分子热运动内能.docx

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分子热运动内能

分子热运动　内能

　　学习目标要求

　　1、知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。

　　2、能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。

　　3、知道分子热运动的快慢与温度的关系。

　　4、知道分子之间存在相互作用力。

　　5、了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

　　6、知道热传递过程中，物体吸收（或放出）热量，物体的温度升高（或降低），内能改变。

　　7、知道在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。

　　8、知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。

　　知识要点精析

　　1、扩散现象与分子的热运动

（1）扩散现象：

　　不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。

扩散现象可以发生在固体之间、液体之间和气体之间。

（2）分子的热运动：

　　扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。

由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则的运动又叫做分子的热运动，温度越高，热运动越剧烈。

　　2、分子间的作用力

（1）分子间的引力：

　　固体和液体的分子不易飞散，是由于固体和液体之间存在着引力。

正是这种分子引力使它们能保持一定的体积，它里面的分子不致散开。

（2）分子间的斥力：

　　由扩散现象我们可以想到，分子之间存在着间隙，那么固体或液体很难被压缩就表明了分子之间有斥力，正是这种斥力使固体和液体难以被压缩。

　　3、内能

（1）内能的概念：

　　分子在不停地做无规则的热运动，所以分子具有动能；分子间有相互作用力，所以分子间还具有势能。

物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。

（2）内能的特点：

　　物体的内能有两个主要特点：

一是任何温度下的物体都具有内能；二是一个物体的温度越高，内能越大。

　　（3）内能的单位：

　　与其他的能量单位一样，内能的单位也是焦耳（J）。

　　4、内能的改变，热量

（1）改变物体内能的两种方式：

　　做功和热传递，在改变物体的内能上，做功和热传递是等效的。

（2）内能改变的理解：

　　当外界对物体做功时，其内能要增大；当物体对外做功时，其自身的内能减小。

当一个物体从外吸热时，其内能增大；当一个物体向外传热时其内能减小。

　　（3）热量：

　　在热传递的过程中，传递能量的多少叫做热量。

物体内能改变的多少与物体吸收或放出热量的多少有关。

　　典型例题

　　例1、下列事例中，属于用热传递的方法改变内能的是（　）

　　A、地球外的石块，坠入地球的大气层，成为流星

　　B、凉鸡蛋泡在热水中温度升高

　　C、两手相互摩擦，手心发热

　　D、锯木头时，锯条变得烫手

　　分析：

　　地球外的石块，坠入地球的大气层，成为流星；两手相互摩擦，手心发热；锯木头时，锯条变得烫手，这些都是属于用做功的方法改变物体内能的，凉鸡蛋泡在热水中温度升高，是属于用热传递的方法改变物体内能的。

　　答案：

B

　　例2、固体、液体很难被压缩，是因为物体内（　）

　　A、大量分子做无规则运动

　　B、分子间相互作用的引力

　　C、分子间相互作用的斥力

　　D、分子间没有空隙

　　解析：

　　分子间的引力和斥力是同时存在的，当分子处于平衡位置时，分子间距离为，分子间的引力和斥力相等。

当分子间的距离大于时，引力大于斥力，分子间的作用力表现为引力。

当分子间的距离小于时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力。

在正常情况下，固体、液体的分子在平衡位置振动，引力等于斥力，当挤压固体或液体时，分子间距离小于，分子间作用力表现为斥力，以反抗它被挤压，这就是固体，液体很难被压缩的原因。

　　答案：

C

　　例3、下列几种说法中说明分子不停地做无规则运动的实例，正确的是（　）

　　A、食盐在水中溶解，使水全部有了咸味

　　B、烧开水时，水蒸气不断地上升

　　C、室内扫地时，在阳光照射下看见尘土飞扬

　　D、夏天吃冰棍时，打开包装纸会看见白色气体

　　E、空气定向运动形成风

　　F、水由高处流向低处

　　解析：

　　A、食盐放入水中溶解从而使水变咸，是因为食盐分子和水分子彼此进入对方造成的；

　　B、烧开水时水蒸气上升，是汽化现象，上升的水蒸气是大量的水分子组成的，汽化使得其密度变小，在浮力作用下上升，不能说明它们在做无规则运动；

　　C、尘土飞扬是尘土小颗粒的运动，尘土小颗粒不是分子，且这种运动是扫帚施力造成的；

　　D、白色气体是空气中的水蒸气液化成的小水珠；

　　E、风的形成是空气分子的定向运动，是对流而不是分子无规则运动形成的；

　　F、水的流动是在重力作用下的运动。

应该注意的是，扩散现象是大量分子永不停息地做无规则运动，而扩散现象的判断就更确切一些，不同的物质相互接触时，仅仅由于分子的运动而彼此进入对方的现象，与扩散现象容易混淆的是对流，而对流是在压力的作用下大量分子的定向运动。

　　答案：

A

　　例4、物体的温度升高了，那么物体（　）

　　A、一定吸收了热量

　　B、一定是物体对外做功　

　　C、一定是外界对物体做了功

　　D、可能是物体吸收了热量，也可能是外界对物体做了功

　　解析：

　　物体温度升高了，物体内大量分子无规则运动的速度变快，物体的内能一定增加。

改变物体内能的方法有两种，一种是热传递，吸收了热量可以使物体的温度升高，另一种是做功，外界对物体做功，把其它形式的能转化为物体的内能，使物体内能增加，物体温度升高，且这两种方式是等效的。

　　答案：

D

　　例5、在物体没有发生物态变化的前提下，下列各种说法正确的是（　）

　　A、温度较高的物体，所含的热量较多

　　B、质量相同的物体，温度较高的，所含的热量较多

　　C、同一物体温度较高时，所含的热量较多

　　D、同一物体温度升高较大时，所吸收的热量较多

　　解析：

　　物体吸收或放出热的多少叫热量，也就是说，在热传递过程中，传递能的多少。

可见热量是一个过程量，只有在热传递的过程中才能称为热量，由此判定，A、B、C三个选项中所讲温度较高的物体所含热量较多是错误的，因为温度是一个状态量，温度再高没有发生热传递，也就谈不上热量，而D选项中所说的温度升高较大时，说明温度这个状态量发生了变化，温度变化是个过程，因为有热传递发生，物体的温度才会发生变化，对于同一物体来说，温度升的越高，吸收的热量就越多。

　　答案：

D

　　巩固练习

　　1、下列现象中，不能说明物体分子在不停地运动的是（　）

　　A、泡在水里的一块冰糖，过几天不见了

　　B、香水瓶盖打开后，周围可闻到香味

　　C、用显微镜观察到细菌的活动

　　D、墙角放煤的地方，墙壁里面变黑了

　　2、把酒精和水都倒入一有刻度的烧杯中均匀混合后，放在酒精灯上加热，其总体积（　）

　　A、小于

　　B、等于

　　C、大于

　　D、无法确定

　　3、关于内能，下列说法正确的是（　）

　　A、温度高的物体具有内能，温度低的物体没有内能　

　　B、温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多

　　C、的物体内能为零

　　D、物体的温度降低时，其内能减小

　　4、下面各种现象，不能说明通过做功来实现内能改变的是（　）

　　A、锯木头时锯条会发烫

　　B、酒精涂在手上会觉得发凉　

　　C、卫星坠入大气层时烧毁

　　D、划火柴取火

　　5、下面各种现象，属于热传递改变物体内能的是（　）

　　A、磨刀时，刀发热

　　B、用电钻钻孔时，钻头发烫　

　　C、热水的温度逐渐降低

　　D、暖水瓶内的水蒸气把瓶塞推出，水蒸气温度降低，内能减少

　　6、火箭升空的原理是什么？

为什么发射人造地球卫星要用多级火箭？

为什么要在卫星的外壳上涂上一种能在熔化、汽化过程中要吸收大量热量的特殊涂料？

　　练习答案：

　　1、C　　2、D　　3、D　　4、B　　5、C

　　6、答：

燃料燃烧生成高温高压的气体高速向下喷出，对外做功，内能转化为火箭的机械能使火箭升空，火箭获得机械能一定，多级火箭逐级脱落，则质量（重力）减小，可以获得更大的速度；为了使火箭升空过程中与空气摩擦产生的热不致被火箭大量吸收，防止火箭因升温而烧毁，所以涂上特殊涂料，特殊涂料在熔化、汽化过程中从卫星外壳上吸收大量热量。

探究活动

　　1、如图是我国航天器“神舟五号”宇航探测器在内蒙古草原的回收照片，可发现此飞船的表面“伤痕累累”，这是为什么？

请你猜想一下科学家们是想什么办法避免出现焚毁飞船的情况的？

查找相关资料来证实你的猜想。

　　2、问题：

分子之间相互作用力的探究。

　　器材：

细铁丝、棉线、肥皂水等。

　　过程和方法：

（1）用细铁丝做成一个圈，中间松松地系上一根小细棉线，如图甲所示。

（2）在肥皂水中浸一浸使肥皂水留在上面，如图乙所示。

　　（3）用手指轻轻地碰一下棉线一边的肥皂膜，猜一猜会出现什么现象。

如图丙所示。

通过这个实验你可以得到什么结论？

　　3、李宇为了研究不同颜色物体的吸热本领，他做了如下的实验：

　　将质量、温度都相同的水分别倒入两个牛奶瓶中，用白纸和黑纸分别将瓶子包起来（如图所示）。

然后将两个瓶子放在太阳光下，每隔3min测一测瓶中水的温度。

　　经过半小时的实验，李宇得到的两瓶中的水温变化情况如下表所示：

日照时间（min）

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

白纸瓶水温（℃）

23

24

25

25

26

27

27

28

29

29

30

黑纸瓶水温（℃）

23

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

　　李宇对上述的实验数据进行了分析，得出的结论是：

___________。

　　你做得如何

　　1、由于探测器穿过大气层返回过程中要克服空气的摩擦力做功，为避免探测器因升温而出现燃烧的结果；飞船表面要用耐高温的材料做成，而且在其表面涂有易在高温下熔化，汽化的物质，从而吸热多，保护了探测器内部的器件。

　　2、现象：

一边的肥皂膜破了，棉线被拉向另一边。

　　　结论：

分子间存在引力。

　　3、黑色物体比白色物体的吸热本领强。

测试

　　选择题

　　1、下列说法中正确的是（　）

　　A、拍打衣服时，灰尘纷纷落地，说明分子在不停地作无规则运动

　　B、屋子里放一瓶香水，很快就在屋内不同位置闻到了香味，说明分子在不停地作无规则运动。

　　C、固体很难被压缩，说明固体分子间没有空隙

　　D、分子间距为时，分子间引力等于斥力；时，分子间只有引力，没有斥力；时，分子间只有斥力没有引力。

　　2、某物质的两个分子间距等于分子直径的10倍，若将甲分子固定，让乙分子以一定的初速度向甲分子移动，在运动过程中（　）

　　A、乙分子的速度一直增大

　　B、乙分子的速度先增大，后减小

　　C、乙分子的速度一直减小

　　D、乙分子的速度先减小，后增大

　　3、水的密度是，酒精的密度是，将体积相等的水和酒均匀混合后，其混合液体的密度是（　）

　　A、等于

　　B、大于

　　C、小于

　　D、条件不足，无法确定

　　4、下列事例中用来避免热传递的是（　）

　　A、汽车发动机的散热片

　　B、冬天室内的暖气装置

　　C、电熨斗的金属外壳

　　D、热水瓶的玻璃瓶胆

　　5、甲、乙两块冰的质量相同，温度均为，甲冰块位于地面静止，乙冰块停止在高处，这两冰块（　）

　　A、机械能一样大

　　B、乙的机械能大