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区分热学概念理清“三边”关系

2016-10-26杨学亮

初中生天地 2016年27期
关键词:热学内能三边

□杨学亮

区分热学概念理清“三边”关系

□杨学亮

温度、热量和内能是热学中的三个重要概念,它们之间既有区别但又密切相联,很多同学往往将这几个概念混在一起,感觉它们之间的关系错综复杂.我们只有真正理解它们的本质内涵,理清了它们之间的关系,遇到相关的问题才不会再纠结.

一、内能和决定内能大小的因素

内能是物体所有分子动能和分子势能的总和,是一个状态量,只能说“具有”“增加”或“减小”.它的大小与物体的温度、质量、体积等因素有关,因此不能简单地认为温度高的物体内能就大.物体温度不变,但内能不一定不变.

例1(2016·泰安)下列说法中正确的是().

A.沿海地区昼夜温差小,主要原因是水的比热容较大

B.物体的温度越高,分子运动得越快,物体的动能越大

C.温度高的物体具有的内能多,温度低的物体具有的内能少

D.0℃的冰融化成0℃的水,由于温度不变,所以它的内能不变

解析:沿海地区和内陆地区相比,在吸收或放出相同热量的情况下,由于水的比热容较大,温度变化小,所以沿海地区昼夜温差小,A选项正确;物体的温度越高,分子运动得越快,物体的内能越大,所以B选项错误;内能与温度、质量、体积等因素有关,温度高的物体内能不一定大,比如一杯开水比整个长江水的内能小得多,所以C选项错误;0℃的冰融化成0℃的水,温度不变,但要吸收热量,所以内能要增加,所以D选项错误.

答案:A

点评:内能和机械能是两种不同形式的能.冰融化、水沸腾,温度虽然不变,但要吸收热量,它的分子势能要增加,内能要增加;水凝固结冰,温度不变,但放出热量,内能减小,所以温度不是决定物体内能大小的唯一因素.

二、温度与热量的关系

温度表示物体的冷热程度,也是一个状态量.热量是物体在热传递过程中传递能量的多少,是一个过程量,对应温度升高或降低的过程,只能用“吸收”或“放出”来描述.

例2(2016·安徽)下列说法正确的是().

A.物体的内能增加,则一定是外界对物体做了功

B.物体的温度升高,则一定是从外界吸收了热量

C.物体的温度越高,含有的热量越多

D.内能是物体内所有分子动能和势能的总和

解析:物体的内能增加,可能是外界对物体做了功,也可能是吸收了热量;物体的温度升高,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功;热量是个过程量,不能说一个物体含有多少热量;内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和.

答案:D

点评:要理解温度、内能是状态量,而热量是过程量的物理意义,比如我们可以说一个物体温度是多少、内能有多少,但不能说一个物体含有多少热量.只能说物体温度升高时吸收了多少热量,或者温度降低时放出了多少热量.

三、热量与内能的关系

热量是热传递过程中内能改变的量度.一般情况下,物体吸收热量,内能会增加;放出热量,内能会减小;但物体的内能增加,不一定吸收了热量;内能减小,也不一定放出了热量,因为改变内能的方式有做功和热传递两种.

例3(2016·菏泽)下列现象中,通过热传递改变内能的是().

解析:给冷水加热,内能从一个物体转移到另一个物体上,是通过热传递改变物体的内能;压缩空气做功、下滑时摩擦做功、搓手取暖都是通过做功的方式在改变物体的内能.

答案:A

点评:改变物体内能有两种方式:做功和热传递,热传递和做功对改变物体的内能是等效的.同学们分析问题要全面,不能只片面考虑其中的一种情况.

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