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初中物理知识-分子动理论+内能+比热容知识点精

时间:2017-08-02 来源:未知  浏览次数:

 

 都在这里了,看完就是搞定热学!

  

 

  这次豆姐整理的是分子动理论、热能以及比热容的知识点和练习题,这个部分的内容作为热学的扛把子,搞定它基本上就是搞定了热学,嗯,话不多说,学起来吧!

  知识点部分

  分子动理论

  1.扩散:由于分子运动,某种物质逐渐进入另一种物质中的现象。扩散现象说明了:分子在不停地做无规则运动;分子之间有间隙。

  扩散现象发生的快慢,与物质本身、物质温度有关。扩散现象只能发生在不同的物质之间,且要相互接触。

  2.分子运动

  分子运动与机械运动的区别:看运动的是宏观物体还是微观分子。

  (1)分子间引力和斥力都随分子间距增大而减小,随分子间距减小而增大:当分子间距等于分子间平衡距离时,分子间引力等于斥力;当分子间距大于分子间平衡距离时,分子间作用力主要表现为引力,即引力大于斥力;当分子间距小于分子间平衡距离时,分子间作用力主要表现为斥力,即斥力大于引力。固体和液体很难被压缩,就是因为此时分子之间是斥力起主要作用。

  当分子间距大于分子间平衡距离的10倍时,分子之间的作用力十分微弱,可忽略不计。

  (2)固体分子之间的距离较小,分子间的作用力很大,因此能保持一定的形态、体积。液体分子间的作用力比固体小,故液体有一定的体积,无一定的形状,有流动性,不易被压缩。气体分子之间的距离较大,分子间的作用力很小,故气体无一定的体积,也无一定的形状。

  物质三态:气态、液态、固态的区别就在于三态中分子之间的相互作用和分子的运动状态不同。

  3.分子动理论的基本内容:

  物体是由大量分子组成的;分子都在不停地做无规则运动;分子间存在着引力和斥力。

  分子都在不停地做无规则运动——故分子具有动能;

  分子之间有间隙,分子间存在着相互作用力——故分子具有势能。

  内能与热量

  1.温度:表示物体的冷热程度,是分子运动剧烈程度的标志。

  热运动:物体内部大量分子的无规则运动。

  2.内能:物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和。一切物体在任何情况下都具有内能。

  内能的特征:

  (1)内能是物体的内能,不是个别分子或少数分子所具有的,而是物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和,故单纯考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。

  (2)内能与温度、质量(即物体内部分子的多少)、体积、状态有关,但与物体是否运动、运动速度、被举起的高度无关。

  (3)内能具有不可测量性,即不能准确知道一个物体具有内能的具体数值。

  3.改变内能的方式:

  (1)做功。实质:内能与其他形式的能相互转化,既可以将其他形式的能转化为内能,也可以将内能转化为其他形式的能。条件:外界对物体做功或物体对外界做功。方式:内能增加——压缩体积、摩擦生热、锻打、拧弯;内能减小——气体膨胀、爆破。

  (2)热传递。实质:以内能的形式从一个物体向另一个物体直接传递,即内能由高温物体转移到低温物体。条件:不同物体或同一物体的不同部分存在温度差。方式:热传导,固体;热对流,液体和气体;热辐射,不需要介质。

  温差越大的两个物体,吸热或放热越快。

  3.热量:热传递是内能的转移,转移内能的多少叫做热量。在现代社会,人类所用能量的大部分仍然来自于各种燃料的燃烧。

  热值:质量为m的某种燃料完全燃烧放出的热量为Q,则Q :m就是这种燃料的热值。对于某种确定的燃料来说,它是一个确定的数值。

  热值的特征:

  (1)热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、形状、是否完全燃烧、放热的多少均无关。

  (2)热值是燃料本身的一种特性,反映了不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领的大小,即燃料燃烧时释放能量本领的大小。

  (3)不是任何物质都具有热值,如石块、钢铁等没有热值。热值只是燃料的固有特性。

  4.燃料燃烧

  燃料燃烧时放出热量的公式:Q=mq或Vq。

  燃料燃烧时放出的热量受三个因素的影响:即热值、质量或体积、燃烧的完全程度。

  燃料不完全燃烧的危害:浪费资源或能源,污染环境。

  比热容

  比热容:质量为m的某种物质,吸收或放出热量Q,温度升高或降低⊿t,则Q:m⊿t就是这种物质的比热容。

  比热容只与物质种类、状态即物态有关,与物质质量、升高或降低温度的多少、吸收或放出热量的多少均无关。

  不同物质比热容一般不同(冰和煤油除外),相同状态的同种物质比热容相同,即Q:m⊿t的值是恒定不变的,因此,比热容和密度一样,都可以用来鉴别物质。

  液体的比热容一般比固体大,固体非金属的比热容一般比金属大。

  比热容的大小:一是反映了物质的吸热或放热能力,即比热容是表示物质吸热或放热能力的物理量,比热容大的物质升高或降低相同温度吸收或放出的热量多,故比热容大的物质吸热或放热能力强;二是反映了物质吸热或放热后温度改变的难易程度,比热容大的物质吸收或放出相同热量,温度改变较小,故比热容大的物质温度改变较难。

  水的比热容较大的特点的应用:

  1.一定质量的水,升高或降低一定温度,吸收或放出的热量较多——用水取暖或作冷却剂、散热剂。

  2.一定质量的水,吸收或放出一定热量,升高或降低的温度较小——调节气候。

  沿海地区:白天,海陆风;夜晚,陆海风。

  海洋性气候;大陆性气候。

  初春秧田:早晨多排水,夜晚多灌水。

  早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜。

  物体吸收或放出热量的多少,或者说吸热或放热能力的大小,与物质的种类(即比热容c)、质量m、温度的变化量⊿t有关。

  不计热量损失,存在热平衡方程:Q吸=Q放。公式适用于在同种状态下吸热或放热的计算。如果物质状态发生了改变,比热容就会发生变化,此时用上述公式就不能计算整个过程吸热或放热的多少。如0。C的水变成0。C的冰,这是凝固放热过程,温度不变,其放热不能用Q=cm⊿t计算,而另有专门的凝固放热计算方法,即“一放多吸”公式:Q放=Q吸1+Q吸2+Q吸3+…+Q吸n。如把烧红的铁放入容器里的水中,则有:Q铁放=Q水吸+Q容吸。

  比热容典型题型解题方法:图像法;控制变量法;比例法。

  温度、内能、热量面面观

  1. 温度、内能、热量三者之间的关系:

  温度与内能:物体温度改变,内能一定改变;物体内能改变,温度不一定改变,如水的沸腾、晶体的熔化和凝固。

  热量与内能:物体吸收或放出热量,物体的内能一定会增加或减少;物体的内能增加或减少,不一定是物体吸收或放出了热量,还有可能是做功引起的。

  温度与热量:物体温度改变,可能是吸收或放出了热量,也可能是做功引起的;物体吸收或放出热量,温度不一定升高或降低,如水的沸腾、晶体的熔化和凝固。

  2. 温度、内能、热量的描述:

  温度是状态量,不能说传递温度;只能说是多少、升高多少、降低多少温度。

  内能是状态量,可以说:有、具有、含有、改变、传递。

  热量是过程量,不能说:有、具有、含有;只能说:传递、吸收或放出(释放)热量。热量也不能比较大小,热量的大小或吸热与放热的多少与物体内能的大小、温度的高低没有关系。“热传递”中的“热”首先一定是指内能,同时因为只有在热传递过程中传递的内能才叫热量,故“热传递”中的“热”又可以指热量。

  3.木块从斜面顶端匀速滑到斜面底端,在此过程中,木块的动能不变,重力势能减小,故机械能减小,机械能转化为内能,故内能增大。

  4. 两物体发生热传递的条件是:

  A.它们具有的内能不等;

  B.它们的温度不等;

  C.它们必须互相接触;

  D.它们具有的热量不等。

  5.用“功”和“热量”都可以量度物体内能的改变。即物体内能的改变,既可以用吸收或放出热量的多少来量度,也可以用外界对物体做功或物体对外界做功的多少来量度。

  在热传递过程中,物体内能的改变不能用功来量度,只能用热量来量度。

  6. 判断(1):对物体做功,物体内能一定增加

  一是“被”做功的对象,得到的“功”可能转化成内能,也可能转化成其它形式的能量。如果转化成内能,内能才增加;如果转化成动能,就体现为速度。比方说用手向上提重物,那么手对重物做的功就转化为动能和重力势能即转化为机械能,没有转化为内能。二是“被”做功的物体一边“被”做功,一边向外界传递热量,故内能也不一定增加。

  判断(2):物体对外做功,物体内能一定减小

  一是物体具有的能量不只是内能,物体在对外做功时,根据能量守衡定律,不一定是自身的内能转化为其它形式的能,也可能是其它能减少。例如:河水对水轮机做功,是河水的机械能转移到水轮机上,河水的内能并没有减小。又比如:一物体有初速度,在粗糙平面顶着另一物体前进,则是动能减少而内能会增加(摩擦生热)。二是如果一边对外做功一边吸收热量,且吸收的热量大于因对外做功而减少的内能,就抵消了因对外做功而减少的内能,故内能不一定减少。

  习题精练

  一、单项选择题

  1.关于扩散现象,下列说法中正确的是( )

  A.只有气体和液体才能发生扩散现象

  B.扩散现象说明分子是很小的

  C.气体、液体、固体都会发生扩散现象,其中气体扩散最显著

  D.扩散现象使人们直接看到了分子的运动

  2.把装满空气的瓶子倒扣在装满棕色二氧化氮气体的瓶子上瓶口间先用玻璃隔开。当抽掉它们之间的玻璃片后,可以看到棕色的二氧化氮气体颜色渐渐变淡,最后两瓶中气体的颜色变得完全相同,这是为什么?

  A.二氧化氮比空气密度大

  B.两种气体之间形成了对流

  C.二氧化氮分子很小

  D.气体的分子在不停地运动

  3.固体、液体、气体分子间的距离由小到大的顺序是 ( )

  A.固体、液体、气体 B.气体、液体、固体

  C.固体、气体、液体 D.液体、固体、气体

  4.在长期堆放煤的地方,剥去一层地皮,可以看到里面一层仍是黑色,这个现象是( )

  A.蒸发现象 B.扩散现象

  C.升华现象 D.凝固现象

  5.寒冷的冬季夜晚,许多人喜欢用热水将脚泡一泡才人睡。在此过程中,脚的内能变化是( )

  A.减小 B.不变 C.增大 D.无法确定

  6.下列现象中,能表明分子在不停地做无规则运动的是( )

  A.濛濛细雨从空中下落

  B.炒菜时,满屋飘香

  C.扫地时灰尘四起

  D.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞

  7.关于分子间的作用力,下列说法中正确的是 ( )

  A.分子间存在着一个平衡位置,在此位置时分子间既没有引力也没有斥力

  B.当物体被压缩时,分子间只有斥力

  C.当物体被拉长时,分子间只有引力

  D.分子间的斥力和引力总是同时存在同时消失的

  8.一根钢棒很难被压缩,也很难被拉长,其原因是( )

  A.分子太多

  B.分子间没有空隙

  C.分子间有引力和斥力

  D.分子在不停地运动着

  9.将10ml的水与10ml的酒精相混合,混合后水和酒精的总体积小于20ml,这是因为( )

  A.分子之间有空隙

  B.分子之间存在着相互作用的斥力

  C. 分子之间存在着相互作用的引力

  D.分子是在不停地做无规则运动的

  10.下列关于物体内能的说法中正确的是( )

  A.静止的物体没有动能,但有内能

  B.内能和温度有关,所以0℃的水没有内能

  C.物体运动速度越大,内能越大

  D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大

  11.把一玻璃板放入水中,取出之后,玻璃板上会有一些水粘在上面,下列说法正确的是( )

  A. 水蒸气在玻璃上液化成的小水滴

  B. 快速取出玻璃就不会有水

  C. 水扩散到了玻璃中

  D. 分子之间有相互作用的吸引力

  12.下列各种情况下比热容会发生变化的( )

  A.一杯水倒去一半 B.水凝结成冰

  C.一块铁加工成铁屑 D.15℃的水变成45℃的水

  13.水的比热较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务,下列事例中与它的这一特性无关的是 ( )

  A.让流动的热水流过散热器取暖

  B.冬季,晚上向稻田里放水,以防冻坏秧苗

  C.汽车发动机用循环水冷却

  D.在较大的河流上建水电站,用水发电

  二、填空题

  14.物质是由____组成的,一切物质的分子都在不停地做_____;这种无规则运动叫做分子的_____,分子间存在着相互作用的____和 ____。

  15.把红墨水滴入一杯冷水里,不搅动,经过一段时间后,水全变红了,这是 现象,它说明一切物体的分子都在____,同时也表明分子间有____。如果红墨水滴入一杯热水中,水很快就变红了,这又说明了______。

  16.物体内部所有分子做热运动时具有的____和____ 的总和,叫做物体的内能。要使一个物体的内能增加,可以采用____和____两种方法。冬天,手冷时可以捂热水袋取暖,也可以两手搓搓取暖.前者是用____的方法改变内能的,后者是用____的方法改变内能的。

  17.发生热传递的条件是:两个物体之间或同一物体的不同部分存在____,在热传递过程中能量从____物体传到____物体,或从物体的____部分传到____部分,一直继续到____时为止。

  18.在热传递过程中,传递的____的多少叫做热量。热量的单位是____。在热传递过程中,高温物体的内能____,叫做____了热量,低温物体的内能____,叫做____了热量。

  19.如图所示,先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团棉花,然后迅速压下活塞,筒内棉花燃烧起来。对这一现象的解释是,活塞压缩玻璃筒内的空气,对筒内空气____,使空气的____增加,温度升高,达到棉花的着火点就燃烧起来了。

  20.对于同一种物质,物体吸收的热量与物体的____有关,与物体升高的____有关。不同的物质,在质量相等,温度升高相同时,吸收的热量是____的。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的乘积之比,叫做这种物质的比热容,比热容用符号____表示,它的单位是____。比热容是物质的一种属性,不同物质的比热容一般不同。砂石的比热容为0.92×103J/(kg·℃),其表示的物理含义是____。

  21.用细线把一块表面很干净的玻璃板捆住,然后挂在弹簧测力计下面,手持弹簧测力计上端,把玻璃板往下慢慢的放到刚好和一盆水的水面接触,再慢慢地提起弹簧测力计,则弹簧测力计的读数将________ (填“变大”“变小”或“不变”),这说明了_______________________.

  三、简答题

  22.沿海地区的昼夜气温变化不大,而内陆沙漠地区的昼夜气温变化较大,形成这种现象的主要原因是什么?

  23.据有关专家预测,我国目前最大的水电站 ——三峡水电站建成后,三峡水库区的气温会受到一定的影响:夏天气温将比原来下降2 ℃左右,而冬天气温将比原来升高2 ℃左右,请你解释发生这个现象的原因?

  四、计算题

  24.太阳能热水器内盛有25OC的水20kg,在阳光照射下水温升高到55OC,试计算这些水吸收了多少热量?(C水=4.2×103J/(kg.OC)

  25.一锅炉每天把3 t的水加热到100℃,需要吸收的热为1.008×109J的热,求:原来水的初温为多小℃?(C水=4.2×103J/(kg.OC)