介质原因(北方暖气用水做介质原因)
内能是九年级物理第一章的内容,老师讲这个部分可能比较快,这里豆姐总结了知识框架、考点分析和例题详解,赶快来巩固一下吧!
知识框架
一、分子热运动
1.分子的热运动
知识点:
分子的热运动就是分子之间的无规则运动,因为分子运动的快慢程度与温度有关,温度越高分子运动越剧烈,扩散越快,所以分子之间的无规则运动又叫热运动。
命题方向:
了解分子热运动,并能用其解释某些热现象,物理学方法:转换法,来体现温度对分子的运动激烈情况,都是命题方向。
例1:世界上的一切物体,无论是一粒沙、一缕烟、还是一朵花…都是由大量分子组成的,下列现象能说明分子在不停息运动的是( )
A.沙尘暴起,飞沙满天
B.微风拂过,炊烟袅袅
C.阳春三月,花香袭人
D.丰收季节,麦浪起伏
分析:(1)物质是由大量分子组成的,组成物质的分子永不停息地做无规则的运动,扩散现象证明分子作无规则的运动.
(2)在物理学中,把物体位置的变化叫机械运动.
解:分子运动属于扩散现象,是肉眼看不见的运动,机械运动是物体的运动,是宏观上的运动,是看的见的运动;
A、B、D选项中的现象都是肉眼看的见的运动,属于机械运动.而香气扑鼻是微观上的分子运动,属于扩散现象.故选C.
例2:五月槐花盛开,香飘四野.我们能闻到花香,说明花朵中的芳香分子在______,气温高时香气更浓,说明 ___________
分析:闻到花香说明有花的芳香分子运动到鼻子了,气温高时香气更浓,意味着闻到了更多的芳香分子.
解:五月槐花盛开,花朵的芳香分子在不停的做无规则运动,温度越高,分子动能就越大,运动就越快.故答案为:做无规则运动,温度越高,分子运动越快。
2.分子动理论的基本观点
知识点:
(1)一切物质都是由分子组成的;
(2)一切分子都在不停地做无规则运动;
(3)分子之间存在着相互作用的引力和斥力.
(4)温度越高分子运动得越剧烈
命题方向:
第一类常考题:分子动理论的应用
关于分子,下列说法正确的是( )
A.有的物质分子间无论距离大小都只存在引力
B.水结冰后分子会保持静止
C.“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地运动
D.“沙尘暴起,尘土满天”说明分子在不停地运动
分析:物质是由分子组成的,分子永不停息地做无规则,分子间存在相互作用的引力与斥力,分子很小,不能用肉眼直接观察到.
解:A、组成物质的分子间同时存在相互作用的引力与斥力,故A错误;B、水结冰后,分子仍然不停地做无规则的运动,故B错误;C、酒精分子不停地做无规则的运动,通过扩散空气中充满酒精分子,“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地运动,故C正确;D、组成物质的分子很小,不能用肉眼直接观察到,沙尘与尘土是固体小颗粒,不是分子,故D错误;故选C.
第二类常考题:利用分子动理论解释生活中的应用
分子动理论是从微观角度看待宏观现象的基本理论.以下现象,能用分子动理论进行解释的是( )
A.风的形成
B.烟从烟囱中冒出
C.用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小物体
D.离花园较远处就能闻到花香
分析:根据分子运动理论以及在生活中的现象及应用进行分析解答.
解:A、风是由于空气的流动形成对流而产生的,故无法用分子动理论的知识解释,故A错误;B、烟是由无数小颗粒组成的,每个小颗粒都是由无数分子组成,故烟的运动无法用分子动理论解释,故B错误;C、毛皮摩擦橡胶棒使橡胶棒上带上了电荷,所以能吸引小物体,属于电荷的移动,无法用分子动理论解释,故C错误;D、在花园里由于花香分子在不停地做无规则运动,所以我们在远处可以闻到花香,故D正确.故选D.
3. 分子间的作用力
知识点:
(1)分子间存在着相互作用的引力和斥力.
(2)如固体和液体能保持一定的体积表明分子间存在引力;分子间的斥力使分子离得很近的固体和液体很难进一步被压缩.当分子距离很小时,分子间作用力表现为斥力;当分子间距离稍大时,分子间作用力表现为引力,如果分子相距很远,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略.
命题方向:
第一类常考题:
如图所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个钩码部不能把它们拉开,这个实验现象说明了( )
A.一切物质的分子部在不停地做无规则的运动 B.分子之间存在引力
C.分子之间存在斥力
D.分子间存在间隙
分析:要解答本题需掌握:分子间存在引力的条件,即分子间的距离大于平衡距离.
解:两块表面平整的铅放在一起,经过一段时间下面能吊起重物,说明分子间存在引力.故选B.
第二类常考题:
固体具有一定的体积和形状是因为固态的物质中分子的排列十分紧密,粒子间有强大的_______;液体没有确定的形状,具有流动性,是因为液态物质中分子没有固定的位置,粒子的作用力比固体的作用力要________(填“大”或“小”)
分析:根据分子间的作用力和固体、液体的特点来判断.
解:固态时分子只在平衡位置上振动,分子间距很小,分子间的作用力很大,所以固体有一定的形状和一定的体积;液态时分子在平衡位置上振动一段时间,还要移动到其他的位置上振动,分子间距比固态大,分子间的作用力比固态小,所以液体有一定的体积,但是没有一定的形状.故答案为:作用力,小.
4.分子动理论的其它内容及应用
知识点:
(1)分子间存在间隙;
(2)分子永不停息地做无规则运动–扩散运动–温度越高则热运动越激烈;
(3)分子间存在着相互作用的引力和斥力.
命题方向:
原子的核式模型及物质是由分子和原子组成,用分子动理论解释某些热现象,宏观热现象与分子热运动的联系,是命题方向。
例1:下列现象能用分子运动理论来解释并正确的是( )
A.热水瓶瓶塞有时难拔出,说明分子间有引力
B.矿石被粉碎成粉末,说明矿石分子很小
C.压缩弹簧需要用力,说明分子间有斥力
D.污水排入池塘后不久,整个池塘的水都被污染了,说明分子做无规则运动
分析:分子动理论的内容包括:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息的做无规则运动,分子间存在着相互的引力和斥力.
解:A、热水瓶内温度降低后内部气压减小,在压强差的作用下,瓶塞有时很难拔出,与分子引力无关,不能用分子理论解释,不符合题意;B、矿石能被粉碎成粉末,固体大颗粒变成小颗粒,与分子无关,不能用分子理论解释,不符合题意;C、压缩弹簧需要用力,是因为弹簧在发生弹性形变时产生了弹力,与分子无关,不能用分子理论解释,不符合题意;D、污水排入池塘后不久,整个池塘水被污染了,是液体分子的扩散现象,说明了分子在不停地做无规则运动,能用分子理论解释,符合题意.故选D.
例2:目前使用天然气的公交车已投入运营,它将天然气压缩后存储在钢瓶中作为车载燃料.从微观角度看,天然气容易被压缩是因为( )
分析:构成物质的微粒之间有一定的间隔,气体微粒之间的间隔比较大,而液体和固体之间的间隔要小很多.
解:由于构成气体的分子之间存在比较大的间隔、作用力小,所以比较容易被压缩,而液体和固体中的微粒之间间隔比较小,比较难被压缩.故答案为:天然气分子间距离大作用力小.
二、内能
1. 热量的概念
知识点:
(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少.
(2)单位:焦耳(J)
(3)物体本身没有热量.不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小.
(4)热量与内能、热量与温度的主要区别
①“热量是在热传递过程中物体内能改变的量度”.反映了热量与内能的内在联系.但是,内能与热量又是两个本质不同的物理量,不能混为一谈.内能是“状态量”,一个物体在一定的状态下具有一定的内能;而热量是“过程量”,它是在热传递过程中用来量度物体内能改变多少的物理量.离开热传递的物理过程,谈热量的多少是毫无意义的.
②热量和温度也不能混为一谈,温度是“状态量”,热量是“过程量”,它们之间的联系只表现在热传递的过程,绝不能认为“温度越高的物体含有的热量越多”.
命题方向:
关于热量的说法正确的是( )
A.温度高的物体所含的热量多,温度低的物体所含的热量少
B.水和煤油,如果温度也相同,水比煤油热量多
C.质量越大的物体,它所含的热量多
D.物体温度降低时,向外放出热量
分析:(1)热量是过程量,就是说,热量只存在于热传递或热交换过程中,只能说吸收或放出热量,热量传递等;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量.(2)当温度不同的物体互相接触时,高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高.
解:A、物体所含有的热量,这种说法错误,不能说含有或者具有热量,故A错误;B、不能说物体的热量,水比煤油热量多,这种说法错误,不能说含有或者具有热量,故B错误;C、物体所含有的热量,这种说法错误,不能说含有或者具有热量,故C错误;D、当温度不同的物体互相接触时,高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高,故D说法正确.故选D.
解题方法点拨:
热量是一个过程量,只有发生了热传递,有了内能的转移,才能讨论热量问题,因此,热量的大小与物体的多少、物体的温度的高低没有关系.不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体具有的热量的多少.
2. 内能
知识点:
(1)分子有质量,分子在不停地做着无规则运动,所以分子具有动能;分子间存在着相互作用力,所以分子之间还具有势能.在物理学中,把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)单位:内能的单位是焦耳,简称焦,用字母J表示.
(3)内能的特点:
①任何物体在任何情况下都具有内能.
②内能具有不可测量性,即不可能准确地知道一个物体具有多少内能.
③内能是可以变化的.
④对单个分子或少量分子谈内能是无意义的.
(3)决定物体内能大小的因素
①物体的内能与温度有关.温度越高,物体内部分子的无规则运动越剧烈,物体的内能就越大;
②物体的内能与质量有关.在温度一定时,物体的质量越大,分子的数量越多,物体的内能就越大;
③物体的内能还和状态有关.如:一定质量的固态晶体熔化为同温度的液体时,内能增大.
命题方向:
关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
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
分析:任何物体在任何温度下都具有内能,同一物体的内能与温度有关,做功和热传递都能改变内能;结合这些知识可解答此题.
解:A、物体的内能与温度有关,温度越高内能越大;同一物体温度降低时,内能将减小;故A正确;B、改变内能的方法有两种,做功和热传递;物体内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能外界对它做功;故B错误;C、物体的内能是由于物体内部大量分子无规则运动而产生的能量,物体在任何温度下都有内能;故C错误;D、水的内能不仅与温度有关,还和水的质量有关;故温度相等的1kg水和100g水的内能不同;故D错误;故选A.
解题方法点拨:
(1)内能与机械能的区别与联系:
从表中还可以看出,各物质中,水的比热容最大.这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些.水的这个特征对气候的影响很大.在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚沿海地区温度降低也少.所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大.在一年之中,夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷.
(4)水比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用.如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却.冬季也常用热水取暖.
命题方向:
第一类常考题:
关于比热容,下列说法正确的是( )
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.物体的比热容与温度、质量都没有关系
分析:比热容是物质本身的一种特性,反映了物体的吸热或放热能力,大小只与物质有关,与其它因素没有关系.
解:比热容是物质本身的一种特性,其大小是由物质决定的,与是否吸热、放热、温度、质量等因素无关.
故选D.
点评:此题考查了比热容的特点,要掌握其物理意义,真正理解是物质本身一种特性的真正含义.
第二类常考题:
根据表中几种物质的比热容,判断下列说法中不正确的是( )
答:(1)10台热水器装满水时,温度从15℃升高到65℃吸收了4.2×108J的热量;
(2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供,需要5kg天然气.
解题方法点拨:
虽然做功和热传递改变物体内能的方式不同,做功的过程属于能量的转化,而热传递属于内能的转移,但二者在改变物体的内能上却是等效的,例如,一根锯条的温度升高了,内能增大了,可能是由于摩擦生热,也可能是放在火上烤的结果,如果没有看见内能改变的过程,就无法判断内能是通过哪种方式改变的.
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