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專題21分子熱運動 內能
一、分子熱運動
1．物質是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10-10 m來度量。
2．一切物體的分子都在不停地做無規則的運動
（1）擴散：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現象。
（2）擴散現象說明：A分子之間有間隙。B分子在做不停的無規則的運動。
（3）課本中的裝置下面放二氧化氮，這樣做的目的是：防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結果。實驗現象：兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻，結論：氣體分子在不停地運動。
（4）固、液、氣都可擴散，擴散速度與溫度有關。
（5）分子運動與物體運動要區分開：擴散、蒸發等是分子運動的結果，而飛揚的灰塵，液、氣體對流是物體運動的結果。
3．分子間有相互作用的引力和斥力。
（1）當分子間的距離d＝分子間平衡距離r，引力＝斥力。
（2）d（3）d>r時，引力>斥力，引力起主要作用。固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。
（4）當d>10r時，分子之間作用力十分微弱，可忽略不計。
二、內能
1．內能：物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。
2．物體在任何情況下都有內能：既然物體內部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用，那么內能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。
3．影響物體內能大小的因素
（1）溫度：在物體的質量，材料、狀態相同時，溫度越高物體內能越大。
（2）質量：在物體的溫度、材料、狀態相同時，物體的質量越大，物體的內能越大。
（3）材料：在溫度、質量和狀態相同時，物體的材料不同，物體的內能可能不同。
（4）存在狀態：在物體的溫度、材料質量相同，物體存在的狀態不同時，物體的內能也可能不同。
4．內能與機械能不同
機械能是宏觀的，是物體作為一個整體運動所具有的能量，它的大小與機械運動有關。
內能是微觀的，是物體內部所有分子做無規則運動的能的總和。內能大小與分子做無規則運動快慢及分子作用有關。這種無規則運動是分子在物體內的運動，而不是物體的整體運動。
5．熱運動：物體內部大量分子的無規則運動叫做熱運動。
溫度越高擴散越快。溫度越高，分子無規則運動的速度越大。
三、內能的改變
1．內能改變的外部表現
物體溫度升高（降低）——物體內能增大（減小）。
物體存在狀態改變（熔化、汽化、升華）——內能改變。
反過來，不能說內能改變必然導致溫度變化。（因為內能的變化由多種因素決定）
2．改變內能的方法：做功和熱傳遞。
（1）做功改變物體的內能
①做功可以改變內能：對物體做功物體內能會增加。物體對外做功物體內能會減少。
②做功改變內能的實質是內能和其他形式的能的相互轉化。
③如果僅通過做功改變內能，可以用做功多少度量內能的改變大小。（W＝△E）
④解釋事例：圖甲看到棉花燃燒起來了，這是因為活塞壓縮空氣做功，使空氣內能增加，溫度升高，達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火：使木頭相互摩擦，人對木頭做功，使它的內能增加，溫度升高，達到木頭的燃點而燃燒。圖乙看到當塞子跳起來時，容器中出現了霧，這是因為瓶內空氣推動瓶塞對瓶塞做功，內能減小，溫度降低，使水蒸氣液化凝成小水滴。
（2）熱傳遞可以改變物體的內能
①熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現象。
②熱傳遞的條件是有溫度差，傳遞方式是：傳導、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內能（熱量），而不是溫度。
③熱傳遞過程中，物體吸熱，溫度升高，內能增加；物體放熱，溫度降低，內能減少。
④熱傳遞過程中，傳遞的能量的多少叫熱量，熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質是內能的轉移。
（3）做功和熱傳遞改變內能的區別
由于它們改變內能上產生的效果相同，所以說做功和熱傳遞改變物體內能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內能的實質不同，前者能的形式發生了變化，后者能的形式不變。
四、溫度、熱量、內能 區別
1．溫度：表示物體的冷熱程度。溫度升高，則內能增加，但不一定吸熱。如：鉆木取火，摩擦生熱。
2．熱量：是一個過程。吸收熱量，不一定升溫。如：晶體熔化，水沸騰。內能不一定增加。如：吸收的熱量全都對外做功，內能可能不變。
3．內能：是一個狀態量。內能增加，不一定升溫。如：晶體熔化，水沸騰。不一定吸熱。如：鉆木取火，摩擦生熱。
熱傳遞和做功的區別 實質條件方式（方法）舉例熱傳遞內能的轉移過程不同的物體或物體的不同部分之間存在溫度差熱傳導、熱對流、熱輻射燒紅的鐵塊放入冷水中，內能從高溫鐵塊轉移到低溫的水，鐵塊的內能減少，水的內能增加做功其他形式的能與內能之間的相互轉化過程外界對物體做功，物體的內能增加壓縮體積、摩擦生熱、鍛打物體、擰彎物體打氣筒打氣、鉆木取火、來回多次彎折細金屬絲物體對外界做功，物體的內能減少體積膨脹等裝著開水的暖水瓶內的水蒸氣將瓶蓋頂起來，水蒸氣的內能減少
考點1 分子熱運動
【例1】（2023秋 競秀區校級月考）下列事實能夠說明“分子在不停地運動”的是　　
A．玫瑰花芳香四溢 B．掃地時塵土飛揚
C．風吹樹葉搖動 D．河水向低處流
【答案】
【分析】一切物質的分子都在不停地做無規則的運動，這種無規則運動叫做分子的熱運動。分子比較小，是納米尺度內的，我們用肉眼是看不到的。
【解答】解：塵土飛揚、風吹樹葉動、水向低處流是物體的機械運動，不屬于分子的運動，玫瑰花芳香四溢是花香分子運動到空氣中被人們聞到了，屬于分子的熱運動。
故選：。
1．（2023秋 歷城區校級月考）茶起源于中國，盛行于世界，飲茶是我國的傳統文化。沏一杯茶能聞到淡淡的茶香，該現象說明　　
A．分子不停地做無規則運動 B．分子是由原子構成的
C．分子的直徑很小 D．分子之間存在引力
【答案】
【分析】物質是由分子組成的，組成物質的分子不停地做無規則的運動。
【解答】解：茶葉泡開時，散發淡淡清香，說明茶葉香味分子在向四周擴散，即茶葉香味的分子在不停地做無規則運動，故正確，錯誤。
故選：。
2．（2023秋 南關區校級月考）5月31日是“世界無煙日”，很多公共場所都貼了禁煙的標志，這主要是考慮到在空氣不流通的房間里，只要有一個人吸煙，整個房間就會充滿煙味，這是因為　　
A．物質是分子組成的 B．分子間有引力
C．分子間有斥力 D．分子不停做無規則運動
【答案】
【分析】擴散現象是分子運動的結果，一切物質的分子都在不停地做無規則運動。
【解答】解：由于煙分子做無規則運動，在空氣中進行擴散，所以只要有一個人吸煙，整個房間也會充滿煙味。
故選：。
3．（2023秋 興寧區月考）成語是中華文化中一顆璀璨的明珠！下列成語所描述的現象，可用分子熱運動解釋的是　　
A．異香撲鼻 B．大雪紛飛 C．炙手可熱 D．鉆木取火
【答案】
【分析】不同的物質在相互接觸時，彼此進入對方的現象叫做擴散，這一現象說明一切物體的分子都在不停地做無規則運動。由于分子的體積很小，分子的運動無法用肉眼直接看到，但可以通過氣味、顏色等的變化來體現。
【解答】解：、異香撲鼻是擴散現象，說明分子在不停地做無規則運動，故正確；
、大雪紛飛是宏觀物體的機械運動，不是分子的運動，故錯誤；
、炙手可熱是能量發生了轉移，說明熱傳遞可以改變物體內能，故錯誤；
、鉆木取火說明通過克服摩擦做功的方式可以改變物體的內能，故錯誤。
故選：。
考點2 分子間的作用力
【例2】（2023秋 歷城區校級月考）如圖所示，在玻璃注射器內吸入部分水，并用橡皮塞封住注射孔，這時人用力推動活塞，很難使其體積發生變化。這一現象說明　　
A．水被壓縮成固體了 B．水分子間存在斥力
C．水分子的體積大 D．水分子間有引力
【答案】
【分析】物質是由分子組成的，分子間存在相互作用的引力與斥力。
【解答】解：用力壓縮都不能使水的體積發生變化，說明水分子間存在斥力。
故選：。
1．（2023秋 麒麟區校級月考）如圖所示是航天員在2022年10月12日的“天宮課堂”第三課中做“水球變懶”實驗”時所用的水球，制作好的水球能保持一定的體積而不會散開，原因是　　
A．分子之間有間隙 B．分子在不停地運動
C．分子之間存在引力 D．分子之間存在斥力
【答案】
【分析】物質是由分子或原子組成的，組成物質的分子在不停地做無規則運動，分子間有間隙，存在著相互作用的引力和斥力。
【解答】解：制作好的水球能保持一定的體積而不會散開，是因為分子間存在相互作用的引力，故正確。
故選：。
2．（2023春 天橋區期末）如圖所示，“天宮課堂”上王亞平老師將兩塊透明板上的水球接觸后粘在一起，慢慢拉開板后形成一個長長的“液橋”。該現象主要說明了　　
A．水分子間存在排斥力 B．水分子間存在吸引力
C．水分子間存在有空隙 D．水分子在無規則運動
【答案】
【分析】水球由水分子構成，兩個水球接觸后能合成一個，說明分子間存在引力的作用。
【解答】解：在“天宮課堂”上，將兩塊透明板上的水球接觸后粘在一起，慢慢拉開板后形成一個長長的“液橋”，都說明了分子間存在相互作用的引力。
故選：。
3．（2023秋 北辰區校級月考）固體和液體很難被壓縮，其主要原因是　　
A．分子間作用力幾乎為零
B．分子間存在斥力
C．分子都在不停地做無規則運動
D．分子間存在引力
【答案】
【分析】分子間存在著相互作用的引力和斥力。
【解答】解：固體、液體很難被壓縮，說明分子間存在斥力。
故選：。
考點3 內能
【例3】（2023秋 叢臺區校級月考）下列事例是通過做功改變內能的是　　
A．燒紅的鐵鍋燙手 B．物體放在取暖器旁溫度升高
C．棉被被太陽曬得熱乎乎的 D．冬天，小朋友們搓手取暖
【答案】
【分析】改變物體內能的方法有：
一是熱傳遞，高溫物體放出熱量、降低溫度、內能減少；低溫物體吸收熱量、溫度升高、內能增加。
二是做功，對物體做功（克服摩擦做功、壓縮氣體做功），物體的內能增加、溫度升高；物體對外做功（氣體膨脹做功），物體的內能減少、溫度降低。據此分析判斷。
【解答】解：、燒紅的鐵鍋燙手，鐵鍋吸收熱量，內能增大，通過熱傳遞的方式改變物體的內能，故錯誤；
、物體放在取暖器旁，物體吸收熱量，內能增大，溫度升高，通過熱傳遞的方式改變物體的內能，故錯誤；
、棉被被太陽曬得熱乎乎的，棉被吸收熱量，內能增大，溫度升高，通過熱傳遞的方式改變物體的內能，故錯誤；
、冬天，小朋友們搓手取暖，克服摩擦做功，機械能轉化為手的內能，手的溫度升高，是用做功方式改變內能的，故正確。
故選：。
1．（2023 福田區模擬）“五一”假期，人們踏上旅游踏青、尋親訪友、探尋美食、舒展身心的美好旅程。今年五一淄博燒烤火爆全網！夜幕降臨，淄博的風都帶上了“孜然味”。吃燒烤的正確打開方式，必然是一整盤燒烤配上一扎冰啤酒，大口吃到嘴里，咸香爽口才是真過癮！聽，啤酒瓶蓋“啵”地一聲打開；看，飄出一縷冰冰涼清清爽的白氣。下列說法錯誤的是　　
A．人聞到了“孜然味”，說明分子在不停地做無規則運動
B．聽到啤酒瓶蓋“啵”地一聲打開，說明空氣可以傳播聲音
C．“白氣”是白色的顆粒物
D．用小火爐加熱食物，是通過熱傳遞的方式增加了食物的內能
【答案】
【分析】（1）分子在不停地做無規則運動；
（2）空氣可以傳聲。
（3）液化指物質由氣態轉變成液態，液化要放熱。
（4）內能增加的方法：熱傳遞和做功。
【解答】解：、人聞到了“孜然味”，是因為分子在不停地做無規則運動，故正確；
、聽到啤酒瓶蓋“啵”地一聲打開，說明空氣可以傳播聲音，故正確；
、“白氣”是水蒸氣液化形成的，故錯誤；
、用小火爐加熱食物，是通過熱傳遞的方式增加了食物的內能，故正確。
故選：。
2．（2022秋 錦江區期末）2022年12月4日，神舟十四號載人飛船的返回艙成功返回地球。如圖所示，是返回艙通過黑障區的情景，返回艙的防熱外殼被燒成一個大火球，艙內溫度卻在以下，使艙內三名航天員和設備安然無恙。下列說法正確的是　　
A．返回艙的防熱外殼“燃燒”是通過熱傳遞的方式增加了內能
B．返回艙通過黑障區時克服摩擦做功，機械能轉化為內能
C．返回艙的防熱外殼材料導熱性好，可以保護艙內航天員避免被高溫灼傷
D．返回艙在返回地面的過程中，內能不會改變
【答案】
【分析】做功可以改變物體的內能，返回艙進入大氣層，克服摩擦做功，使返回艙的內能增加、溫度升高，為了保護返回艙，在外殼上有一層燒蝕層，先熔化后汽化，從飛船上吸收了大量的熱。
【解答】解：、返回艙通過黑障區時，與大氣層摩擦，克服摩擦做功，機械能轉化為飛船的內能，溫度升高，所以返回艙的防熱外殼“燃燒”是通過做功的方式增加內能，故錯誤、正確；
、為保護艙內航天員避免被高溫灼傷，飛船用了絕熱材料，導熱性能差，并且外殼上有一層燒蝕層，先熔化后汽化，從飛船上吸收了大量的熱，保護了飛船，故錯誤。
故選：。
3．（2023秋 惠陽區校級月考）下列現象是利用熱傳遞方式改變物體的內能的是　　
A．用鋸子鋸木頭，鋸條發熱 B．陽光下的冰塊很快就熔化了
C．寒冷的冬天兩手摩擦取暖 D．反復彎折的鐵絲變熱了
【答案】
【分析】改變物體內能有兩種方式：做功和熱傳遞。
【解答】解：、在鋸木料時，鋸條的溫度會升高，是摩擦生熱，機械能轉化為內能，屬于做功改變物體的內能，故錯誤；
、陽光下冰塊吸收熱量，內能增大，通過熱傳遞的方式改變物體的內能，故正確；
、寒冷的冬天兩手摩擦取暖，通過做功的方式改變物體的內能，故錯誤；
、反復彎折的鐵絲，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，通過做功的方式改變物體的內能，故錯誤。
故選：。

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