温度、内能和热量的区别与联系
温度、内能、热量是热学中很重要的三个物理概念。它们既有区别又有联系,很多同学常常理解不透彻,容易出错。怎样学明白这三个概念呢?看下面的辨析:
一、区别
温度表示物体的冷热程度,它是一个状态量,所以只能说“物体的温度是多少”。两个不同状态间可以比较温度的高低。温度是不能“传递”和“转移”的,其单位是“摄氏度”。从分子动理论的观点来看,它跟物体内部分子的无规则运动情况有关,温度越高,分子无规则运动的平均速度就越大,分子运动就越剧烈。可以说,温度是分子无规则运动的剧烈程度的标志,它是大量分子无规则运动的集中体现,对于个别分子毫无意义。(三好网“学习节”活动,点击文末“阅读原文”注册报名,免费观看300节公开课+下载名校真题+领取2017状元笔记=圆你名校梦!)
内能是能量的一种形式,它是物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和。内能和温度一样,也是一个状态量,通常用“具有”等词来修饰。
内能大小与物体的质量、体积、温度及构成物体的物质种类都有关系。现阶段主要掌握与温度的关系。一个物体温度升高时,它的内能增大,温度降低时,内能减小。切记“温度不变时,它的内能一定不变”是错误的。如晶体熔化、液体沸腾时,温度保持不变,但要吸热,内能增加。温度不变时,它的内能也可能减小(想一想为什么?)。同样,物体放出热量时,温度也不一定降低。
热量是在热传递过程中,传递能量的多少。它反映了热传递过程中,内能转移的数量,是内能转移多少的量度,是一个过程量,要用“吸收”或“放出”来表述而不能用“具有”或“含有”。热量的单位是“焦耳”。
二、联系
(1)温度与内能
因为温度越高,物体内的分子做无规则运动的速度越快,分子的平均动能越大,因此物体的内能越多。但要注意:温度不是内能变化的惟一标志。物体的状态变化也是内能变化的标志(如晶体的熔化、凝固,液体沸腾等)。
(2)温度与热量
温度反映的是分子无规则运动的剧烈程度。分子运动越剧烈,物体温度就越高。热量是在热传递过程中,内能转移的多少。温度高的物体放出热量,内能减小,温度低的物体吸收热量,内能增加。两物体间不存在温度差时,物体具有温度,但没有热传递,也就谈不上“热量”。
(3)热量与内能
热量反映了热传递过程中,内能转移的数量。物体放出了多少热量,内能就减小多少;物体吸收了多少热量,内能就增加多少。要注意:内能增减并不只与吸收或放出热量有关,做功也可以改变物体内能。对物体做功,物体的内能会增加,对物体做了多少功,物体的内能会增加多少;物体对外做功,物体的内能会减小,对外做功多少,物体的内能会减小多少。
对物体做功,物体的内能不一定就增加。(机械能)
(4)内能与机械能
内能是物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和。机械能是指整个物体发生机械运动时具有的能量。一个物体可以同时具有内能和机械能。因为一切物质的分子都在不停的做无规则运动,总有分子动能;分子间总是存在着引力和斥力,总有分子势能,所以一切物体在任何情况下都具有内能,即内能不可能为零。机械能可以为零。
1、一个物体温度升高了,则说明( D )
A.它含有的热量增加了
B.它吸收了热量
C.一定对物体做了功
D.它的内能增加了
2、分别指出下列几句话中“热”的含义:( )
A.今天的天气真热( 温度)
B.物体吸热(热量),温度升高
C.冬天双手互相摩擦,会感到暖和,这是摩擦生热(内能)
3、关于温度、内能、热量三者关系,下列说法正确的是( D )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.物体温度不变,就没有吸热或放热
D.物体温度升高,内能增加
4、下面四句话中都有一个“热”字,其中那一句中的“热”字表示温度?( C )
A.冰块吸热融化
B.物体中大量分子做无规则运动又叫热运动
C.水热得烫手
D.通过热传递可以改变物体的内能
5、铁块和铜块相互接触后不发生热传递现象,这是因为它们具有相同的( D )
A.热量 B.比热容 C.内能 D.温度
6、我们发现一根锯条的温度升高了,则( D )
A.一定是通过做功使它增加了内能
B.它的内能增加,既不是因为做功,也不是因为热传递
C.一定是通过热传递使它增加了内能
D.可能是通过做功,也可能是通过热传递使它增加了内能
7、下列事例中是通过热传递改变物体内能的是( A )
A.冬天用热水袋取暖
B.从滑梯上滑下的时候,臂部会有灼热的感觉
C.古代人们用钻木的方法取火
D.冬天手冷的时候,两手互相搓搓就暖和了
8、下列说法中,正确的是( AC )
A.物体温度越高,分子无规则运动越剧烈
B.物体内能增加,一定是吸收热量
C.物体吸收了热量,温度可能升高也可能保持不变
D.压缩物体时,物体内部分子间只存在斥力,不存在引力
9、对气体压缩做功100J,同时该气体又吸收了外界50J的热量,则该气体的内能一定增加( B )
A.100J B.150J C.50J D.无法确定
10、把烧热的工件放到冷水中,工件会凉下来,而冷水会变热,在这个过程中( B )
A.工件的内能增大,冷水的内能减少
B.冷水的内能增大,工件的内能减少
C.工件和冷水的内能都增大
D.工件和冷水的内能都减小
11、下列说法错误的是( B )
A.物体温度升高,分子运动加剧,物体内能增加
B.气体膨胀做功,内能增加
C.自行车下坡时,动能增加,势能减小
D.用银锯木头时,对锯条做功,锯条内能增加
12、要使0℃的冰融化,无效的方法是( A )
A.浸在0℃的水中
B.用锤不断敲击
C.使冰块相互摩擦
D.在火炉上加热