解】時間相等時,兩種液體放出的熱量相等,由圖示可以看出,a液體的溫度降低的快,b液體溫度降低慢;根據(jù)熱量的計算公可知,在質(zhì)量相等、初溫相同、放熱也相同的情況下,誰的溫度降低得快,它的比熱容小,所以b對應(yīng)的物質(zhì)為水。由圖可知,在0到5分鐘時,a液體的溫度變化了40℃,b液體(水)的溫度變化了20℃,加熱相同時間,吸收的熱量相同,即Qa=Q水展開得c代入數(shù)據(jù)可知c解得ca=2.1×1這種物質(zhì)在0~5min內(nèi)吸收的熱量為Qa【訓(xùn)練3-2】吃早飯的時候,媽媽想用熱水給小進(jìn)加熱如圖所示的盒裝牛奶,使牛奶的溫度由22℃升高到47.2℃。[c水=4.2×103焦/(千克·℃),c牛奶=2.5×103焦/(千克·℃)]。求:(1)牛奶吸收的熱量?(2)若不考慮熱量損失,熱水放出的熱量全部被牛奶吸收,媽媽至少要用53.2℃的熱水多少千克?
【答案】(1)1.26×104J;(2)0.5kg【詳解】(1)牛奶吸收的熱量Q吸=c牛奶m牛奶(t-t0)=2.5×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(47.2℃-22℃)=1.26×104J(2)若不考慮熱量損失,熱水放出的熱量Q放=Q吸=1.25×104J由Q放=cm(t水-t)可知,熱水的質(zhì)量m答:(1)牛奶吸收的熱量為1.26×104J;(2)至少要用53.2℃的熱水0.5kg。三、易混易錯分析易混易錯點1易混易錯點1不能區(qū)分機械運動和分子的熱運動【辨析】分子的熱運動與外力作用下的機械運動是不同的,兩者比較如下:項目分子的熱運動機械運動研究對象微觀分子宏觀物體運動規(guī)律單個分子的運動無規(guī)律可循有規(guī)律可循運動情況自發(fā)的、永不停息地運動受外力運動肉眼是否觀察到不能直接觀察到可直接觀察到影響運動快慢的因素溫度力及力的作用時間實例聞到花香及飯菜的味道、水中放糖變甜、甲醛的氣味等沙塵撲面、雪花飄飄、霧氣騰騰、煙花綻放等【例題1-1】下列用分子動理論解釋生活中的現(xiàn)象,說法正確的是()A.破鏡不能重圓,是因為分子間有排斥力B.花香四溢,是因為分子在不停地運動C.水往低處流,是因為分子在不停地運動D.物體熱脹冷縮,是因為分子的大小隨溫度的變化而改變【答案】B【詳解】A.破鏡不能重圓,是因為分子間的間距大于分子間作用力的作用范圍,故A錯誤;B.因為分子在不停地運動,所以花香分子擴散到空氣,造成香氣四溢,故B正確;C.水往低處流,是因為重力的緣故,故C錯誤;D.物體熱脹冷縮,是因為分子的間距隨溫度的變化而改變,不是分子的大小變化了,D錯誤?!纠}1-2】下列現(xiàn)象用分子動理論的觀點解釋,其中正確的是()A.落葉在風(fēng)中飛舞表明空氣分子在不停地做無規(guī)則運動B.鐵塊很難被壓縮表明分子間沒有間隙C.鮮花香氣四溢是一種擴散現(xiàn)象D.水和酒精混合后總體積減少表明分子間有引力【答案】C【詳解】A.落葉在風(fēng)中飛舞屬于機械運動,故A錯誤;B.鐵塊很難被壓縮表明分子間存在斥力,故B錯誤;C.鮮花香氣四溢是花香分子無規(guī)則運動的結(jié)果,是一種擴散現(xiàn)象,故C正確;D.水和酒精混合后總是體積減少表明分子間有間隙。故選C。對分子動理論的理解對分子動理論的理解易混易錯點2【辨析】知識點錯誤觀點正確解釋分子間存在間隙酒精和水混合后體積減小,說明分子間存在引力酒精和水混合后體積減小,說明分子間有間隙,不是分子間引力作用的結(jié)果海綿容易被壓縮,說明分子間有間隙海綿容易被壓縮,是因為海綿的多孔結(jié)構(gòu),不是分子間有間隙黃豆與芝麻混合后總體積變小,說明分子間有間隙黃豆和芝麻是宏觀物體,不能說明分子間有間隙分子熱運動陽光下灰塵飛舞,說明分子在不停地做無規(guī)則運動凡是肉眼能直接觀察到的物體都不是分子,灰塵肉眼可見,是宏觀物體,其運動是機械運動,不是分子熱運動在光學(xué)顯微鏡下看到細(xì)菌在活動,說明分子在運動在光學(xué)顯微鏡下能觀察到的物體不是分子,細(xì)菌不是分子,電子顯微鏡可觀察到分子擴散現(xiàn)象只能發(fā)生在氣體和液體中擴散現(xiàn)象不僅能在氣體和液體中發(fā)生,也能在固體中發(fā)生,只不過常溫下在固體中擴散速度較慢,短時間內(nèi)現(xiàn)象不明顯紅墨水在水中散開,說明分子間有斥力紅墨水在水中散開,說明分子在不停地做無規(guī)則運動:沒有對比實驗,不能說明溫度越高,分子運動越快將紅墨水滴入熱水中,過一會兒整杯水變成紅色,說明溫度越高,分子運動越快分子間存在相互作用力吸盤能牢牢地吸附在玻璃上,說明分子間存在引力吸盤內(nèi)是真空,在大氣壓的作用下吸附在玻璃上,不能說明分子間有引力固體或液體很難被壓縮,說明固體或液體分子間只存在斥力固體或液體很難被壓縮,說明分子間存在斥力,但分子間的引力和斥力是同時存在的,對外的表現(xiàn)是引力和斥力共同作用的效果破鏡不能重圓,說明分子間存在斥力鏡子破碎后,兩塊鏡子分子間的距離遠(yuǎn)大于10倍的分子平衡距離,彼此之間幾乎沒有作用力,不是因為分子間存在斥力氣體很容易被壓縮,說明分子間有引力氣體分子間距離很大,分子間作用力很小,故氣體容易被壓縮【例題2】下列現(xiàn)象用分子動理論解釋正確的是()A.石灰石能被粉碎成粉末,說明物質(zhì)是由分子組成的B.墨水在熱水中比在冷水中擴散快,說明溫度越高,分子運動越劇烈C.“破鏡不能重圓”,說明分子間有斥力D.海綿用力一捏會縮成一團,說明分子間有間隙【答案】B【詳解】A.石灰石能被粉碎成粉末,固體大顆粒變成小顆粒,與分子無關(guān),故A錯誤;B.墨水在熱水中比在冷水中擴散快,說明溫度越高,分子運動速度越快,故B正確;C.由于鏡子破裂處的絕大多數(shù)分子間距離較大,大于分子直徑的10倍,分子間的作用力就十分微弱,所以“破鏡不能重圓”,此現(xiàn)象不能說明分子間由斥力,故C錯誤;D.用手捏海綿,海綿的體積變小了,是因為海綿之間的空氣被擠出了,與分子間隙無關(guān),故D錯誤。故選B。對內(nèi)能、熱量和溫度的理解對內(nèi)能、熱量和溫度的理解易混易錯點3【辨析】錯誤觀點正確解釋0C的冰塊內(nèi)能為零任何溫度、任何狀態(tài)下物體都有內(nèi)能溫度相同的物體內(nèi)能一定相等內(nèi)能的影響因素有溫度、質(zhì)量、種類、體積、物態(tài)等,判斷時要全面考慮熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞發(fā)生熱傳遞的條件是具有溫度差而不是內(nèi)能差發(fā)生熱傳遞時,溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體熱傳遞過程中傳遞的是熱量而不是溫度溫度高的水一定比溫度低的水含有的熱量多熱量是過程量,不能用“含有”“具有”來描述物體的內(nèi)能增加,一定是從外界吸收了熱量改變內(nèi)能的方式有兩種:做功和熱傳遞,這兩種方法是等效的;物體的內(nèi)能發(fā)生了改變,可能是做功也可能是熱傳遞物體的溫度升高,一定是吸收了熱量物體吸收(或放出)熱量,溫度一定升高(或降低)在液體沸騰、晶體熔化或凝固過程中,物體吸、放熱,內(nèi)能變化,溫度不變。物體溫度升高,內(nèi)能一定增加;物體溫度降低,內(nèi)能一定減少。但是,物體內(nèi)能增加,溫度不一定升高;內(nèi)能減少,溫度不一定降低物體的內(nèi)能增加,溫度一定升高物體吸熱,內(nèi)能一定增加物體吸熱內(nèi)能不一定增加,如吸熱并對外做功,內(nèi)能可能不變【例題3-1】以下關(guān)于同一物體的內(nèi)能、熱量、溫度說法正確的是()A.物體內(nèi)能增大,溫度一定升高B.對物體做功,物體的內(nèi)能不一定增大C.物體溫度升高,內(nèi)能不一定增大D.物體內(nèi)能增大,一定吸收了熱量【答案】B【詳解】A.物體內(nèi)能增大,溫度不一定升高,比如晶體熔化過程中,吸熱內(nèi)能增加,但溫度不變,故A錯誤;B.外界對物體做功,若物體同時放出熱量,則物體的內(nèi)能不一定增加,故B正確;C.同一物體,質(zhì)量不變,物體溫度升高,內(nèi)能一定增大,故C錯誤;D.物體內(nèi)能增大,可能是吸收了熱量,也可能是由于外界物體對它做了功,故D錯誤。故選B?!纠}3-2】關(guān)于內(nèi)能、溫度、熱量,下列說法:①物體內(nèi)能增大,可能是從外界吸收熱量;②物體具有的內(nèi)能就是物體具有的熱量;③0℃的冰塊變?yōu)橥瑴囟鹊乃瑑?nèi)能不變;④物體內(nèi)能減少時,溫度可能不變;⑤熱量從高溫物體傳給低溫物體,所以熱傳遞具有方向性;⑥相同質(zhì)量、相同溫度的物體,內(nèi)能一定相同;⑦物體的內(nèi)能增大,含有的熱量一定增加;⑧鋸條鋸木板時,鋸條的內(nèi)能增加,木板的內(nèi)能減少。正確的是()A.①③⑦ B.①④⑦ C.①④⑤ D.②④⑧【答案】C【詳解】①物體內(nèi)能增大,可能是從外界吸收熱量,也可能是外界對物體做功,故①正確;②物體具有的內(nèi)能是它所有分子動能和分子勢能的總和,是狀態(tài)量;熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能改變的多少,是過程量;故②錯誤;③0℃的冰塊變?yōu)橥瑴囟鹊乃?,是冰的熔化過程,需要吸收熱量,內(nèi)能增大,故③錯誤;④物體內(nèi)能減少時,溫度可能不變,如晶體凝固,故④正確;⑤熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,是因為熱傳遞具有方向性,實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移具有方向性,故⑤正確;⑥相同質(zhì)量、相同溫度的物體,內(nèi)能不一定相同,如冰熔化成水后,質(zhì)量和溫度均未變化,但是內(nèi)能增大,故⑥錯誤;⑦物體內(nèi)能增大,但不能說含有熱量,熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能的改變量,故⑦錯誤;⑧鋸條鋸木板時,由于摩擦生熱,鋸條和木板的溫度都升高,鋸條的內(nèi)能增加,木板的內(nèi)能也增加,故⑧錯誤。故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。在熱量的有關(guān)計算中易出錯易在熱量的有關(guān)計算中易出錯易混易錯點4【辨析】熱量的有關(guān)計算中要注意1.在計算熱量時單位要統(tǒng)一。2.正確區(qū)分“升高”“升高了”“升高到”和“降低”“降低了”“降低到”這幾種不同的表達(dá)方式所表示的物理意義。3.要注意物體吸收或放出的熱量與物體的質(zhì)量、物質(zhì)的比熱容及溫度的改變量有關(guān),分析熱量的變化時應(yīng)兼顧三者。4.計算液體的末溫時,要考慮液體的沸點,末溫不能超過沸點?!纠}4】在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,質(zhì)量為1kg,初溫為80℃的水吸收1.26×105J熱量后,其溫度升高到多少?若這些熱量被5kg的銅塊吸收,則銅塊升高的溫度是多少℃?(c水=4.2×103J/(kg?℃),c銅=0.39×103J/(kg?℃),最后結(jié)果保留一位小數(shù))【答案】水的溫度升高到100℃;銅塊升高的溫度為64.6℃【詳解】根據(jù)吸收熱量的公式Q=cmΔt得,水升高的溫度:水的末溫為t末=t初+Δt=80℃+30℃=110℃,在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點為100℃,故水的溫度升高到100℃,則銅塊升高的溫度是:四、中考熱點掃描考點一分子動理論考點一分子動理論考點突破:用分子動理論解釋現(xiàn)象是中考的??純?nèi)容,解題的關(guān)鍵是:1.建立分子動理論模型。常見的物質(zhì)是由大量的分子、原子構(gòu)成的;構(gòu)成物質(zhì)的分子在不停地做無規(guī)則運動;分子之間同時存在著引力和斥力。2.知道微觀與宏觀的關(guān)系:分子很小,直接用肉眼是看不見的,但它的運動可以通過宏觀的擴散現(xiàn)象來反映,同時要把分子運動與微小物體的運動區(qū)分開來。3.知道溫度、熱運動及擴散的關(guān)系:物體溫度越高,分子的熱運動越劇烈,物質(zhì)發(fā)生擴散也越快?!纠}1】兩只相同的集氣瓶中分別裝有空氣和紅棕色的二氧化氮氣體,用玻璃板隔開后按圖示放量,抽去玻璃板,保持兩瓶口緊貼靜置較長時間后,兩瓶中氣體顏色變得相同。已知瓶中二氧化氮氣體的密度比空氣的密度大,下列說法正確的是()A.此現(xiàn)象能說明分子間存在相互作用的引力B.此現(xiàn)象與“掃地時灰塵飛揚”的成因相同C.顏色變得相同后,瓶中氣體分子停止運動D.顏色變得相同后,上方瓶中氣體密度比空氣大【答案】D【詳解】A.圖示中,抽去玻璃板后,紅棕色的二氧化氮氣體和空氣最后會混合在一起,兩個瓶中氣體的顏色變得相同,這是因為分子在不停地做無規(guī)則的運動,而不能說明分子間有相互作用的引力,故A錯誤;B.掃地時灰塵飛揚,是顆粒在做機械運動,而不是分子的熱運動,故B錯誤;C.分子的熱運動是永不停息的,顏色相同后,氣體分子仍然在做運動,故C錯誤;D.原來上方瓶中為空氣,現(xiàn)在兩瓶顏色相同了,說明密度比空氣大的二氧化氮氣體與空氣混在一起了,所以上方瓶中氣體密度比空氣密度大,故D正確。故選D。考點二溫度、內(nèi)能、熱量、做功之間的聯(lián)系考點二溫度、內(nèi)能、熱量、做功之間的聯(lián)系考點突破:溫度、熱量和內(nèi)能是熱學(xué)中三個重要的物理量,在中考中常以概念的理解和應(yīng)用為考查重點。1.物體溫度升高(降低),內(nèi)能一定增加(降低),但不一定是吸收(放出)了熱量,因用
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