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13 内能
13.1 分子热运动
知识点1.物质的结构
(1)物质是由许多肉眼看不见的分子和原子组成的。 分子一般以10-10m为单位进行测量。 分子数量巨大，例如体积1 cm3的空气中约有2.7×1019个分子。
(2)分子间存在间隙
知识点2.分子热运动
碳扩散实验 液体扩散实验 固体扩散实验
注意：将浓密的甲烷二氧化碳和氯化铜碱液放在底部，将密度较小的空气和水放在前面，以防止重力对实验的影响；
(2)扩散现象
①定义：不同物质相互接触时相互迈进的现象称为扩散。
②扩散现象表明所有物质的分子都在不断地进行不规则的运动，同时也表明分子之间存在着间隙。
③扩散现象是由分子的连续运动引起的，而不是在宏观力的作用下。 分子的运动是分子本身的特性，与外界作用无关。
膨胀：从二氧化碳、液体和固体的扩散速率可以知道，二氧化碳分子的随机运动最剧烈，固体分子的随机运动最不剧烈，液体分子的剧烈运动程度介于二氧化碳和固体之间。
(3)分子的热运动
①定义：一切物质的分子都在不断地做着不规则的运动。 这些随机运动称为分子的热运动。
②温度越高，物质的扩散速度越快，分子运动越剧烈。
注意：在任何水温下，组成物质的分子都在不断地随机运动，只是运动的速度不同。 不能误解的是，低于0°C的物质分子不会运动。
③分子运动越剧烈13.1分子热运动教案，物体的温度越高。
知识点3.分子间的斥力
(1)分子间存在相互吸引力和作用力。
方法：分子间斥力并不直观，我们无法直接感受到它的存在，但其特性与弹簧拉伸或压缩时所表现出的力类似。 将两者进行比较，有助于我们进一步了解分子之间的排斥力的特点，这样的方法称为类比法。
(3)分子间存在吸引力和力的现象
①说明分子间存在万有引力的现象有：许多物体都具有一定的形状； 在荷叶上，两滴水靠近时可以手动合并为一滴。 固体不易扭曲； 压紧后，就会结合在一起等等。
②说明分子间存在力的现象有：物体不能被压缩到无穷小，固体和液体都难以被压缩。
③值得注意的是，分子间的吸引力和力的作用范围很小，只有当分子彼此非常接近时才会形成。 当分子间的距离太大时，分子间的斥力会很弱，甚至为零。 破碎的镜子未能重聚的原因。
④不同物质分子间的吸引力和作用力也不同。
(4)物质三种状态的分子结构和宏观特征比较
(5)分子动力学理论内容
①普通物质是由大量的分子和原子组成的；
②物质中的分子不断进行热运动；
③ 分子之间存在吸引力和力。
误解和混乱警告
错误：分子的机械运动和热运动
错误：分析实际例子时，很容易将宏观和微小物体的机械运动与分子的热运动混淆。 分子的不断随机运动不同于外力作用下的机械运动。
(1)机械运动是宏观物体的运动，可以直接观察到，而分子的热运动是分子不断的、不规则的运动，不能用肉眼直接观察到。
(2)分子不停地做不规则运动是自发形成的，不受外力作用； 而机械运动是宏观物体在外力作用下的运动，在判断是机械运动还是分子热运动时，要注意区分机械方式（如搅拌）和外力引起的物体宏观运动。力（重力、风）。 例如，风的产生是空气的规律运动，属于宏观物体的机械运动，而不是分子的运动； 室外清扫时，空气中飞扬的灰尘是宏观物体（污垢）在外力作用下的机械运动。
(3)分子运动的快慢与湿度有关，水温越高，分子运动越剧烈； 而机械运动的速度与温度无关，而与外力有关。
13.2 内能
知识点1.内能
(1)①分子动能：分子不断地无规则运动。 像所有运动的物体一样，运动的分子也具有动能。 分子因运动而拥有的能量称为分子动能。 物体的温度越高，分子热运动的速率越大，动能也越大。
②分子势能：由于分子之间存在类似弹簧变形的相互作用，因此分子势能称为分子势能。
③物体的内能：组成物体的所有分子的热运动动能与分子势能的总和，称为物体的内能。 单位：焦耳（J），各种能量的单位都是焦耳。
（二）从五个方面认识物体的内能
①内能是指物体的内能，不是分子的内能，更不是某些分子和少数分子所拥有的能量，而是物体中所有分子所共有的分子动能和分子势能的总和。
② 一切物体在任何情况下都具有内能。 根据分子动力学理论，可以看出，所有物体中的分子都在不断地随机运动，无论物体处于什么状态、什么形状、是否存在，分子之间都存在着分子力。温度高或低。 因此，所有物体在任何情况下都具有内能。 例如，50°C的水有内能，0°C的水有内能，-10°C的冰仍然有内能，但对于同样的水13.1分子热运动教案，当湿度增加时，内能减少。
③内能不可测，即无法确切知道物体内能的具体值。
④物体的内能是会变化的。 当内能发生变化时，物体会表现为两种形式：体温变化和物理状态变化。
⑤内能是不同于机械能的另一种形式的能量。 机械能与整个物体的机械运动有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用有关。
知识点2.物体内能的变化
(2)做功改变物体的内能
做功可以改变物体的内能。 当物体做功时，物体的内能会减少； 如果物体对外做功，物体的内能就会减少。
(4)改变物体内能的功和传热是等价的
改变物体内能的方法有两种：做功和传热。 物体内能的变化可以通过做功或传热来实现，即做功和传热在改变物体内能方面是等价的。
知识点3、热量
(1)定义：在热传递过程中，传递的能量称为热量。 热量用符号Q表示。
(2)单位：热和功都可以用来衡量物体内能的变化。 使用的单位是相同的。 功的单位是焦耳，热量的单位也是焦耳，内能的单位也是焦耳，符号是J。
(3)理解热的概念，应注意以下三点
① 热量是传递内能多少的量度，是一个过程量，可以用“吸收”或“释放”来描述
②物体放出的热量会减少内能； 物体吸收的热量会减少内能。 但需要注意的是，内能的减少或减少不仅与放出或吸收热量有关，物体的内能也可以通过做功而改变。
③热量的多少与物体的能量（内能）的多少以及物体的湿度高低无关。
13.3 比热容
知识点1.比较不同物质的放热量
（1）实验探索：不同物质吸（放）热能力的探索
①设计实验：比较不同物质的放热量时，可采用以下两种方法：
A。 选择相同质量的不同物质，让它们吸收相同的热量，比较它们的温降，温降较小的物质放热能力较强；
b. 选择具有相同质量的不同物质，将它们降低到相同的温度，并比较它们吸热的程度。 吸收热量越多的物质，放出热量的能力就越强。
②实验设备及待测化学品数量
实验设备：同等大小的电加热器、烧杯、温度计、天平、秒表、水、煤油等。
实验中待检测的化学量：
A。 用温度计测量水和煤油的初温t0和终温t；
b. 用天数来评价水和煤油的质量m；
C。 用秒表记录加热时间t。
③实验记录表
④实验过程
实验装置如图所示，取两个相同的烧瓶，分别放入500g水和500g水
煤油，它们的初始温度是一样的，用同一个电加热器加热。
A。 将水和煤油同时加热，观察并读取温度计的指示；
b. 让水和煤油降至与体温相同的温度，记录并比较加热时间。
⑤分析论证：将同质量、同初始温度的水和煤油加热，会使它们吸收
相同热量（相同加热时间）下，煤油的体温比水升高； 使他们崛起
在相同体温的情况下，将水加热所需的时间较长，这说明水和煤油的放热能力不同。
⑥探索与归纳：相同质量的不同物质降低相同的体温，但吸收的热量不同； 相同质量的不同物质吸收相同的热量，但降低体温的程度不同。 实验表明，不同类型的物质具有不同的放热能力。
注：（1）试验中的水和煤油的质量是相同的，而不是体积相同。
(2)电加热器应放在烧瓶顶部，使整杯水或煤油受热均匀。
(3)温度计玻璃泡的高度合适，并完全浸入液体中，玻璃泡看不到容器底部、容器壁和电加热器。
(4)为了使探究和推理具有普适性，几个小组可以选择不同的液体进行实验，这样可以减少实验中因重合而造成的偏差，使实验推论更具普适性。
方法与方法：（1）控制变量法：本实验控制水和煤油的质量，使吸收的热量相等。 体温变化的差异表明水和煤油的放热能力不同； 控制水和煤油的质量，温度变化相同，通过加热时间（吸收的热量）的不同，水和煤油的放热能力不同。
(2)换算方法：电加热器每秒钟释放的热量一定，通电时间越长，释放的热量越多。 不管热损失如何，放出的热量全部被水或煤油吸收，因此物质吸收的热量换算成加热时间的长短。
知识点2、比热容
（1）定义：一定质量的物质在温度下降时吸收的热量与其质量与下降后的体温的乘积之比，称为该物质的比热容。 比热容用符号c表示。
(2)化学意义：为比较不同物质吸热和放热能力而引入的数学量。 单位质量的物质温度下降1℃所吸收的热量等于其温度升高1℃所释放的热量，两者在数值上都等于其比热容。
(3)单位：焦耳每千克摄氏度，符号为J/(kg·℃)。 有时比热容的单位也可写为J·(kg·℃)-1。
(4) 五点透析比热容
① 比热容是物质本身的性质之一。 它反映了不同物质吸收和释放热量的强弱。 比热容大的物质吸热和放热能力强，比热容小物质吸热和放热能力弱。
②比热容的化学含义：例如水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，其化学含义为：质量为1kg的水，温度下降（或降低）1℃ ，吸收（或释放）的热量为4.2×103J。
③对于同一物质，比热容的值还与物质状态有关，不同物质状态下比热容不同。 例如：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容为2.1×103J/(kg·℃)。
④物质的比热容不随物质的质量、吸收（或放出）热量和湿度的变化而变化； 只要是同一种物质，当物质状态相同时，无论其形状、质量、温度或地点如何，比热容通常是相同的。
(5) 观察下表“部分物质的比热容”，可以发现： 部分物质的比热容 c/[J·(kg·℃)-1] ①每种物质都有一定的比热容，不同物质的比热容等于
一般不同。
② 常见物质中，水的比热容最大，为4.2×103J/(kg·℃)
③水和冰的比热容不同，这意味着物质的比热容与物质的状态有关。
④ 有一些不同种类的物质（如冷气和煤油）的比热容是相同的。
⑤ 液体物质的比热容通常大于固体物质的比热容。
(6)水的比热容大。 这一特性在日常生产生活以及调节体温方面具有重要的应用。 其应用主要包括以下两个方面：
①水吸（散）热能力较强，用水作为冷却剂或冷却液。
②水的体温难以改变，从而保护机器或生物体。 由于水的比热容较大，一定质量的水与相同质量的其他物质相比，吸收或放出等量的热量，水的温度变化较小。 例如，如果生物体中水的比例较高，当环境湿度快速变化时，水的体温变化缓慢，有利于调节生物体本身的体温，从而避免对生物体造成严重损害。室温变化过快引起的有机体。 又如，水的比热容小于土壤和沙子的比热容，这就是沙漠地区和沿海地区昼夜温差较大的原因。 石块、干土等材料的比热容较小，吸收（或释放）相同的热量，水滴（或降低）温度远小于相同质量的石块、干土的降低（或降低）温度。 因此，沿海地区昼夜温差较小，沙漠地区昼夜温差较大。 有些城市修建人工湖来调节温度，也是同样的道理。
知识点3.卡路里估算（一）卡路里估算公式
①吸热式：()-=吸收 ②放热式：()ttcmQ-0=释放
式中，c代表物质的比热容，m代表物体的质量，t0代表物体原来的初始温度，t代表吸热后的终止温度，“t0-t”代表增加的物体温度，有时可用△t表示，此时放热公式可写为tcmQ？ = 把。
(2) 卡路里估算的常用公式：tcmQ?=吸收
Δt代表湿度的变化。
可见，物体吸收或释放的热量是由该物体的质量、该物质的比热容以及该物体的温度变化的乘积决定的，与物体的温度变化无关。物体的温度
Q吸收和Q释放公式中化学量的单位：比热容c的单位为J/(kg·℃)，质量m的单位为kg，气温的单位(t或t0或△t )为℃，热量Q的单位为J，估算时应注意单位的统一。
（三）进行热量估算时应注意的四个问题 ①正确理解公式中各量的数学意义。 ② 统一式中各化学量的单位不必统一。
③该公式适用于物质状态不发生变化的情况下物体加热（或冷却）过程中放热（或吸热）的估算。 如果吸热和放热过程中发生状态变化，则不能使用这些公式。
④ 解题时要仔细审题，注意t(℃)减少、t(℃)减少、t(℃)增加、t(℃)增加对应到温度的变化，下降到 t (°C) °C)，增加到 t (°C) 对应于物体的最终温度为 t (°C)。
(4) 热平衡多项式
当两个不同温度的物体放在一起时，温度低的物体放出热量，温度升高； 高温物体吸热，温度降低。 如果释放的热量没有散失，就会全部被高温物体吸收，最终两个物体的温度相同，这意味着“达到热平衡”。 用公式表示为Q吸收=Q释放（热平衡多项式）