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文檔簡(jiǎn)介
專題16內(nèi)能
固、液、氣三態(tài)的宏觀特性如何用微觀特性解釋?
【疑難詮釋】物質(zhì)的狀態(tài)變化時(shí)體積發(fā)生變化,主要是由于構(gòu)成該物質(zhì)的分子在排列方式上發(fā)生了變化。
分子排列分子間作用力體積和形狀流動(dòng)性
固態(tài)物質(zhì)十分緊密強(qiáng)大形狀固定無(wú)
液態(tài)物質(zhì)位置不固定,運(yùn)動(dòng)自由比固體的小無(wú)確定的形狀有
氣態(tài)物質(zhì)極度散亂、間距很大極小無(wú)確定的形狀,易被壓縮有
【典例剖析】下表歸納了固、液、氣三態(tài)物質(zhì)的宏觀特性和微觀特性,分析表格所填寫(xiě)的信息可知,表格
中①②處應(yīng)分別填寫(xiě)()
物態(tài)微觀特性宏觀特性
分子和距離分子間作用力有無(wú)形狀有無(wú)體積
固態(tài)很?、儆泄潭ㄐ螤钣泄潭w積
液態(tài)較大較大無(wú)固定形狀②
氣態(tài)很大很小無(wú)固定形狀無(wú)固定體積
A.很??;有固定體積B.很??;無(wú)固定體積
C.很大;有固定體積D.很大;無(wú)固定體積
【答案】C
【解析】
固態(tài)物體分子間的作用力很大,液態(tài)物體有固定的體積,故選C。
破鏡為何不能重圓?
分子間的作用力是短程力。當(dāng)分子間的距離超過(guò)10-9m時(shí),分子之間作用力十分微弱,可忽略不計(jì)。鏡塊間的距
離遠(yuǎn)大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。
【典例剖析】將煤炭堆放在墻角,一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)墻壁變黑,說(shuō)明;俗語(yǔ)說(shuō)"一個(gè)巴掌拍不響”,
說(shuō)明了;"破鏡不能重圓”是因?yàn)閷⑵歧R合起來(lái)時(shí),鏡子破裂處的絕大多數(shù)分子間距離
(選填"較大"或"較小"),所以分子間(選填"幾乎沒(méi)有相互作用力"、"存在較大斥力"或"存在較
大引力”)。
【答案】分子永不停信息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)力的作用是相互的較大幾乎沒(méi)有相互作用力
【解析】
[1]一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。將煤炭堆放在墻角,一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)墻壁變黑,說(shuō)明分子
永不停信息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
⑵力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用。一個(gè)巴掌拍不響,說(shuō)明力的作用是相互的。
⑶⑷分子間存在相互的引力和斥力,當(dāng)分子間距離大于分子直徑10倍時(shí),分子間作用力幾乎沒(méi)有。"破鏡
不能重圓”是因?yàn)閷⑵歧R合起來(lái)時(shí),鏡子破裂處的絕大多數(shù)分子間距離較大,所以分子間幾乎沒(méi)有相互作用
力。
三.內(nèi)能與機(jī)械能有何不同?
機(jī)械能是宏觀的,是物體作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)所具有的能量,它的大小與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān);內(nèi)能是微觀的,是
物體內(nèi)部所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)快慢及分子作用力有關(guān)。這種
無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是分子在物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng),而不是物體的整體運(yùn)動(dòng)。
【典例剖析】下列現(xiàn)象中,哪句不能用分子運(yùn)動(dòng)理論來(lái)解釋()
A.花香自有蝶飛來(lái)B.酒香不怕巷子深
C.鴨蛋泡鹽成咸蛋D.風(fēng)吹灰塵滿天飛
【答案】D
【解析】
A.聞到花香是由于構(gòu)成花的分子擴(kuò)散在空氣中,為擴(kuò)散現(xiàn)象,擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則
運(yùn)動(dòng),故A不符合題意;
B.聞到酒香是由于構(gòu)成酒的分子擴(kuò)散在空氣中,為擴(kuò)散現(xiàn)象,擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則
運(yùn)動(dòng),故B不符合題意;
C.鴨蛋泡鹽成咸蛋,說(shuō)明構(gòu)成鹽的分子進(jìn)入到鴨蛋中,為擴(kuò)散現(xiàn)象,擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在做永不停息的
無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故C不符合題意;
D.灰塵為固體小顆粒,為物體宏觀的運(yùn)動(dòng),與分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)關(guān),不能用分子動(dòng)理論來(lái)解釋,故D符合
題意。
故選D。
四.如何識(shí)別分子熱運(yùn)動(dòng)?
分子的運(yùn)動(dòng)只能通過(guò)一些現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái),而不能用眼睛直接觀察到,肉眼能直接看見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)都不是分子的
運(yùn)動(dòng)。不要把宏觀微小顆粒的機(jī)械運(yùn)動(dòng)或物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)變化誤認(rèn)為是分子的運(yùn)動(dòng)。如:掃地時(shí)看到的灰
塵飛揚(yáng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng);鐵生銹是化學(xué)變化不是分子運(yùn)動(dòng)。
【典例剖析】如圖是一種新型灑水車(chē),除了清灑路面以外,還能夠有效控制城市空氣中浮塵的含量,下列
敘述中正確的是()
A.城市空氣中飛揚(yáng)的浮塵處于分子熱運(yùn)動(dòng)中
B.以灑水車(chē)為參照物,灑出的水是靜止的
C.灑水車(chē)噴霧時(shí),后方常會(huì)出現(xiàn)彩虹是光的色散現(xiàn)象
D.灑水車(chē)在水平路面上勻速直線行駛同時(shí)向高空噴灑水霧時(shí),灑水車(chē)的機(jī)械能保持不變
【答案】C
【解析】
A.城市空氣中飛揚(yáng)的浮塵是許多分子的聚合體,浮塵的運(yùn)動(dòng)不是分子熱運(yùn)動(dòng),是機(jī)械運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.以灑水車(chē)為參照物,灑出的水相對(duì)于車(chē)的位置發(fā)生了變化,因此灑出的水是運(yùn)動(dòng)的,故B錯(cuò)誤;
C.灑水車(chē)噴霧時(shí),后方常會(huì)出現(xiàn)彩虹,這是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)水霧時(shí)分解成了七色光,是光的色散現(xiàn)象,故C正
確;
D.灑水車(chē)在水平路面上勻速直線行駛,同時(shí)向高空噴灑水霧時(shí),灑水車(chē)?yán)锏乃絹?lái)越少,車(chē)的總質(zhì)量減小,
動(dòng)能減小;同時(shí)車(chē)的重心降低,重力勢(shì)能也減小,動(dòng)能與勢(shì)能之和減小,即機(jī)械能減小,故D錯(cuò)誤。
故選Co
五.如何辨析溫度、熱量和內(nèi)能?
【疑難詮釋】(1)正確理解溫度、內(nèi)能、熱量的含義。溫度和內(nèi)能是狀態(tài)量,而熱量是過(guò)程量。熱伴隨著
熱傳遞的產(chǎn)生而出現(xiàn)、終止后消失;物體本身并沒(méi)有熱量,不能說(shuō)某個(gè)物體“具有”或“含有”熱量,更不能說(shuō)
“比較”兩物體熱量的多少,只能說(shuō)物體“吸收”或“放出”了熱量。
(2)明確內(nèi)能與溫度的關(guān)系:對(duì)同一物體而言,溫度升高,內(nèi)能增加。注意,內(nèi)能大小還與分子個(gè)數(shù)和分
子間作用力有關(guān)。
(3)準(zhǔn)確把握三者的聯(lián)系:物體吸收(放出)熱量,內(nèi)能增加(減?。?,但溫度不一定升高(降低)。如
晶體熔化與液體沸騰時(shí),雖吸熱但溫度不變;反之,物體溫度升高(降低),內(nèi)能增加(減小),但不一
定吸(放)熱,因?yàn)榭赡芡ㄟ^(guò)做功改變內(nèi)能。
【典例剖析】關(guān)于溫度和熱量下列說(shuō)法中正確的是()
A.溫度高的物體放出的熱量多
B.在熱傳遞過(guò)程中,物體溫度升高時(shí),一定要吸收熱量
C.兩個(gè)物體升高相同的溫度,吸收的熱量一定相同
D.溫度高的物體具有的熱量多
【答案】B
【解析】
A.物體放熱的多少與物質(zhì)的比熱容、質(zhì)量、降低的溫度有關(guān),溫度高不一定放出的熱量多,故A錯(cuò)誤;
B.在熱傳遞過(guò)程中,吸熱物體溫度升高,放熱物體溫度降低,故B正確;
C.物體吸收熱量的多少與物質(zhì)的比熱容、質(zhì)量、升高的溫度有關(guān),升高相同的溫度吸收的熱量不一定相同,
故C錯(cuò)誤;
D.熱量是熱傳遞過(guò)程中轉(zhuǎn)移的那部分內(nèi)能,是過(guò)程量,不能說(shuō)物體具有多少熱量,故D錯(cuò)誤。
故選Bo
六.如何正確計(jì)算與熱量有關(guān)的計(jì)算題?
【方法技巧】利用熱量公式進(jìn)行計(jì)算要注意以下幾點(diǎn):
(1)公式中各物理量單位要統(tǒng)一。?!獰崃俊苟↗);c——比熱容——焦耳每千克攝氏度(J/(kg?℃));
m——質(zhì)量——千克(kg);t——末溫——攝氏度(℃);t0——初溫——攝氏度(℃)。
(2)公式只適用于物質(zhì)的狀態(tài)無(wú)變化時(shí)升溫(或降溫)過(guò)程中吸收(或放出)的熱量。
(3)明確“升高了”與“升高到”或“降低了”與“降低到”的含義。升高了(或降低了)多少攝氏度是指溫度的
變化值,用表示;而升高到(或降低到)是指末溫。
(4)溫度不同的兩個(gè)物體相互接觸后將會(huì)發(fā)生熱傳遞現(xiàn)象.若不計(jì)熱量的損失,則當(dāng)兩物體達(dá)到熱平衡狀
態(tài)時(shí),它們的溫度相同,且高溫物體放出的熱量等于低溫物體所吸收的熱量。即:。吸=。故。
注意:用公式求液體溫度時(shí),一定要注意一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的液體的沸點(diǎn)。若求出水的溫度為105℃,但最終
結(jié)果應(yīng)該是100℃。
【典例剖析】
1.我國(guó)是世界上第一個(gè)成功試采深海域"可燃冰”的國(guó)家??扇急且环N固態(tài)晶體,它的熱值約為4.2x108j/kg
假定2kg的可燃冰完全燃燒放出的熱量有60%被水吸收,可以將kg的水從20回加熱到1000o
【答案】1.5X103
【解析】
2kg的可燃冰完全燃燒放出的熱量為
2=^/n=4.2xlO8J/kgx2kg=8.4xlOsJ
被水吸收的熱量為
88
=Z72=60%X8.4X10J=5.04X10J
由比熱容公式可得,水的質(zhì)量為
__________5.04xl08J
-=1.5xl03kg
eg。)一4皎10330(依?C)x(~右
2.利用天然氣熱水器加熱質(zhì)量為200kg的冷水,使水溫從20回升高到50囿已知該天然氣熱水器的效率為
60%,則在這個(gè)過(guò)程中需要消耗m3的天然氣。(水的比熱容為c#4.2xl03j/(kg.回),天然氣的熱值是
4.0xl07J/m3)
【答案】1.05
【解析】
水吸收的熱量為
Q淅j次M7(Mo)=4.2xlO3j/(kg?回)x200kgx(50回-20回)=2.52xlC)7j
該天然氣熱水器的效率為60%,則天然氣熱水器釋放的熱量為
Q=陞=2$2xl0J=4.2X107J
放;760%
需要消耗天然氣的體積為
”$1等“。5m3
3.某家庭需要將50kg、初溫為10C的水加熱到30C,利用煤氣灶燒水,需要燃燒0.8kg的煤氣。這些水從
10℃加熱到30℃需要吸收的熱量為J,0.8kg的煤氣完全燃燒放出的熱量為J,煤氣灶燒水
37
的效率為[c7K=4.2xlOJ/(kg-r),fe=4.2xl0J/kg]o
【答案】4.2xl063.36xlO712.5%
【解析】
[1]水吸收的熱量
%=c水加水(fTo)=4.2xl()3j/(kg-C)x50kgx(30C-10C)=4.2xlO6J
[2]0.8kg煤氣完全燃燒放出的熱量
=陽(yáng)氣4煤氣=0.8kgx4.2xl07J/kg=3.36xl07J
⑶煤氣灶燒水的效率
7=—x100%=G"嗎100%=12.5%
。放3.36xIO'Jx
七.如何利用水的比熱容大解釋生活中現(xiàn)象?
【方法技巧】對(duì)水的比熱容大的理解:相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的熱量,水的溫度
升高或降低
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