3.5.1物体的内能与热量的计算(讲义)-2022-2023学年九年级上册科学讲练课堂(浙教版).docx
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- 3.5 物体 内能 热量 计算 讲义 2022 2023 学年 九年级 上册 科学 课堂 浙教版
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1、浙教版九年级上册第三章第五节物体的内能-内能及热量计算【知识点分析】一.内能1.内能的定义:分子的动能和势能的总和。2.内能大小的影响因素:(1)分子动能:分子永不停息地做无规则运动,同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。【影响分子动能的因素】 温度升高 分子运动剧烈程度增加 内能增加温度 温度降低 分子运动剧烈程度减弱 内能减少(2)分子势能:由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。【影响分子势能的因素】 体积增加 分子势能增加 内能增加 体积 体积减少 分子势能减少 内能减少(3)分子数目:温度体积相同,物体内的分子数越多,内能就越大3.改变物体内能大小的方法:二.热
2、量的计算1.热量定义:物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量2.比热容的定义:单位质量的某种物质,温度升高1所吸收的热量叫做这种物质的比热容,比热容用符号表示,单位为焦/(千克. ),读作焦每千克摄氏度。3.热量的计算公式:Q=cmt ,其中C表示比热容,m表示质量,t 表示温度变化量4.燃料的热值:(1)定义:单位质量或体积的某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值。(2)单位:焦/千克,或者焦/立方米5.燃料完全燃烧放出热量的计算公式(一般是总功): Q放=mq三.温度,内能和热量的关系比较温度热量内能概念不同宏观上:表示物体的冷热程度微观上:反映物体中大量分子在热传递过程中,
3、传递热量的无规则运动的剧烈程度多少物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和量的性质状态量过程量状态量表述“降低”或“升高”“放出”或“吸收”“有”“具有”“改变”“增加”“减少”单位摄氏度()焦耳(J)焦耳(J)联系温度的变化,可以改变一个物体的内能,,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量,它的内能将发生改变,但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量,内能增加,但温度却保持在0不变。同样,物体放出热量时,温度也不一定降低【考点回顾】1. 理解内能及影响因素2. 掌握热量的计算3. 分清内能,热量和温度的关系【例题分析】【例1】下列关于温度、内能和热量的描述中,正确的
4、是()A物体吸收热量时,温度一定升高B做功和热传递都能改变物体的内能C物体的内能越大,其含有的热量就越多D热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递【答案】B【解析】A物体吸收热量时,温度不一定升高,例如:水沸腾时吸热,但温度保持不变,故A错误。 B做功和热传递都能改变物体的内能,故B正确。 C热量是过程量,只能描述为“吸收热量”或“放出热量”,故C错误。 D热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,故D错误。 【例2】利用如图所示装置,探究“做功改变物体内能”。广口瓶内装有一些水,用瓶塞将瓶口塞紧,瓶塞通过导管与打气筒相连,用打气筒给瓶中打气。实验中,你应该注意观察的是()A打气的过程B打气过
5、程中瓶内水的情况C瓶塞跳起的高度D瓶塞跳起的瞬间,瓶内发生的变化【答案】D【解析】实验是研究物体对外做功时物体内能的变化情况(即瓶内空气的内能变化情况),所以实验时需要观察瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象,故ABC错误,D正确。【例3】如图所示,用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热,它们的温度随时间变化的图像,其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是()At1t2时间内物质a的温度不变,所以内能不变B如果a、b是同种物质,b的质量大于a的质量C温度从T1升高到T2时,物质a和物质b吸收的热量相等D物质b的比热容大于物质c的比热容【答案】B【解析】A根据图像可知,t1t2时间内物质a的温度不
6、变,但是由于不断吸热,所以内能增大,故A错误;Ba、b为同种物质,则比热容相等;当加热时间都为t1时,二者吸收的热量相同,此时升高的温度b小于a。根据Q=cmt可知,升高的温度与物体质量成反比,即b的质量大于a,故B正确;C根据图像可知,从从T1升高到T2时,a用的时间小于b的时间,即物质a吸收的热量小于b,故C错误;D根据图像可知,同样升高到T1,b用的时间比c小,即b吸收的热量小于c,但由于不知道bc的质量大小,不能判断bc的比热容大小,故D错误。【例4】车辆由于紧急刹车,刹车片迅速夹紧刹车盘(不考虑刹车片磨损),靠刹车片与刹车盘的剧烈摩擦最终使车辆停止运动,这个过程导致刹车片和刹车盘温度
7、升高。则下列说法正确的是()A车辆停止后,无速度,则刹车片内能为零B车辆在减速过程中,内能转化成机械能C刹车片和刹车盘温度升高,可知刹车片内能增大D由于质量没改变,则刹车片内能不发生变化【答案】C【解析】A车辆停止后,无速度,它的机械能变成零,但是刹车片内能肯定不为零,故A错误。B车辆在减速过程中,机械能减小,则机械能转化为内能,故B错误。C刹车片和刹车盘温度升高,可知刹车片内能增大,故C正确。D质量没改变,但是刹车片的温度升高,则刹车片内能增大了,故D错误。【例5】做功和热传递均能改变物体的内能,下列方法中,通过做功来增加双手内能的是()A对手哈气 B来回搓手 C捧电暖宝 D放入热水【答案】
8、B【解析】A对手哈气时,手吸收热量,温度升高,属于热传递改变物体的内能,故A不符合题意;B来回搓手时,手的机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故B符合题意;C电暖宝暖手时,手从电暖宝上吸收热量,属于热传递改变物体的内能,故C不符合题意;D手放入热水时,热水的内能转移到手上,属于热传递改变物体的内能,故D不符合题意。【例6】下列说法正确的是()A没有吸热过程和放热过程,说热量是毫无意义的B物质的比热与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关C两个物体升高相同的温度,吸收的热量也一定相同D热量总是从热量多的物体传递给热量少的物体【答案】A【解析】A热量是指在热传递的过程中,内能改变的多
9、少,即热量是过程量,故A正确;B物质的比热容是物体的一种特性,与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化无关,故B错误;C由,物体吸收的热量与物体的比热容、质量、温度变化量都有关系,故C错误;D热总是从高温的物体传递给低温的物体,或从物体的高温部分传向低温部分,故D错误。【例7】下面关于温度、热量、内能和热值的说法正确的是()A物体吸收了热量,温度一定会升高B物体温度升高,内能一定会增加C质量相同的两个物体,温度升高多的物体,吸收的热量一定多D热值大的物质,燃烧时放出的热量更多【答案】B【解析】A物体吸收了热量,内能增大,但温度不一定升高,例如:晶体熔化时,吸收热量,温度不变,故A错误;B物
10、体的内能与温度有关,物体的温度升高,内能会增加,故B正确;C由吸热公式Q=cmt可知,吸收热量的多少由比热容、质量、变化的温度共同决定的,质量相同的两个物体,温度升高多的物体,吸收的热量不一定多,故C错误;D燃料燃烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关,还与燃料的质量以及燃烧程度有关,热值大的物质,燃烧时放出的热量不一定更多,故D错误。【例8】在演示压缩气体做功实验(如图甲所示)时,为帮助学生理解气体内能是在不断增大的,老师设计了改进实验(如图乙所示)。则在向内推动活塞的过程中,会看到温度显示器显示的温度()A减小B不变C升高D先减小后升高【答案】C【解析】在向内推动活塞的过程中,活塞对气体
11、做功,内能增加,温度升高,看到温度显示器显示的温度升高。【例9】2021年9月,神舟十二号返回舱成功着陆。返回舱返航穿越大气层时外壁的内能会增大(如图),其主要原因是()A大气对返回舱做功B返回舱对大气做功C大气向返回舱热传递D返回舱向大气热传递【答案】A【解析】AB外界对物体做功,物体内能增大,物体对外界做功,内能减小,返回舱返航穿越大气层时,克服空气阻力做功,机械能转化为内能,大气对返回舱做功,返回舱外部内能增大,故A符合题意,B不符合题意;CD返回舱返航穿越大气层时外壁的内能会增大,通过做功的方式增大内能的,不是通过热传递的方式增大内能的,故CD不符合题意。【例10】关于热量、温度、内能
12、之间的关系,下列说法正确的是()A一个物体温度升高,其内能不一定增加B晶体在熔化过程中,吸收热量温度保持不变,但内能增加C温度高的物体含有的热量可能比温度低的物体含有的热量多D温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多【答案】B【解析】A一个物体温度升高,其内能一定增加,故A错误。 B晶体在熔化过程中,吸收热量温度保持不变,但内能增加,故B正确。 C热量是过程量,不能说含有,只能说“吸收”或“放出”,故C错误。 D温度高的物体具有的内能不一定比温度低的物体具有的内能多,例如1g100的水的内能不一定比1t0水的内能大,故D错误。【例11】如图是中国女子冰壶队在冰壶世锦赛比赛的瞬间。比
13、赛时两位队员在冰壶前方“刷冰”,使冰熔化成水。“刷冰”改变内能的方式是()A克服重力做功B克服摩擦力做功C手将热传递给水D推杆将热量传递给冰【答案】B【解析】“刷冰”过程中,克服摩擦做功,冰的内能增大,温度升高,达到熔点熔化,故B符合题意。【例12】“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法,如图中显示甲乙两球下落时的频闪照片;丙图所示是海洋世界里的海豚正在顽皮的吐泡泡,气泡在上升过程中越来越大;丁图用打气筒向广口瓶中打气,过一会儿看到瓶塞跳起。则下列说法不正确的是()A甲乙两球下落时都是重力势能转化为动能B甲球下落过程中动能在逐渐增大C丙图中气泡上升时气泡内的气体内能转化为机械能D丁图中
14、瓶塞跳起时,瓶内气体一部分内能转化为瓶塞的机械能【答案】A【解析】A.根据频闪摄影拍摄时间间隔相等,甲图球间隔越来越大,所以速度越来越大,重力势能转化为动能;乙图球的间隔不变,可知该球座匀速运动,动能不变,故A错误。B.甲图中小球下落过程中速度越来越快,所以其动能在逐渐增大,故B正确。C.气泡上升时,高度和速度越来越大,重力势能和动能变大,故机械能变大。同时,气体体积变大时对外做功,内能减少,所以,此过程中气泡内气体的内能转化为机械能,故C正确。D.瓶塞跳起时,瓶内气体一部分内能转化为瓶塞的机械能,故D正确。【例13】为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点,小明做了如下实验,将盛
15、有30冷水的小烧杯放入盛有70热水的大烧杯中,分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况,绘制成如图所示的图像。下列说法错误的是()A热水的质量可能小于冷水的质量B热水温度下降比冷水温度升高得快C热水放出的热量等于冷水吸收的热量D热水和冷水到达同一温度的时间是相同的【答案】C【解析】A.热水的质量与冷水质量相比,可能小,也可能相等,也可能大,故A正确。B.400s内,热水温度由70下降到40,下降30;冷水30上升到40,上升10,热水温度下降比冷水温度升高得快,故B正确。C.实验中不可避免有热量损失,所以热水放出热量大于冷水吸收的热量,故C错误。D.由图可知,400s时,热水和冷水到达同一温度
16、40,所以热水和冷水到达同一温度的时间是相同的,故D正确。【例14】现在人们的生活水平越来越高,早餐也由原来单一的稀饭咸菜变得丰富美味。如图所示的四种早餐小吃通过“煎、炸、蒸、炒”。下列对其中所包含的科学知识的说法正确的是()A煎:煎饺子的锅一般用铁制造,主要是利用了铁的比热容大B炸:炸油条时用油不用水,是因为油的沸点比水高,能获得较高的温度C蒸:是通过热传递和高温水蒸气液化放热,使包子含有的热量增加D炒:炒粉时厨师不断地用铲子翻动是利用做功的方式使米粉的内能增加【答案】B【解析】A煎锅一般用铁制造,主要是利用铁具有良好的导热性,与比热容无关,故A错误;B一标准大气压下水的沸点是100,而油的
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