第十五讲：《内能》
知识点梳理
一、温度
（1）温度计的构造：下有玻璃泡，里盛水银、煤油、酒精等液体；内有粗细均匀的细玻璃管，在外面的玻璃管上均匀地刻有刻度。
（2） 温度计的原理：利用液体热胀冷缩的性质进行工作。
（3）常用温度计的使用方法：
使用前：
（4）体温计：
A.结构特点：体温计的玻璃管与玻璃泡之间有一个缩口，当温度计离开人体后，水银柱就会从此处断开，上面的水银柱仍在原来高度，这样体温计离开人体后仍然可以读数。
B.量程：——
C.分度值：
D.温度计玻璃管的截面有一弧形，其作用相当于放大镜，便于观察水银柱的高度。
二、内能的概念：
1.内能：物体内部所有分子由于热运动而具有的动能，以及分子之间势能的总和叫做物体的内能。
4.内能与机械能的区别：
（1）机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关
（2）内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。
三、内能的改变：
1.内能改变的外部表现：
（1）物体温度升高（降低）——物体内能增大（减小）。
（2）物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）——内能改变。
2.改变物体内能的方法：做功和热传递。
A.做功改变物体的内能：
做功可以改变内能：
对物体做功，物体内能会增加。
物体对外做功，物体内能会减少。
②做功改变物体内能的实质：内能和其他形式的能的相互转化
③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。（W＝△E）
B.热传递可以改变物体的内能。
（1）热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
热传递的条件：物体之间有温度差，高温物体将能量向低温物体传递，直至各物体温度相同（即达到热平衡）。
热传递的方式是：传导、对流和辐射。
热传递改变物体内能的实质：热传递传递的是内能（热量），而不
是温度。 热传递的实质是内能的转移。
热传递过程中：低温物体吸收热量，温度升高，内能增加；
高温物体放出热量，温度降低，内能减少。
（6）热量：热传递过程中，传递的能量的多少叫热量。
热量的单位：焦耳。
3.做功和热传递改变内能的区别：
由于做功和热传递在改变物体内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。
四、热量：热传递过程中，传递的能量的多少叫热量。
1.比热容：
2.热量的计算公式：
Ｑ吸＝cm（t－t0），
Ｑ放＝cm（t0－t） （说明：t0为物体的初吻，t为物体的末温）
3.热平衡方程：
Ｑ吸＝Ｑ放 （说明：不计热损失时）
重点、难点突破
一：温度
例1.把一支原来示数为的体温计，没有甩几下就去测量一个体温为的人的体温，当天的气温为，则体温计的示数为（ ）
A、 B、 C、 D、
解析：体温计的结构跟其他温度计不同，液泡跟玻璃管之间有一个很小的缩口，当水银柱升上去后，如果不往下甩，缩口上面的水银柱就不能回到玻璃泡内，因而还是显示的原来的温度值，所以该温度计的示数应为.
答案：A
小练习：
1.北方冬天某日的最低温度为 ，正确的读法是 （ ）
A、摄氏负20 度。 B、零下20摄氏度
C、零下摄氏20度 D、负摄氏20 度
2.在一标准大气压下，一支刻度均匀但不准确的温度计，在冰水混合物中显示的温度是
，在沸腾的水中显示的温度是，把它插入一杯温水中显示的温度是，那么这杯温水的实际温度是 （ ）
A、 B、 C、 D、
答案：1、B 2、D
2.内能
例2.下面是小明同学笔记中的摘录，其中不正确的是（ ）
A、做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
B、分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
C、温度越高的物体含有的热量越多
D、燃料的热值与燃料的质量没有关系
解析：物体内能的改变方式有两种：做功和热传递，两者在改变物体内能上是等效的，故选项A正确；物质的分子之间存在两种相互作用力：引力和斥力，这两种作用力是同时存在的，故选项B正确；热量是反映热传递过程中传递能量的多少，因而不能说物体含有多少热量，故选项C是错误的；燃料的热值反映的是物质的一种燃烧特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均没有关系。因而选项D是正确的。
答案：C
小练习：
1.下列关于温度、内能、热量的说法，正确的是( )
A．物体温度越高，它的内能就越多
B．要使物体内能增加，一定要吸收热量
C．要使物体内能增加，一定要对物体做功
D．物体内能增加，它的温度就升高
2.下列关于内能的说法中，正确的是 （ ）
A、0的冰熔化成0的水，它的内能没有变化。
B、一座冰山具有的内能比一杯开水具有的内能小。
C、用两手掌互相对搓，手的内能增加。
D、冬天，人用热水袋取暖，一段时间后，热水袋的内能增加了。
答案：1、A 2、C
3.比热容：
例3.把质量与温度都相同的铜块和铁块，同时浸没在同一杯热水中，则两金属块（不考虑水温的变化） （ ）
A、吸收的热量相等，升高的温度相等。
吸收的热量相等，升高的温度不相等。
吸收的热量不相等，升高的温度相等。
吸收的热量不相等，升高的温度不相等。
解析：铜块和铁块的初吻相同，放入同一杯热水中，最后它们的末温跟水温相同，即两金属块的末温也相同，所以它们升高的温度相等；根据吸热公式Ｑ吸＝cm（t－t0）可知：在物体质量和升高的温度相等的情况下，由于物体的比热容不同，所以它们吸收的热量也不相等。
答案：C
小练习：
1.一瓶酒精倒掉一半，剩下的半瓶酒精的密度、比热容、热值和原来相比，以下的说法正确的是（ ）
A只有密度和热值不变 B只有密度和比热容不变
C 只有比热容和热值不变 D三个都不变
2.质量相同的两个物体由于吸热而升温，若它们的比热容之比为1：2，升高的温度之比为3：2，则它们吸收的热量之比为（ ）
A、3：4 B、4：、1：3 D、3：1
3.关于比热容，列说法中正确的是( )
A．物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B．物体的比热容跟物体的温度有关
C．物体的质量越大．它的比热容越大
D．物体的比热容是物体本身的一种属性，与温度、质量都没有关系
答案：1、D 2、A 3、D
综合训练
一：填空题：
1、.今年全球流行甲型H1N1流感，患上这一流感后第一症状就是发热，因此要用到体温计测量体温.如图所示是体温计和实验室常用温度计，请简要说出它们在构造或使用上的三个不同点.
（1） ；（2） ； （3） .
2、常用温度计是根据_______ 的性质制成的.它的刻度把1标准大气压下________的温度规定为0摄氏度,把_________的温度定为100摄氏度,
3、水的比热容是4.2×103 J / (kg・℃)，其含义是的水温度升高__________℃时吸收的热量是___________J。
4、冬天双手对搓一会儿感到暖和，这是通过__________的方法使温度升高。 在炉旁烤火身体感到暖和，这是利用______ 的方法使人体温度升高。火车经过铁轨后铁轨的温度升高，这是通过__________的方法使温度升高。棉被在太阳底下晒得暖烘烘的，这是通过__________的方法使温度升高。 5、甲、乙两金属块质量之比为3：2，比热之比为1：3，当放出相同的热量后，甲、乙两金属块降低的温度之比为 。
6、没有甩过的体温计的读数是，有两支这样的体温计给两个病人测体温，如果病人的体温分别是和，则这两支体温计的读数将分别是： ℃和 ℃。7、将装水的茶壶放在炉子上加热,水蒸气把壶盖顶起, 这一现象却能表现出热机中能量转化的基本过程：燃料的 能转化为 能,水蒸气把壶盖顶起, 使水蒸气的
能转化为壶盖的 能。
8、把给自行车轮胎打气的打气筒的出气口堵死，当用力向下压缩活塞时，打气筒内的气体的体积减小，内能就会______，温度会________；当松开手后，气体会推动活塞上升，对外_______，气体的内能_______，温度_______。
9、有一根铁丝，它的温度升高，可能是_______，也可能是_______。这说明在改变物体内能的方式上，做功和热传递是________的。
10、某种油的质量是，放出1470J的热量后，温度下降了，这种油的比热容是_______.
二：选择题：
1、下图分别表示几位同学在“练习用温度计测液体的温度”实验中的做法。正确的是：
2、关于物体的内能和温度，下列说法中正确的是：（ ）
A、一般说来，对同一物体，温度越高，物体内分子热运动越激烈，内能也就越大；
B、内能多的物体，其温度一定高；
C、的物体不具有内能。
D、烧红了的铁钉的内能一定比一桶沸水的内能要大；
3、下列情况下，采用做功改变物体内能的是：（ ）
A、棉被在太阳底下晒得暖烘烘的，内能增大；
B、暖水瓶内的水蒸气把瓶塞推出，水蒸气温度降低，内能减少；
C、把金属勺放入热粥中，勺的温度升高，内能增大；
D、一杯牛奶，放了一段时间后，温度降低，内能减少
4、下列关于温度、热量、内能说法中正确的是：（ ）
A、物体吸收热量，温度一定升高；
B、物体温度升高，一定吸收了热量；
C、物体吸收热量，内能一定增加；
D、物体温度越高，它的热量越多。
5、关于比热容，下列说法正确的是：（ ）
A、热传递中温度升高少的物体比热容大；
B、两个物体，如吸收相等的热量能升高相同的温度，则它们的比热容相同。
C、热传递中质量小的物体比热容大；
D、比热容是物质的特性之一，它与质量、吸收或放出的热量及温度的变化等因素无关；
6、把质量和温度都相等的铜球和铁球放进沸水中加热一段时间，比较这一过程中它们吸收的热量 （ ） A.铜球吸收的热量较多 B.铁球吸收的热量较多 C.铜球和铁球吸收的热量一样多 D.条件不足，无法判定 7\、汽车发动机用水来冷却，这是因为 （ ）
A、水的温度比其他液体低 B、水比其他液体便宜
C、用水冷却壁风冷却更简单些。 D、水的比热容大，冷却效果好。
8、两个互相接触的物体之间发生热传递，则下列说法中正确的是 （ ）
A、比热容大的物体传给比热容小的。
B、热量多的物体传给热量少的物体。
C、温度高的物体传给温度低的物体。
D、内能大的物体传给内能小的物体。
9、下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是（ ）
A、的冰内能为零。
B、物体的温度越高，它所含的热量就越多。
C、两个物体的温度相同，它们之间就不能发生热传递。
D、物体吸收了热量，物体的温度就一定会升高。
10、甲、乙两个物体的质量相等，初温也相同，把甲投入一杯冷水中，达到热平衡后水温升高了，取出甲物体（设热量和水的质量均无损耗）后，接着把乙物体投入该杯水中，达到热平衡后，水温又升高了，由此可知（ ）
A、甲物体的比热容大 B、乙物体的比热容大
C、甲、乙两物体的比热容一样大 D、无法判断
三：实验题：
1、如图所示在一个配有活塞的厚玻璃筒中放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察到______ ，这是因为压缩空气 ，使空气的内能_____ ，温度 ，达到棉花的 缘故。
2、如图是探究改变物体内能的实验：瓶子里装有一些水，用力打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能将___________，原因是_______________；继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶内有白雾产生，说明瓶内气体对外做功时内能减小了。根据此现象，某同学认为：所有物体在对外做功时，它的内能都会减小。他的观点正确吗？请你从能量转化或转移的角度进行分析，并列举一实例。
四、计算题
1、太阳能是一种廉价的无污染能源，开发和利用前景广阔，从有关资料获悉，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.2×103J/(m2·s)。有一台太阳能热水器，可将接收到的热辐射的40％用来升高水温，如果该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是，晴天晒了1h，其水箱中水的温度能升高多少℃。（水的比热为4.2×103J/(kg·℃) ）
2、木炭的热值为3.4×107J/Kg，完全燃烧多少千克木炭能放出1.7×107J的热量？如果这些热量全部被质量为、温度为的某种液体吸收，温度升高到。那么，这种液体的比热容是多少？
参考答案
填空题：
1、体温计上有缩口，其他温度计没有缩口 量程不同 分度值不同
2、液体热胀冷缩 冰水混合物 沸水
3、1 4.2×103 4、做功 热传递 做功 热传递
5、2：1 6、38 38.6
7、化学 内 内 机械
8、增大 升高 做功 减小 降低
9、做功 热传递 等效 10、1.84×103 J / (kg・℃)
二、选择题：
1、D 2、A 3、B 4、C 5、D 6、B 7、D 8、C
9、C 10、B
三：实验题：
1、硝化棉燃烧起来 做功 增大 升高 燃点
2、增大 压缩气体做功 是的，因为根据能的转化和守恒定率可知，物体对外做功时，它的内能转化为机械能。
四：计算题：
解：Q吸 = 1.2×103J/(m2·s) × × 3600s = 9.072×106J
Δt = Q吸 / cm = 9.072×106J / 4.2×103J/(kg·℃) × =
2\、解：m = Q放 / q = 1.7×107J / 3.4×107J/Kg =
C = Q吸 / m（t－t0） = 1.7×107J / ×（ – ）= 4.25×103J/(kg·℃)