第十三章 内能

梁佃斌

一、知识点例析

（一）分子的热运动

【例1】（2015·扬州）下列现象中，不能用分子动理论解释的是（ ）

A.走进花园闻到花香

B.放入水中的糖使水变甜

C.看到烟雾在空中弥漫

D.水和酒精混合总体积变小

解析：分子很小，肉眼看不到。走进花园闻到花香是花香分子不停运动的结果；放入水中的糖使水变甜，是扩散现象，说明分子不停地做无规则运动；看到烟雾在空中弥漫，我们的肉眼能观察到，它属于宏观物体的运动，而不是分子的无规则运动；水和酒精混合总体积变小，是扩散现象，说明分子间有空隙。

答案：C

点评：本题实例是人们感受的事实，能否说明分子的运动，注意区分宏观物质的一些细小微粒和微观粒子的区别。

（二）改变物体内能的两种途径

1【例2】（2015·宜昌）如图131所示，烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，可看到瓶塞跳起，在这个过程中，下列说法错误的是（ ）

A.给瓶内打气时，外界对瓶内气体做功

B.瓶塞跳起时，瓶内气体对外做功

C.给瓶内打气时，瓶内气体内能减少

D.瓶塞跳起时，瓶内气体温度降低

解析：给瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，瓶内气体内能增大，瓶内气压增大，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减少，温度降低。

答案：C

点评：做功改变物体的内能，实质上是物体的内能与其他形式能的相互转化过程，分两种情况：一是外界对物体做功，将其他形式能转化为内能；二是物体对外界做功，将内能转化为其他形式能。

（三）温度、内能、热量三者的关系

【例3】（2015·扬州）下列说法正确的是（ ）

A.温度从高温物体传递到低温物体

B.物体温度越高，含有的热量越多

C.物体温度为0℃时，其内能为零

D.晶体熔化吸热，温度保持不变

解析：热传递是内能由温度高的物体转移给温度低的物体，选项A错误；热量是物体在热传递过程中吸收或放出热的多少，离开热传递，说一个物体含有热量的多少是错误的，选项B错误；一切物体都有内能，选项C错误；晶体熔化过程中吸热，温度保持不变，选项D正确。

答案：D

点评：解答本题时，要正确理解温度、内能和热量的概念，并明确它们之间的关系。

（四）物质的比热容及其应用

2【例4】（2015·济宁）小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图132所示。实验中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图象可以得出：

解析：比较两种物质的比热容，应当是在质量相等且吸收热量相同的条件下，比较它们升高的温度。由图象可以看出，在相同的时间内，甲液体温度降低慢；乙液体的温度降低快；根据热量的计算公式Q吸=cmΔt可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小；所以，甲液体的比热容大，所以若A、B两种液体中，一种液体是水，则这种液体一定是甲液体，由图象可知：液体的初温是20℃，加热15min后甲液体的末温是40℃，则水吸收的热量：Q吸=c水m水（t水-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×m×（60℃-40℃）。由于水和液体的质量相同，即m水=m乙，则有：c水m水Δt=c乙m（60℃-20℃）=4.2×103J/（kg·℃）×m×（60℃-40℃）。解得c乙=2.1×103J/（kg·℃）。

答案：甲 2.1×103

点评：比较两个量的大小一定要根据公式来分析，解决此题的关键就是利用图象给出质量相同的物质乙和水吸收相同的热量，物质乙升高的温度是水的2倍，根据热量的计算公式Q吸=cmΔt就可以得出物质乙的比热容。

（五）热量的有关计算

【例5】（2015·安顺）若一太阳能热水器内装有100kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到80℃，则热水器内的水吸收了

J的太阳能；这是通过

的方式改变了水的内能。

解析：太阳能热水器是将太阳能转化为水的内能，水获得内能温度升高，这是通过热传递的方式改变水的内能的。热水器内的水吸收的热量Q吸=c水m水（t水-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（80℃-20℃）=2.52×107J。

答案：2.52×107 热传递

点评：有关比热容的计算是中考的热点，多以填空题、计算题的形式考查。解题时要注意明确物理过程，公式中单位全部统一到国际单位，注意：“升高到”“升高了”的区别。

二、习题演练

（一）课后巩固

1.（2014·昆明）端午节吃粽子，会闻到粽子的清香，说明分子发生了

现象；两块表面干净的铅互相压紧能够吊住重物，说明分子间存在

2.（2015·汕尾）不断弯折铁丝，铁丝的温度升高，是通过

的方法增大铁丝内能的；把铁丝放在火上烤，铁丝的温度升高，是通过

的方法增大铁丝内能的；我们通常把烧红的铁丝放入水中冷却，这是利用了水的

较大的性质。

3.（2014·来宾）由同种物质制成质量不等的物体，其比热容

（填“相同”或“不同”）。质量为1kg的铜块加热后温度升高100℃。铜块吸收的热量为

4.（2015·广州）咸鱼放在冰箱冷冻室里一晚，冷冻室内有咸鱼味，这表明（ ）

A.分子间存在引力

B.分子不停地运动

C.分子间存在斥力

D.温度越低，分子运动越慢

5.（2015·常德）我国研制的“神舟九号”试验飞船在返回地面通过大气层的飞行中，下列说法中不正确的是（ ）

A.飞船的机械能保持不变

B.飞船的一部分机械能转化为内能

C.飞船的势能越来越小

D.飞船的外表温度会升高

36.（2015·广州）如图133所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧。下列说法正确的是（ ）

A.迅速向上抽活塞，硝化棉也能燃烧

B.此实验只通过热传递改变筒内空气的内能

C.下压活塞的过程，空气的内能转化为活塞的机械能

D.硝化棉燃烧，是因为玻璃筒内空气的温度升高，内能增大

7.（2015·益阳）炎热的夏天，小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现：岸上的石头热得烫脚，而河水却比较凉，其主要原因是（ ）

A.水吸收的热量少，因此河水比岸上石头的温度低

B.水的比热容比石头的大，在受到太阳同样照射的情况下，水升高的温度少

C.石头的吸热能力强，因此石头升温快

D.这是小明的错觉造成的，实际上岸上石头与水的温度相同

48.（2014·河北）将一个底部封闭的薄壁金属管固定在支架上，管中装一些酒精，然后用塞子塞紧管口。把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动，很快会观察到塞子被酒精蒸气顶出（如图134所示）。回答下列问题：

（1）问题：采用哪种方式使金属管壁的温度升高的？

回答：

（2）针对图片，请从物态变化角度提出一个问题并回答

问题：

回答：

（二）能力提升

1.（2104·衡阳）冬天手冷时，我们经常将两只手相互搓搓使手暖和，这是利用

的方式使手的内能增加；也可以用“暖手宝”焐手，这是利用

的方式增加手的内能。

2.（2015·扬州）生活中，常用水做冷却剂，是因为水的

冬天下雪后，常在桥面上洒一些盐，这是因为加盐后，水的凝固点会

在锅中隔水蒸菜，打开锅盖时，看见锅中的水在沸腾，但浮在水上的碗中的水没有沸腾，这是因为

。

3.（2014·遵义）遵义市正在加快水利设施建设，计划建成中桥水库，实施新桥、大沙河等五座水库下闸蓄水；加快麻沟、大沙坝等15座水库的建设；实施23项中小河流治理工程，使全市的水资源得到有效的利用和保护。修建水库蓄水不仅能使生活用水得到保障，还能起到调节气温的作用，这是由于水在蒸发时要

热量，且水的比热容较

的缘故。

4.（2014·郴州）冬天，同学们喜欢用热水袋取暖，这是通过

的方式使手的内能增加；若热水袋中装有1kg的水，当袋内的水温从60℃降低到40℃时，其中水放出的热量是

已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）]

5.（2015·苏州）下列与分子相关的描述正确的是（ ）

A.破镜难圆说明分子间没有引力

B.花香四溢说明分子是运动的

C.铁、水、空气、磁场等物质都是由大量分子组成的

D.物质在固态时体积最小说明分子间没有空隙

6.（2015·成都）对下列常见现象的分析，合理的是（ ）

A.摩擦生热，是通过做功的方式改变内能

B.围火取暖，是通过做功的方式改变内能

C.雾霾弥漫，是因为分子在不停地运动

D.雪花纷飞，是因为分子之间有排斥力作用

7.（2015·德州）小明帮妈妈做饭时，联想到了许多物理知识。下列说法不正确的是（ ）

A.香气四溢是由于分子在不停地做无规则运动

B.炒鸡块时利用了热传递的方法使鸡块内能增大

C.使用高压锅更容易把食物煮熟是利用了液体沸点随气压增大而降低的原理

D.油炸食品比水煮熟的更快，是由于油的沸点比水的沸点高

8.（2015·宜昌）甲、乙两种物质质量相同而比热容不同，当它们升高相同温度时，则（ ）

A.比热容小的吸收热量多

B.比热容大的吸收热量多

C.初温低的吸收热量多

D.甲、乙吸收的热量一样多

9.上海世博园采用了一种不用电，而是用水来调节温度的江水源空调。江水源空调系统用水泵抽取黄浦江的水，利用江水与世博园室内空气的温度差实现制冷制热，从而达到冬暖夏凉的效果。

（1）用江水来调节温度主要是利用了水的哪一种特性？

（2）从热传递的角度解释江水源空调为什么能达到冬暖夏凉的效果？

10.小明设计了如图135所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领。

5（1）写出调整实验器材的方法步骤。

（2）依据小明的探究方案，实验探究过程中，除了选用相同规格的烧杯和酒精灯，还需要控制不变的量有哪些？

（3）实验探究记录数据如下表。

在这些数据中，哪一个最可能是由于测量或者记录的疏忽而产生了错误，分析实验数据，可以得出的结论是什么？

习题演练参考答案

（一）课后巩固

1.扩散 引力

2.做功 热传递 比热容

3.相同 3.9×104

解析：比热容是物质的一种特性.用同种物质制成两个质量不等的物体，其比热容相同；铜块吸收的热量：Q吸=cmΔt=0.39×103J/（kg·℃）×1kg×100℃=3.9×104J。

4.B 5.A 6.D 7.B

8.（1）做功；

（2）塞子被酒精蒸气顶出的过程中，发生了怎样的能量转化？内能转化为机械能

（二）能力提升

1.做功 热传递

2.比热容大 降低 碗中水的温度与锅中水的温度相同，碗中的水无法吸热

3.吸收 大

解析：修建水库蓄水不仅能使生活用水得到保障，还能起到调节气温的作用，这是由于水的表面积变大，蒸发变快，由于蒸发是吸热的，故水在蒸发时吸取热量；同时根据Q=cmΔt，由于水的比热容比沙石的大，在质量相同、吸收（或放出）相同热量时，水的温度变化较小，所以修建水库蓄水不仅能使生活用水得到保障，还能起到调节气温的作用。

4.热传递 8.4×104

解析：热水袋取暖，是利用热传递的方式增加手的内能的。根据热量计算公式可知，Q吸=c水m水（t水-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（60℃-40℃）=8.4×104J。

5.B 6.A 7.C 8.B

9.（1）用江水来调节温度主要是利用了水的比热容大的特性。

（2）冬天时江水的温度高于世博园内空气的温度，江水把热量传递给空气使气温升高。夏天时江水的温度低于世博园内空气的温度，空气把热量传递给江水使气温降低。

10.（1）调整下面铁夹，使石棉网处于适当的高度；调整上面铁夹，使温度计处于适当的高度；

（2）水与食用油的质量和初始温度相同。

（3）第6min食用油的温度记录错误。分析表中的数据可知，加热时间相同时，食用油升高的温度比水高。分析比较水在第5min、10min和食用油在第2min、4min的数据可知，升高相同的温度，水需要加热的时间比食用油的长，进而得出水的吸热本领比食用油大。