第5节物体的内能
物体的内能
1．内能的定义
物体内部所有分子做______________的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
说明一切物体在任何情况下都具有内能，物体的内能不会为零。
因此物体内部分子的热运动永不停止，分子间的相互作用也总是存在。
2．影响内能大小的因素
物体的内能与________有关。
同一个物体，温度越高，分子的热运动越剧烈，它具有的内能就越大。
物体的内能还受________、材料、状态等因素的影响。
说明①在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。
②在质量、温度、状态相同时，物体的材料不同，内能可能不同。
③在物体的温度、材料、质量相同时，物体存在的状态不同，内能也可能不同。
例1(日照中考)关于物体的内能，下列说法正确的是( )
A．物体温度升高，它的内能一定会增加
B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量
C．温度为0℃的物体没有内能
D．温度相等的1kg水和100g水内能相同
改变物体内能的两种方法
1．做功可以改变内能
外界对物体做功，物体的内能________；物体对外做功，物体的内能会________。
通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化。
2．热传递可以改变内能
热传递改变物体的内能实质上是内能从________物体传递到________物体或者从同一物体的高温部分传递到低温部分。
在热传递过程中传递的能量的多少叫做热量。
热传递发生的条件是物体之间存在________。
说明做功和热传递在改变物体的内能上虽然是等效的，但它们的实质不同，做功改变内能实质是内能和其他形式的能之间的转化，而热传递改变内能实质是不同物体之间或同一物体的不同部分之间内能的转移。
例2(杭州中考)实验装置如图所示，在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚(乙醚极易挥发)的棉花，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧。
根据该实验现象得出的下列结论正确的是( )
A．气体比液体更容易被压缩
B．浸有少量乙醚可以降低棉花的着火点
C．活塞迅速下压，乙醚蒸气液化放出热量，使棉花燃烧
D．外界对物体做功时，物体的内能会增加
热量的计算
1．物体温度升高时吸收的热量Q吸＝________。
2．物体温度降低时放出的热量Q放＝cm(t0－t)。
c为物质的________。
比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
其中，c为物质的比热容，m为物体的质量，t0是初温，t是末温。
如果用Δt表示升高或降低的温度，即用Δt表示t－t0或t0－t，那么物体吸收或放出的热量可以写成Q＝cmΔt。
说明①比热容跟密度一样，也是物质的一种特性，它不随物质质量的改变而改变，也不随物质吸收(或放出)热量的多少以及温度的变化而变化。
②对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不相同的。
如：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。
例3 两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示，下列说法正确的是( )
A ．加热相同的时间，甲液体温度升高的比乙液体温度升高得多
B ．如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
C ．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D ．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
热机
1．热机
(1)定义：把________转化为机械能的机器。
(2)原理： 化学能――→燃料燃烧
――→做功
机械能 2．热机的种类 热机⎩⎨⎧蒸汽机
内燃机⎩⎨⎧汽油机柴油机汽轮机、喷气发动机
3．热机的四个过程：吸气、________、________排气。
例4 (淮安中考)在汽油机压缩冲程中，气缸内气体的( )
A ．温度降低
B ．密度变小
C ．热量增多
D ．内能增加
燃料的热值
1．燃料燃烧时能量的转化
燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为________，也就是通常所说的释放出热量。
2．燃料的热值
1kg 某种燃料________燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的________，单位是J/kg ，气体燃料的热值单位通常用J/m 3。
热值的意义是表示单位质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。
同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。
例5(兰州中考)关于燃料的热值，以下说法中正确的是( )
A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
做功改变物体内能
例6(泉州中考)下列物理现象中，属于通过做功途径改变物体内能的是( )
A．冬天晒太阳人会感到暖和
B．饮料放入冰箱冷藏室会变凉
C．锯木头时锯条会变热
D．烧红的铁块放入水中会变凉
热量的计算
例7某学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热，他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。
已知酒精的热值是3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精，那么请问：
(1)a图和b图哪个是沙子吸热升温的图像？为什么？
(2)加热满2min时，水吸收了多少热量？
(3)给水加热的2min时间内，如果酒精完全燃烧将放出多少热量？
(4)试求出沙子的比热容。
晶体在熔化过程中，虽然吸热，但温度保持不变
例8(西宁中考)关于温度、内能、热量三者的关系，下列说法正确的是( )
A．温度高的物体，内能一定大
B．物体温度升高，一定吸收了热量
C．物体吸收了热量，温度一定升高
D．物体温度升高，内能一定增加
例9(兰州中考)用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断物质甲的比热容为( )
A．2.1×103J/(kg·℃)
B．4.2×103J/(kg·℃)
C．1.2×103J/(kg·℃)
D．条件不足，不能确定
1．(多选)(北京市西城区中考)下列事例中，利用做功使物体内能增加的是( )
A．用锤子打铁，铁块的温度升高
B．用暖水袋暖手，手会感到暖和
C．两只手互相摩擦时手会发热
D．阳光照到地面上，使地面升温
2．(多选)(潍坊中考)用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲)，根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图像(如图乙)。
在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计液体热量散失，分别用m a、m b、c a、c b表示a、b两液体的质量和比热容，则结合图中信息作出的下列推断正确的是( )
第2题图
A．若m a＝m b，则c a＞c b
B．若m a＝m b，则c a＜c b
C．若c a＝c b，则m a＜m b
D．若c a＝c b，则m a＞m b
3．(南京中考)如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是( )
4．(安徽中考)某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。
已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为3.2×107J/m3。
求：
(1)天然气完全燃烧放出的热量；
(2)水吸收的热量；
(3)该热水器工作时的效率。
第5节物体的内能
【要点详解】知识点1：无规则运动
温度质量例1A知识点2：增加减小高温低温温度差例2D知识点3：cm(t－t0)
比热容例3A知识点4：热能
内能压缩做功例4D知识点5：内能完全热值例5A
【易错点拨】例6C例7(1)a是沙子，吸热相同，a的温度变化大，比热容小
(2)4.2×104J
(3)6×104J(4)0.91×103J/(kg·℃) 例8D
【综合应用】例9A
【巩固提升】1.AC 2.BC 3.A
4．(1)天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝1m3×3.2×107J/m3＝3.2×107J；(2)水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(50℃－20℃)＝1.26×107J；(3)热水器的
效率：η＝Q吸
Q放
×100%＝
1.26×107J
3.2×107J
×100%≈39.4%。
答：(1)天然气完全燃烧放出的热量为
3.2×107J；(2)水吸收的热量为1.26×107J；(3)该热水器工作时的效率是39.4%。