四、热学板块
4.1 温度与温度计
温度的定义：温度表示物体的冷热程度。温度的单位是摄氏度（°C） 。
温度计的原理：利用液体的热胀冷缩性质制成。
常用温度计的种类：
- 实验室温度计
- 体温计
- 寒暑表
典型例子：
- 人体正常体温约为37°C
- 标准大气压下，冰水混合物的温度为0°C
- 标准大气压下，沸水的温度为100°C
- 体温计的量程为35°C-42°C，分度值为0.1°C
4.2 物态变化
4.2.1 熔化与凝固
熔化：物质从固态变成液态的过程，需要吸热。
凝固：物质从液态变成固态的过程，需要放热。
晶体与非晶体的区别：
- 晶体：有固定熔点的固体，如冰、海波、各种金属。晶体熔化时温度保持不变
- 非晶体：没有固定熔点的固体，如蜡、松香、玻璃、沥青。非晶体熔化时温度不断上升
晶体熔化的条件：
1. 达到熔点
2. 能持续吸热
晶体凝固的条件：
1. 达到凝固点
2. 能持续放热
4.2.2 汽化与液化
汽化：物质从液态变成气态的过程，需要吸热。汽化的两种方式：蒸发和沸腾。
蒸发：
- 在任何温度下都能发生
- 只在液体表面进行的缓慢汽化现象
- 蒸发吸热，有致冷作用
- 影响蒸发快慢的因素：液体温度、液体表面积、液体表面空气流动速度
沸腾：
- 在一定温度下（沸点）
- 在液体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象
- 沸腾时温度保持不变
- 液体沸腾的条件：达到沸点、继续吸热
液化：物质从气态变成液态的过程，需要放热。液化的两种方法：降低温度、压缩体积。
4.2.3 升华与凝华
升华：物质从固态直接变成气态的过程，升华吸热。生活中常见的可升华的物质有干冰、樟脑丸等。
凝华：物质从气态直接变成固态的过程，凝华放热。
典型例子：
- 冰熔化成水（熔化），水结成冰（凝固）
- 湿衣服变干（蒸发），水烧开时冒"白气"（液化）
- 夏天扇扇子感到凉爽（蒸发吸热）
- 用久的灯泡内壁变黑（钨丝先升华后凝华）
- 冬天窗户上的冰花（水蒸气凝华）
- 干冰人工降雨（干冰升华吸热，使水蒸气液化）
4.3 分子动理论
分子动理论的基本内容：
1. 物质是由大量分子组成的
2. 分子在永不停息地做无规则运动
3. 分子间存在相互作用的引力和斥力
扩散现象：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，温度越高，扩散越快。
分子间的作用力：
- 分子间同时存在引力和斥力
- 距离较小时斥力大于引力
- 距离较大时引力大于斥力
- 当分子间距离大于十倍分子直径时，分子间作用力变得十分微弱，可以忽略
典型例子：
- 闻到花香是分子运动的结果
- 红墨水滴入水中扩散开来
- 固体和液体很难被压缩，说明分子间存在斥力
- 两个铅块压紧后能吊起重物，说明分子间存在引力
- 温度越高，墨水在水中扩散得越快
4.4 内能与改变方式
内能的定义：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。
内能的特点：
- 一切物体都有内能
- 内能的大小与物体的温度、质量、状态有关
- 同一物体，温度越高，内能越大
- 物体的内能与机械能无关
改变内能的两种方式：
1. 做功：对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，内能减少
2. 热传递：物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少
热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。热量的单位是焦耳（J）。注意：热量是过程量，不能说"含有"或"具有"热量，只能说"吸收"或"放出"热量。
典型例子：
- 摩擦生热是通过做功改变内能
- 冬天搓手取暖是机械能转化为内能
- 用热水袋取暖是通过热传递改变内能
- 烧开的水蒸汽顶起壶盖，是内能转化为机械能
- 一杯热水慢慢变凉，是因为向外放出了热量
4.5 比热容与热量计算
比热容的定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量。比热容是物质的一种特性，用符号c表示，单位是焦每千克摄氏度[J/(kg·°C)]。
水的比热容：c = 4.2×10³ J/(kg·°C)，表示1kg的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×10³ J。
比热容的特点：
- 比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关
- 与质量、温度变化、吸收或放出的热量无关
- 比热容大的物质，吸热能力强，温度变化慢
热量计算公式：
- 吸热：Q吸 = cm(t - t₀) = cmΔt
- 放热：Q放 = cm(t₀ - t) = cmΔt
其中：
- Q：热量
- c：比热容
- m：质量
- t：末温
- t₀：初温
- Δt：温度变化量
注意：要区分"升高到t°C"和"升高了t°C"，前者用Q = cm(t - t₀)，后者用Q = cmΔt。
典型例子：
- 质量为2kg的水，温度从20°C升高到100°C，吸收热量：Q = 4.2×10³ J/(kg·°C) × 2kg × 80°C = 6.72×10⁵ J
- 质量为10kg的铁块，温度从60°C降低到10°C，放出热量：Q = 0.46×10³ J/(kg·°C) × 10kg × 50°C = 2.3×10⁵ J
- 由于水的比热容大，沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大
- 汽车发动机用水冷却，是因为水的比热容大，吸热能力强
如果对你有用，欢迎点赞 关注 推荐
| 关注公众号 |
| 其他人都在看 |
▌更多内容点击文末 阅读全文
公众号中的文章由浙学科学创作整理
部分图片和部分内容来源于网络或利用人工智能技术生成
未经同意，请勿转载
如有侵权请联系
© 浙学科学
