02溫度、內(nèi)能和熱量

1、溫度、內(nèi)能和熱量知識要點：一、分子運動論：1、一切物質(zhì)都是由分子構(gòu)成。分子的直徑是用1010米（埃）來量度，分子非常小，1毫升的空氣中有2.7×1019個分子。2、一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運動。（1）相互接觸的物質(zhì)，彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散運動。物質(zhì)的擴散現(xiàn)象有力的證明了物體的分子在永不停息地做無規(guī)則運動。（2）氣體的擴散現(xiàn)象二氧化氮氣與空氣的擴散現(xiàn)象。（3）液體的擴散現(xiàn)象硫酸銅溶液與水的擴散現(xiàn)象。（4）固體的擴散現(xiàn)象把金箔與鉛箔壓在一起，五年后，發(fā)現(xiàn)金和鉛都彼此滲入對方1毫米。長期堆煤的墻角（水泥）變黑，用水沖洗不掉，煤已滲入到水泥里面。衛(wèi)生球升華的現(xiàn)象也是固體的擴散現(xiàn)象。

2、3、物體的分子之間同時有引力也有斥力。（1）因為物體的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動，說明分子之間存在有間隙。但液體和固體的分子都聚合在一起保持有一定體積；固體的分子能聚合在一起組成一個整體，很難被分開，都說明了分子之間有引力。（2）液體和固體的分子之間都有間隙，但液體和固體都很難被壓縮，說明分子之間 有斥力。氣體分子之間間隙太大，分子之間引力和斥力很小，幾乎為零。（3）分子之間引力和斥力的關(guān)系和變化。當分子之間處于較穩(wěn)定的平衡狀態(tài)時，分子之間的引力和斥力大小相等方向相反，這時分子之間的間距為r。當分子間距大于r時，引力和斥力都減小，但斥力減小的多，分子間表現(xiàn)出以引力為主。當分子間距小于r時，

3、引力和斥力都增大，但斥力增大的多，所以分子之間表現(xiàn)出以斥力為主。綜上所述，分子運動論的內(nèi)容是：一切物質(zhì)都是由分子構(gòu)成，物質(zhì)的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動，分子之間同時存在有引力和斥力。二、用分子運動論解釋現(xiàn)象1、解釋固、液、氣。固體有一定形狀、有一定體積，液體只有一定體積但無一定形狀，氣體則既無一定形狀也無一定體積。用分子運動論如何解釋？（1）固體：分子間隙最小，相互作用力最大，由于分子之間的相互作用力，使分子只能在固定的平衡位置附近做無規(guī)則振動。所以固體的分子有一定排列，而且保持排列隊形不變，則固體有一定的形狀也有一定的體積。（2）液體：分子間隙比固體大，分子間的相互作功較小，由于分子之間

4、的作用力略小，液體的分子在某一個位置附近做無規(guī)則振動，經(jīng)過很短的時間又會移到另一個位置附近做無規(guī)則振動。這樣液體分子做無規(guī)則振動的平衡位置在不斷地改變，所以液體分子沒有固定的排列隊形、整體便沒有固定的形狀。但由于液體分子之間的相互作用力，分子之間的間距不會輕易改變，所以它總保持一定的體積。（3）氣體：氣體分子間距很大，分子之間相互作用力幾乎為零。所以氣體分子都在做勻速直線運動，只有在與其它分子或容器壁發(fā)生碰撞時，才會改變方向。所以氣體既無固定的形狀也無固定的體積。2、解釋物體的“溫度”實驗表明：物體溫度越高，物體的擴散運動越快，說明物體溫度越高，物體的分子運動越劇烈。所以把物體中大量分子的無規(guī)

5、則運動叫熱運動。3、解釋物態(tài)變化。三、內(nèi)能和內(nèi)能的改變1、我們把物體中所有的分子，做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能，也叫熱能。2、改變物體內(nèi)能的方法：（1）熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。如果物體吸熱，它的內(nèi)能將增加；物體放熱，它的內(nèi)能將減小。（2）做功也可以改變物體的內(nèi)能。如果外界對物體做功，物體的內(nèi)能將增加；氣體對外界做功，氣體的內(nèi)能將小。溫度：物體是表示物體冷熱程度的物理量。從分子運動論的觀點看，溫度反映了物體內(nèi)部大量分子熱運動劇烈程度。物體內(nèi)部大量分子無規(guī)則運動越劇烈，物體的溫度越高。物體內(nèi)部大量分子熱運動的動能不可能都相同，我們把物體內(nèi)分子動能的平均值，叫做分子的平均動能。從

6、分子運動論的觀點看，溫度是物體分子平均動能的標志。內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子因熱運動而具有動能；分子間相對位置改變時，克服分子間引力或斥力所做的功轉(zhuǎn)化為分子的勢能。物體里所有分子的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。物體內(nèi)能的大小與分子的熱運動有關(guān)。溫度越高，分子做無規(guī)則運動的速度越大，物體分子的平均動能越大。對于同一個物體來說，物體的溫度越高，內(nèi)能越大。內(nèi)能還跟物體內(nèi)分子的個數(shù)多少有關(guān)，同種物質(zhì)，物體的質(zhì)量越大，分子的個數(shù)越多，它的內(nèi)能也越大。物體內(nèi)能的大小還與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)，狀態(tài)不同，分子間距離不同，分子勢能的大小也不同，因此內(nèi)能也就不同。改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞是改變物體的內(nèi)能的兩種

7、方法，但它們的物理過程是不同的。1、用做功的方法改變物體內(nèi)能，其本質(zhì)是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化；外界對物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少。2、用熱傳遞的方法改變物體的內(nèi)能，其本質(zhì)是內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。在熱傳遞過程中，高溫的物體放熱，溫度降低，內(nèi)能減少；低溫的物體，溫度升高，內(nèi)能增加。因此，熱傳遞的實質(zhì)就是內(nèi)能從高溫的物體向低溫的物體轉(zhuǎn)移。做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上產(chǎn)生的效果是相同的，所以我們說做功的熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。熱量1、熱量 在熱傳遞過程中，轉(zhuǎn)移的內(nèi)能的多少，叫做熱量（Q）。高溫物體放出的熱量越多，則內(nèi)能減少得越多；低溫的

8、物體吸收的熱量越多，則內(nèi)能增加越多；因此，在熱傳遞的過程中，物體內(nèi)能的改變，可以用傳遞的熱量來量度。值得注意的是，功和熱量的單位雖然都是焦耳，但它們是不同物理過程中的單位。2、比熱（1）比熱是表示質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高（或降低）相同的溫度，吸收（或放出）的熱量不相等的這一物質(zhì)特性的物理量。（2）單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高（或降低）1，吸收（或放出）的熱量，叫做這種物質(zhì)的比熱容，簡稱比熱。（3）公式：或 （4）比熱是物質(zhì)的一種特性，每種物質(zhì)都有自己的比熱。（5）比熱的單位：焦/（千克）3、熱量的計算公式（1）物體溫度升高吸收的熱量，式中 表示末溫，表示初溫，表示物體升高的溫度。如果用表示物體

9、升高的溫度，則。（2）物體溫度降低放出的熱量，式中 表示物體降低的溫度。如果用表示物體降低的溫度，則。（3）熱量計算公式的物理意義，只使用于物體溫度改變（升溫或降溫）時，物體吸收或放出熱量的計算，對有物態(tài)變化的過程不能適用。這一公式表明，物體溫度改變（升溫或降溫）時，它吸收或放出的熱量跟物質(zhì)的比熱、物體的質(zhì)量和升高或降低的溫度的多少這三個因素有關(guān)，而跟物體的初溫或末溫?zé)o關(guān)。因此，不能說“高溫的物體放熱多，低溫的物體吸熱多”，也不能說“物體升高的溫度多，它吸收的熱量一定多”，因為物體吸收或放出熱量的多少跟三個因素有關(guān)，分析問題時必須全面考慮。4、內(nèi)能的獲得和利用：（1）燃料完全燃燒放熱的計算燃料的燃燒值 某種燃料完全燃燒所放出的熱量叫做該燃料的燃燒值（q）。某種燃料完全燃燒所放也的熱量，式中 為某種燃料的質(zhì)量，q為此種燃料的燃燒值。（2）內(nèi)能的利用內(nèi)