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内能一章最容易把温度、内能和热量混在一起,再把吸热等同于升温。今天用4组关系,把分子热运动、内能和比热容连起来。

一、分子的运动,与物体的温度
1. 物质由大量微观粒子组成。
分子动理论抓住三点:分子间有间隙,分子不停地做无规则运动,分子间同时存在引力和斥力。
2. 闻到花香,是香味分子进入空气并不断运动的结果。
两种相互接触的物质彼此进入对方,叫扩散。
气体、液体、固体都能发生扩散,固体中的过程通常慢得多。阳光下飞舞的灰尘是可见颗粒,不能把它当作一个分子的热运动。
3. 温度越高,分子的热运动越剧烈,扩散通常也越快。
这里讲的是大量分子的整体表现,不是每个分子都沿同一方向加速。冰很冷,内部的分子也没有停止热运动,因此“冷的物体没有内能”不成立。

二、温度、内能、热量,各在说什么
1. 温度表示物体的冷热程度。
内能是物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和;热量是在热传递过程中转移的能量。内能和热量的单位都是焦耳,却不能互换名称。
2. 温度和内能描述物体当时的状态,热量要联系一个转移过程。
因此可以说“一杯水有内能”“水吸收了热量”,不能说“水含有很多热量”。没有交代吸热或放热过程,孤立地说某物体的热量是多少,就失去了含义。
3. 温度较高,能不能断定内能较大?
跨物体比较,条件不够。内能还与质量、物质种类和状态等有关。一小滴热水与一大桶温水,不能仅凭温度给内能排大小;两杯水温度相同,也不能断定内能相同。
4. 对于质量和状态不变的同一物体,温度升高时内能通常增大。
但反过来,“内能增大”不能一律推出“温度升高”:冰在熔化过程中持续吸热,温度可以保持不变,内能却在增加。吸收的能量不仅可能改变分子运动,还可能改变分子间的相互作用状态。

三、做功与热传递,怎样改变内能
1. 搓手会暖,是克服摩擦做功,把机械能转化为内能。
握热水杯会暖,是温度不同导致能量转移。做功与热传递都能改变内能,在改变内能的效果上是等效的,过程却不同。
2. 做功常伴随能量形式的转化。
压缩空气,外界对空气做功,空气内能可以增大;气体推动活塞,气体对外做功,内能可以减小。
判别时认清研究对象与能量去向,不能只见到“动了”就判定它的内能增加。
3. 热传递需要温度差。
能量自发地由高温处转移到低温处,不是由“内能多”流向“内能少”。两杯水温度相同时,即使质量和内能不同,也不会发生净热传递。

四、比热容、质量、温差,怎样决定热量
1. 比热容表示单位质量的某种物质。
温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量。它反映物质的吸放热特性。
初中范围内,同一种物质在相同状态下,比热容不因质量多少、吸热多少而改变;水结成冰后,状态变了,比热容也不同。
物体温度变化、没有发生物态变化,且比热容可看作不变时:
• 吸热:Q吸=cm(t末-t初)。
• 放热:Q放=cm(t初-t末)。
• Q用J,m用kg,c用J/(kg·℃),括号里填正的温度变化量。
2. 把2 kg水从20℃加热到30℃,温差是10℃,不是30℃。
取水的比热容4.2×10³ J/(kg·℃),吸热为4.2×10³×2×10=8.4×10⁴ J。水在沸腾时仍然吸热,但温度不变,不能用这个温度变化公式去算汽化所需的热量。
3. 比较吸热能力,要把条件配齐。
质量相同、吸热相同,比热容大的升温少;质量相同、升温相同,比热容大的吸热多。水升温慢,不是吸热少,往往正是同样升温需要更多热量。

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