【知识点】分子动理论、热能以及比热容的知识点和练习题

本次小新老师梳理了分子动力学理论、热能、比热容的知识点和实践题。本部分内容作为热学理论的把手。得到它基本上是用热理论完成的。好了，话不多说，学习起来！

知识点部分

分子动力学理论

1.扩散：一种物质由于分子运动而逐渐进入另一种物质的现象。扩散现象说明：分子在不断的随机运动；分子之间有间隙。

扩散现象的速度与物质本身和物质的温度有关。扩散现象只能发生在不同物质之间，需要相互接触。

2.分子运动

分子运动与机械运动的区别：无论是宏观物体还是微观分子都在运动。

(1)分子间吸引力和排斥力都随着分子间距的增加而减小，随着分子间距的减小而增加：当分子间距等于分子间平衡距离时，分子间吸引力等于排斥力；当分子当达到分子间平衡距离时，分子间作用力主要是引力，即引力大于排斥力；当分子距离小于分子间平衡距离时，分子间作用力主要是以斥力为代表，即斥力大于万有引力。固体和液体很难通过压缩分离，因为此时分子之间的排斥作用起主要作用。

当分子间距大于分子间平衡距离的10倍时，分子间的作用力很弱，可以忽略不计。

（2)固体分子间的距离小，分子间作用力大，所以能保持一定的形状和体积。液体分子间的作用力比固体小，所以液体有一定的体积， no 有一定的形状，有流动性，不易被压缩，气体分子间的距离大，分子间的作用力很小，所以气体没有一定的体积，也没有一定的形状。

物质的三态：气态、液态和固态的区别在于分子之间的相互作用以及三种状态下分子的不同运动状态。

3.分子动力学理论的基本内容：

物体是由大量分子组成的；分子在不断的随机运动；分子之间存在引力和排斥力。

分子不断地随机运动——所以分子有动能；

分子之间有空隙，分子之间有相互作用力——所以分子有势能。

内部能量和热量

1.温度：表示物体的冷热程度分子热运动和内能，是分子运动强度的标志。

热运动：物体内部大量分子的随机运动。

2.内能：物体中所有分子的动能与分子间相互作用势能的总和。所有物体在任何情况下都具有内能。

内能特性：

(1)内能是物体的内能，不是单个分子或少数分子所具有的，而是物体内所有分子的动能与分子间相互作用势能的总和，所以简单考虑分子的动能和势能是没有意义的。

（2)内能与温度、质量（即物体中分子的数量）、体积、状态有关，但与物体是否在运动、它的速度以及如何运动无关高它被抬起。

（3)内能是不可测的，即不可能准确知道一个物体内能的具体值。

3.改变内能的方法：

（1)做功。本质：内能和其他形式的能量可以相互转化，其他形式的能量可以转化为内能，内能也可以转化为其他形式的能量。条件：外界对物体做功或物体对外界做功 方式：内能增加——体积压缩、摩擦生热、锻造、扭曲；内能减少——气体膨胀、爆破。

(2)热传递。本质：内能从一个物体直接传递到另一个物体，即内能从高温物体传递到低温物体。条件：不同物体之间存在温差或同一物体的不同部分。模式：热传导，固体；热对流，液体和气体；热辐射，无需介质。

两个物体之间的温差越大，吸收或释放热量的速度就越快。

3.热：热传递是内能的传递，传递的内能的量称为热量。在现代社会，人类使用的大部分能源仍然来自各种燃料的燃烧。

热值：质量为m的燃料完全燃烧放出的热量为Q，那么Q：m就是这种燃料的热值。对于某种燃料，它是一定的值。

热值特性：

（1)发热量只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、形状、完全燃烧、放热等无关。

(2)热值是燃料本身的一个特性，它反映了不同燃料在燃烧过程中将化学能转化为内能的能力，即燃料在燃烧时释放能量的能力。烧了。

（3)并不是所有的物质都有热值，比如石头、钢铁等没有热值，热值只是燃料的固有属性。

4.燃料燃烧

燃料燃烧时放出热量的公式：Q=mq 或 Vq。

燃料燃烧时释放的热量受三个因素的影响：热值、质量或体积以及燃烧的完全程度。

燃料不完全燃烧的危害：浪费资源或能源，污染环境。

比热容

比热容：质量为m的物质吸收或放出热量Q，温度升高或降低⊿t，则Q：m⊿t为该物质的比热容。

比热容只与物质的种类和状态，即物质的状态有关，与物质的质量、温度升高或降低多少、热量的多少无关。吸收或释放。

不同物质的比热容一般不同（冰和煤油除外）。相同物质在相同状态下的比热容相同，即Q：m⊿t的值是常数。因此，可以用比热容和密度来鉴别物质。

液体的比热容一般大于固体，固体非金属的比热容一般大于金属。

比热容的大小：首先，它反映了材料的吸热或放热能力，即比热容是表示材料吸热或放热能力的物理量。具有较大比热容的材料升高或降低相同的温度。吸收或释放的热量较多，因此比热容大的物质吸收或释放热量的能力强；其次，它反映了物质吸热或放热后改变温度的难易程度。比热容大的物质吸收或放出的热量相同，温度变化小，所以比热容大的物质的温度变化更难。

水比热容较大的应用特点：

1.某种质量的水，升高或降低某个温度，吸收或释放更多的热量——用于加热或作为冷却剂或散热器的水。

2.一定质量的水吸收或放出一定量的热量，在较小程度上升高或降低温度——调节气候。

沿海地区：白天，海陆风；晚上，陆风和海风。

海洋性气候；大陆性气候。

早春苗田：早上多排水，晚上多浇水。

早上穿皮衣，下午穿纱，围着火炉吃西瓜。

物体吸收或释放热量的多少，或它吸收或释放热量的能力大小，与材料的种类（即比热容c）、质量m和温度变化⊿t有关。

排除热损失，有一个热平衡方程：Q吸入=Q排出。该公式适用于计算相同状态下的吸热或放热。如果物质状态发生变化，比热容就会发生变化。此时，上述公式无法计算出整个过程吸收或释放了多少热量。如0。C的水变成0。C的冰是一个凝固放热过程。温度保持不变，其放热量不能用Q=cm⊿t计算。凝固放热量还有一种特殊的计算方法，即“一放多吸”的公式：Q放热=Q-suck 1+Q-suck 2+Q-suck 3+…+Q-suck n . 如果将烧红的熨斗放入容器中的水中，则有：

比热容 典型解题方法：图像法；控制变量法；比例法。

温度、内能和热量方面

1. 温度、内能、热量的关系：

温度和内能：当物体的温度发生变化时，内能必然发生变化；当物体的内能发生变化时，温度不一定会发生变化，例如水的沸腾，晶体的熔化和凝固。

热量和内能：当物体吸收或放出热量时，物体的内能肯定会增加或减少；物体内能的增加或减少不一定是物体吸热或放热引起的，也可能是做功引起的。

温度和热量：物体的温度变化可能是吸热或放热引起的，也可能是做功引起的；物体吸热或放热时，温度不一定升高或降低，如水的沸腾、晶体的熔化和凝固。

2. 温度、内能、热量的描述：

温度是一个状态量，不能说温度是转移的；

内能是一种状态量，可以说是有、有、有、有、有、有。

热量是一个过程量，不能说：有，有，有；只能说：传递、吸收或释放（释放）热量。热量的大小也无法比较。热量的大小或吸收和释放的热量与物体内能的大小和温度无关。“传热”中的“热”首先是指内能。同时，因为只有在传热过程中传递的内能才称为热，所以“传热”中的“热”也可以指热量。

3.木块从斜面顶部匀速滑动到斜面底部。在这个过程中，木块的动能保持不变，重力势能减小，所以机械能减小，机械能转化为内能，所以内能增加。

4. 两个物体之间传热的条件是：

A. 内能不均；

B. 它们的温度不同；

C. 必须互相接触；

D. 它们有不同的热量。

5.“功”和“热”都可以用来测量物体内能的变化。即物体内能的变化可以用吸收或放出的热量来衡量，也可以用外界对物体做功的量或物体对外界做的功来衡量。

在传热过程中，物体内能的变化不能用功来衡量，只能用热量来衡量。

6.判断（1)：对一个物体做功，物体的内能一定要增加

一是“存在”的对象做功，得到的“功”可能转化为内能，也可能转化为其他形式的能量。如果转化为内能，内能就会增加；如果转化为动能，就会体现在速度上。例如，如果你用手举起一个重物，你的手在重物上所做的功转化为动能和重力势能，即转化为机械能，而不是转化为内能。二是“存在”做功的物体在“存在”做功的同时向外界传递热量，所以内能不一定增加。

判断（2)：当物体确实对外做功时，物体的内能一定要降低

一是物体的能量不仅仅是内能。当一个物体在外部做功时，根据能量守恒定律，不一定是它自身的内部能量转化为其他形式的能量，也可能是其他能量被还原。例如，当河水确实对涡轮做功时，河流的机械能传递给涡轮，河流的内能并没有减少。又如：一个物体有初速度，如果它在粗糙的表面上向另一个物体前进，动能会减少，内能会增加（摩擦生热）。第二，如果你在做外功的同时吸热，而且吸热大于外功减少的内能，

练习的细化

一、选择题

1.关于扩散现象，下列说法正确的是（ ）

A. 扩散只能发生在气体和液体中

B. 扩散现象表明分子非常小

C、气体、液体、固体都有扩散现象，其中气体扩散最为显着

D. 扩散现象让人们可以直接看到分子的运动

2.将装满空气的瓶子倒置在装满棕色二氧化氮气体的瓶子上，用玻璃隔开开口。当他们之间的玻璃片被移开时，可以看到棕色二氧化氮气体的颜色逐渐变淡，最后两瓶气体的颜色变得一模一样，这是为什么呢？

A. 二氧化氮的密度比空气大

B、两种气体之间形成对流

C. 二氧化氮分子非常小

D. 气体分子不断运动

3.固体、液体和气体分子之间的距离从小到大的顺序是（ ）

A. 固体、液体、气体 B. 气体、液体、固体

C. 固体、气体、液体 D. 液体、固体、气体

4.在煤堆了很久的地方，剥掉一层地皮，可以看到里面的一层还是黑色的。这种现象是 ( )

A. 蒸发现象 B. 扩散现象

C. 升华现象 D. 凝固现象

5.在寒冷的冬夜，很多人喜欢在睡觉前用热水泡脚。在这个过程中，足部的内能变化为 ( )

A. 减少 B. 不改变 C. 增加 D. 不确定

6.在下列现象中，可以表明分子处于恒定随机运动状态的是（ ）

A. 毛毛雨从天而降

B.做饭的时候屋子里很香

C、清扫时满地灰尘

D. 擦黑板时，粉笔灰尘在空中飞扬

7.关于分子间作用力，下列说法正确的是（ ）

A.分子之间有一个平衡位置，分子之间既不吸引也不排斥

B.当物体被压缩时，分子之间只有斥力

C.当物体被拉伸时，分子之间只有万有引力

D. 分子间的排斥和吸引总是同时存在和消失

8.钢棒很难被压缩和拉长，原因是（ ）

A. 分子太多

B. 分子之间没有间隙

C.分子之间有吸引力和排斥力

D. 分子不断运动

9. 10ml水和10ml酒精混合，混合后水和酒精的总体积小于20ml，这是因为（）

A. 分子之间有空间

B.分子之间有排斥力

C. 分子之间有引力

D. 分子在不断的随机运动

10.下列关于物体内能的说法正确的是（ ）

A. 静止的物体没有动能但有内能

B. 内能与温度有关，所以0°C的水没有内能

C.物体的速度越大，内能越大

D. 温度较高的物体必须比温度较低的物体具有更大的内能

11.将一块玻璃板放入水中，取出后，玻璃板上会粘上一些水。下列说法正确的是（ ）

A. 玻璃上液化的小水蒸气

B. 快速取出玻璃杯，不会有水了

C. 水扩散到玻璃中

D. 分子间的吸引力

12.比热容在下列条件下会发生变化（ ）

A. 倒入半杯水 B. 水凝结成冰

C. 一块铁被加工成铁屑 D. 15°C 的水变成 45°C 的水

13.水的比热比较大，人们经常利用它的这一特性为生活和生产服务。在下列情况下，与 ( ) 的这一特性无关

A.让流动的热水流过散热器进行加热

B. 冬天，晚上给稻田浇水，防止秧苗冻坏

C、汽车发动机循环水冷却

D. 在较大的河流上建造水电站，以水发电

二、填空

14.物质是由____组成的，所有物质的分子都在不停地做着_____；这种随机运动称为_____分子，____和____分子之间存在相互作用。

15.将红墨水滴入一杯冷水中，不要搅拌，过一段时间水变红，这是一种现象，说明所有物体的分子都在____中，它还表明分子之间存在分子。____. 如果红色墨水滴入一杯热水中，水会很快变红，再次说明______。

16.物体内部所有分子做热运动时的____和____之和称为物体的内能。为了增加物体的内能，可以使用两种方法：____和____。冬天手凉的时候，可以盖上热水袋取暖，也可以双手搓揉取暖。前者用____的方法改变内能，后者用____的方法改变内能。

17.传热发生的条件是：两个物体或同一物体的不同部分之间有____，在传热过程中能量从____物体传递到____物体，或者从对象的 _ ___ 部分传递到 ___ 部分，并一直持续到 ___。

18.在传热过程中，传递的____量称为热量。热量的单位是____。在传热过程中，高温物体___的内能称为___热，低温物体___的内能称为___热。

19.如图分子热运动和内能，先将一小团棉花放入装有活塞的厚壁玻璃缸中，然后快速压下活塞，缸内的棉花就会燃烧。对这种现象的解释是，活塞压缩玻璃缸内的空气和___缸内的空气，使___的空气增加，温度升高，棉花到达着火点时燃烧。

20.对于同一种物质，物体所吸收的热量与物体的___有关，与升起的物体的___有关。不同的物质，具有相同的质量和相同的温升，吸收相同的热量。一定质量的物质在温度升高时所吸收的热量与其质量与升高温度的乘积之比称为物质的比热容。比热容用符号____表示，单位为____。比热容是物质的一种性质，不同物质的比热容一般是不同的。砂石的比热容为0.92×103J/(kg·℃)，其物理意义为____。

21.用细铁丝将一块表面干净的玻璃板绑好，然后挂在弹簧测力计的下方，握住弹簧测力计的上端，慢慢将玻璃板放下，放入刚好同一个锅。如果水的水面接触，然后慢慢抬起弹簧测力计，弹簧测力计的读数为________（填“增加”、“变小”或“不变”），表示________________。

三、简答题

22.沿海地区昼夜温差不大，而内陆沙漠地区昼夜温差大。造成这种现象的主要原因是什么？

23.据相关专家预测，我国最大水电站三峡水电站建成后，三峡库区气温将受到一定影响：气温夏天比原来低2℃左右，冬天比原来低。升高约2℃，请解释出现这种现象的原因？

四、计算题

24.太阳能热水器装20kg 25OC水，在阳光下水温升至55OC。水能吸收多少热量？(C水=4.2×103J/(kg.OC)

25.一台锅炉每天将3吨水加热到100℃，需要吸收的热量为1.008×109J热量。求：原水的初始温度有多小？(C水=4.2×103J/(kg.OC)

参考答案：

一、选择题

1C.2D.3A.4B.5C.6B.7D.8C.9A.10A.11D.12B.13D

二、填空

14、分子，随机运动，热运动，吸引，排斥。

15、扩散，不停的做随机运动，虚无，温度越高，分子的随机运动越剧烈。

16、分子动能、分子势能、功、传热、传热、功。

17、温差，高温，低温，高温，低温，同温。

18、能量，焦耳，减少，散发，增加，吸收。

19、功，内能。

20、质量，温度，不同，c，焦耳每千克摄氏度，1kg质量的沙子温度升高（或降低）1°C时吸收（或释放）的热量为0.92 ×103J。

21、变大，分子间产生引力。

22、答：白天日照时间相同，水和沙子吸收的热量相等。由于水的比热容比沙子大，根据Q=cm⊿t，水比沙子吸热上升少。当初始温度相同时，水的最终温度低于沙子的温度。晚上，水和砾石释放的热量相等。由于水的比热容大于砾石，根据Q=cm⊿t，水的放热降温降比砾石小；当初始温度相同时，水的最终温度低于砂石。石高。内陆地区砂石较多，沿海地区海水较多，

23、水电站建成后，库区水量大幅度增加，因为水的比热容比干燥的土壤和沙子大，而且在夏季，当吸收量相同时热量，水的温度升高低于干燥的土壤和沙子。因此，库区气温较原来有所下降；冬季，当水与干土、沙地释放出等量的热量时，水温下降的幅度小于干土和沙地，库区温度比原来高。

24、解：Q=cm(t－t０)=4.2×103J/(kg.OC×20kg×(55OC－25OC)=2.52×106J

25、解决方法：

t0=100℃－80℃=20℃