温度、内能、热量的区

暮夕分享2018-09-03 07:12:42 次阅读

温度、内能、热量的区

别与联系

一、把握三者的区别

在物理学中，温度是表示物体冷热程度的物理量，单位是“摄氏度”.它是一个状态量，所以只能说“物体的温度是多少”，温度不能“传递”和“转移”.从分子动理论的观点来看，分子的热运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动的平均速度就越大，热运动就越剧烈.所以说，温度是分子无规则运动的剧烈程度的标志，它是大量分子无规则运动的集中体现，对于个别分子毫无意义.

例1 （2012年江苏常州） 2012年5月，日本科学家开发出制作单层硅分子薄膜技术，如图1所示：在硅板表面覆盖陶瓷薄层，持续加热一段时间后，硅板中的硅分子居然能穿透陶瓷薄层从而形成单层硅分子薄膜.加热使得硅分子穿透陶瓷薄膜，这说明：； .

解析：分子动理论告诉我们：分子在永不停息地做无规则运动；分子间存在引力和斥力；分子间存在空隙；温度越高，分子运动越剧烈.

加热使得硅分子穿透陶瓷薄膜，这说明分子不停的做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈（分子间存在间隙）.

答案：分子不停的做无规则运动；温度越高分子运动越剧烈（分子间存在间隙）.

点拨：本题需要学生针对分子动理论内容和生活现象之间的进行联系，相对比较简单.

内能是一种能量，单位是“焦耳”.它是物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和，分子的热运动所具有的能量表现为分子动能，分子间相互作用的引力和斥力所具有的能量表现为分子势能..内能也是一个状态量，通常我们说物体“具有”“含有”内能.

内能大小与物体的质量、体积、温度及构成物体的物质种类都有关系.对于同一物体而言，内能大小与温度有关，温度升高，内能增大，温度降低，内能减小；对于不同的物体而言，内能的大小除与温度有关之外，还与质量、体积、状态有关.以水为例，在温度一定的情况下，一桶水和一勺水相比较，由于单个水分子所具有的内能是一样的，由于一桶水所含的水分子数目较多，所以一桶水具有的内能就多；水通常以固态冰、液态水、气态水蒸气三种形式存在，固态物质分子间有强大的作用力，分子排列十分紧密，液体物质分子间的作用力较固体小，分子也没有固定的位置，运动较自由，气态物质分子间作用力极小，可以忽略不计，极度散乱，间距很大，由于固液气三态物质的分子在排列组合方式上不同，导致分子间的分子动能和分子势能也不一样，当然它们所具有的内能也不一样.

例2（2012年重庆）如图2所示是“神舟八号”和“天宫一号”成功对接的情景，对接后若以“天宫一号”为参照物，则“神舟八号”是的.“神舟八号”完成各项实验任务后返回大气层，飞船外壳与空气摩擦温度不断升高，这是通过（选填“做功”或“热传递”）方式改变飞船的内能.

解析：（1）判断物体是运动的还是静止的，要看它和参照物之间的位置关系，如果位置变化了，说明该物体是运动的，否则是静止的；（2）改变物体的内能的方式有做功和热传递，这两种方式是等

效的.

（1）“神舟八号”与“天宫一号”对接的过程中，它们之间的位置保持不变，因此以天宫一号为参照物，“神舟八号”是静止的；

（2）当飞船穿越大气层返回地面时，飞船和大气摩擦生热，飞船表面温度升高，这是通过做功的方式使其内能增加的.

答案：静止；做功.

点拨：本题以“神舟八号”飞船与“天宫一号”对接这一伟大的历史事件为载体，考查了运动和静止的相对性、改变物体内能的方式，体现了物理与科技生活的联系.

例3（2012年重庆）如图3所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精.塞进塞子后，用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现，下列关于该实验的分析错误的是（）

（A）往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功

（B）往瓶内打气时，瓶内气体内能变小

（C）瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低

（D）瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功

解析：改变物体内能的两种方法：做功、热传递.对物体做功（例如克服摩擦做功、压缩气体做功、弯折铁丝做功等）物体的内能增加、温度升高；物体对外做功（气体膨胀做功），物体的内能减少、温度降低.

（A）（B）瓶子里装有一些水，用力打气，压缩瓶内气体做功，使瓶内气体内能增加、温度升高，故（A）正确、（B）错；

（C）（D）、当瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，故

（C）（D）都正确.

答案：（B）

点拨：这是一个典型的对外做功（气体膨胀做功），内能减少的例子，要记住如何解释这种现象的出现.

热量是在热传递过程中，传递能量的多少，单位是“焦耳”.它反映了热传递过程中，内能转移的数量，是内能转移多少的量度，是一个过程量，我们说物体“吸收”或“放出”多少焦耳的热量.热量定义的条件是“在热传递过程中”，因此只有发生了热传递，才能谈及热量，所以物体本身没有热量.

例4（2012年四川凉山）如图4中，不属于做功改变物体内能的是（）

解析：解决此类问题要知道改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程.

选项（A），双手摩擦生热，克服摩擦做功，使手的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能，不符合题意.

选项（B），烧水时，水从火吸收热量、内能增加、温度升高，是通过热传递的方式改变了物体的内能，符合题意.

选项（C），锯木条时，克服摩擦做功，使锯条的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能，不符合题意.

选项（D），钻木取火，克服摩擦做功，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体的内能，不符合题意. 　　答案：（B）

点拨：本题考查改变物体内能的方式，解决此类问题要抓住：做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程.

二、把握三者的`联系

1.温度与内能

一个物体的温度越高，物体内的分子做无规则运动的速度越大，分子的平均动能越大，因此物体的内能越多.不过要注意的是：温度不是内能变化的唯一标志.

2.温度与热量

在热传递过程中，高温物体放出热量，内能减小，温度降低，低温物体吸收热量，内能增加，温度升高.对于同一个物体来说，温度变化越大，吸收或者放出的热量就越多.当两物体间不存在温度差时，虽然物体都有温度，但没有热传递，更谈不上“热量”.

3.热量与内能

热量反映了热传递过程中，内能转移的数量.物体放出了多少热量，内能就减小多少；物体吸收了多少热量，内能就增加多少.需要注意的是：内能增减并不只与吸收或放出热量有关，做功也可以改变物体内能.对物体做功，物体的内能会增加，对物体做了多少功，物体的内能会增加多少；物体对外做功，物体的内能会减小，对外做功多少，物体的内能会减小多少.物体内能的改变方法有热传递和做功两种方法，这两种方法在改变物体的内能上是等效的.

例5（2012年江苏南京）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（）

（A）物体内能增大，一定从外界吸收热量

（B）汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能

（C）物体内能减少时，温度可能不变

（D）锯条锯木板时，锯条的内能增加，木板的内能减少

解析：改变物体内能的两种方式：做功和热传递，改变物体内能的两种方法是等效的；

汽油机四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程压缩气体的过程中，将机械能转换为内能；

晶体液态在凝固时，放出热量、内能减少，但温度不变；

做功可以改变物体的内能：克服摩擦做功，使物体的内能增加、温度升高.

由分析可知：

选项（A），物体的内能增大，可能是对物体做功，也可能是吸收热量，故（A）错.

选项（B），汽油机在做功冲程中，将内能转化为机械能，故（B）错.