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13 內(nèi)能
13.1 分子熱運(yùn)動(dòng)
知識(shí)點(diǎn)1.物質(zhì)的結(jié)構(gòu)
(1)物質(zhì)是由許多肉眼看不見的分子和原子組成的。 分子一般以10-10m為單位進(jìn)行測(cè)量。 分子數(shù)量巨大，例如體積1 cm3的空氣中約有2.7×1019個(gè)分子。
(2)分子間存在間隙
知識(shí)點(diǎn)2.分子熱運(yùn)動(dòng)
碳擴(kuò)散實(shí)驗(yàn) 液體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn) 固體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)
注意：將濃密的甲烷二氧化碳和氯化銅堿液放在底部，將密度較小的空氣和水放在前面，以防止重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
(2)擴(kuò)散現(xiàn)象
①定義：不同物質(zhì)相互接觸時(shí)相互邁進(jìn)的現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。
②擴(kuò)散現(xiàn)象表明所有物質(zhì)的分子都在不斷地進(jìn)行不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也表明分子之間存在著間隙。
③擴(kuò)散現(xiàn)象是由分子的連續(xù)運(yùn)動(dòng)引起的，而不是在宏觀力的作用下。 分子的運(yùn)動(dòng)是分子本身的特性，與外界作用無關(guān)。
膨脹：從二氧化碳、液體和固體的擴(kuò)散速率可以知道，二氧化碳分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)最劇烈，固體分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)最不劇烈，液體分子的劇烈運(yùn)動(dòng)程度介于二氧化碳和固體之間。
(3)分子的熱運(yùn)動(dòng)
①定義：一切物質(zhì)的分子都在不斷地做著不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。 這些隨機(jī)運(yùn)動(dòng)稱為分子的熱運(yùn)動(dòng)。
②溫度越高，物質(zhì)的擴(kuò)散速度越快，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈。
注意：在任何水溫下，組成物質(zhì)的分子都在不斷地隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，只是運(yùn)動(dòng)的速度不同。 不能誤解的是，低于0°C的物質(zhì)分子不會(huì)運(yùn)動(dòng)。
③分子運(yùn)動(dòng)越劇烈13.1分子熱運(yùn)動(dòng)教案，物體的溫度越高。
知識(shí)點(diǎn)3.分子間的斥力
(1)分子間存在相互吸引力和作用力。
方法：分子間斥力并不直觀，我們無法直接感受到它的存在，但其特性與彈簧拉伸或壓縮時(shí)所表現(xiàn)出的力類似。 將兩者進(jìn)行比較，有助于我們進(jìn)一步了解分子之間的排斥力的特點(diǎn)，這樣的方法稱為類比法。
(3)分子間存在吸引力和力的現(xiàn)象
①說明分子間存在萬有引力的現(xiàn)象有：許多物體都具有一定的形狀； 在荷葉上，兩滴水靠近時(shí)可以手動(dòng)合并為一滴。 固體不易扭曲； 壓緊后，就會(huì)結(jié)合在一起等等。
②說明分子間存在力的現(xiàn)象有：物體不能被壓縮到無窮小，固體和液體都難以被壓縮。
③值得注意的是，分子間的吸引力和力的作用范圍很小，只有當(dāng)分子彼此非常接近時(shí)才會(huì)形成。 當(dāng)分子間的距離太大時(shí)，分子間的斥力會(huì)很弱，甚至為零。 破碎的鏡子未能重聚的原因。
④不同物質(zhì)分子間的吸引力和作用力也不同。
(4)物質(zhì)三種狀態(tài)的分子結(jié)構(gòu)和宏觀特征比較
(5)分子動(dòng)力學(xué)理論內(nèi)容
①普通物質(zhì)是由大量的分子和原子組成的；
②物質(zhì)中的分子不斷進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)；
③ 分子之間存在吸引力和力。
誤解和混亂警告
錯(cuò)誤：分子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)
錯(cuò)誤：分析實(shí)際例子時(shí)，很容易將宏觀和微小物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)與分子的熱運(yùn)動(dòng)混淆。 分子的不斷隨機(jī)運(yùn)動(dòng)不同于外力作用下的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。
(1)機(jī)械運(yùn)動(dòng)是宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，可以直接觀察到，而分子的熱運(yùn)動(dòng)是分子不斷的、不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，不能用肉眼直接觀察到。
(2)分子不停地做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)是自發(fā)形成的，不受外力作用； 而機(jī)械運(yùn)動(dòng)是宏觀物體在外力作用下的運(yùn)動(dòng)，在判斷是機(jī)械運(yùn)動(dòng)還是分子熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，要注意區(qū)分機(jī)械方式（如攪拌）和外力引起的物體宏觀運(yùn)動(dòng)。力（重力、風(fēng)）。 例如，風(fēng)的產(chǎn)生是空氣的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，屬于宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而不是分子的運(yùn)動(dòng)； 室外清掃時(shí)，空氣中飛揚(yáng)的灰塵是宏觀物體（污垢）在外力作用下的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。
(3)分子運(yùn)動(dòng)的快慢與濕度有關(guān)，水溫越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈； 而機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度與溫度無關(guān)，而與外力有關(guān)。
13.2 內(nèi)能
知識(shí)點(diǎn)1.內(nèi)能
(1)①分子動(dòng)能：分子不斷地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 像所有運(yùn)動(dòng)的物體一樣，運(yùn)動(dòng)的分子也具有動(dòng)能。 分子因運(yùn)動(dòng)而擁有的能量稱為分子動(dòng)能。 物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的速率越大，動(dòng)能也越大。
②分子勢(shì)能：由于分子之間存在類似彈簧變形的相互作用，因此分子勢(shì)能稱為分子勢(shì)能。
③物體的內(nèi)能：組成物體的所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，稱為物體的內(nèi)能。 單位：焦耳（J），各種能量的單位都是焦耳。
（二）從五個(gè)方面認(rèn)識(shí)物體的內(nèi)能
①內(nèi)能是指物體的內(nèi)能，不是分子的內(nèi)能，更不是某些分子和少數(shù)分子所擁有的能量，而是物體中所有分子所共有的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。
② 一切物體在任何情況下都具有內(nèi)能。 根據(jù)分子動(dòng)力學(xué)理論，可以看出，所有物體中的分子都在不斷地隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，無論物體處于什么狀態(tài)、什么形狀、是否存在，分子之間都存在著分子力。溫度高或低。 因此，所有物體在任何情況下都具有內(nèi)能。 例如，50°C的水有內(nèi)能，0°C的水有內(nèi)能，-10°C的冰仍然有內(nèi)能，但對(duì)于同樣的水13.1分子熱運(yùn)動(dòng)教案，當(dāng)濕度增加時(shí)，內(nèi)能減少。
③內(nèi)能不可測(cè)，即無法確切知道物體內(nèi)能的具體值。
④物體的內(nèi)能是會(huì)變化的。 當(dāng)內(nèi)能發(fā)生變化時(shí)，物體會(huì)表現(xiàn)為兩種形式：體溫變化和物理狀態(tài)變化。
⑤內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能量。 機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān)，而內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相互作用有關(guān)。
知識(shí)點(diǎn)2.物體內(nèi)能的變化
(2)做功改變物體的內(nèi)能
做功可以改變物體的內(nèi)能。 當(dāng)物體做功時(shí)，物體的內(nèi)能會(huì)減少； 如果物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能就會(huì)減少。
(4)改變物體內(nèi)能的功和傳熱是等價(jià)的
改變物體內(nèi)能的方法有兩種：做功和傳熱。 物體內(nèi)能的變化可以通過做功或傳熱來實(shí)現(xiàn)，即做功和傳熱在改變物體內(nèi)能方面是等價(jià)的。
知識(shí)點(diǎn)3、熱量
(1)定義：在熱傳遞過程中，傳遞的能量稱為熱量。 熱量用符號(hào)Q表示。
(2)單位：熱和功都可以用來衡量物體內(nèi)能的變化。 使用的單位是相同的。 功的單位是焦耳，熱量的單位也是焦耳，內(nèi)能的單位也是焦耳，符號(hào)是J。
(3)理解熱的概念，應(yīng)注意以下三點(diǎn)
① 熱量是傳遞內(nèi)能多少的量度，是一個(gè)過程量，可以用“吸收”或“釋放”來描述
②物體放出的熱量會(huì)減少內(nèi)能； 物體吸收的熱量會(huì)減少內(nèi)能。 但需要注意的是，內(nèi)能的減少或減少不僅與放出或吸收熱量有關(guān)，物體的內(nèi)能也可以通過做功而改變。
③熱量的多少與物體的能量（內(nèi)能）的多少以及物體的濕度高低無關(guān)。
13.3 比熱容
知識(shí)點(diǎn)1.比較不同物質(zhì)的放熱量
（1）實(shí)驗(yàn)探索：不同物質(zhì)吸（放）熱能力的探索
①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：比較不同物質(zhì)的放熱量時(shí)，可采用以下兩種方法：
A。 選擇相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，讓它們吸收相同的熱量，比較它們的溫降，溫降較小的物質(zhì)放熱能力較強(qiáng)；
b. 選擇具有相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，將它們降低到相同的溫度，并比較它們吸熱的程度。 吸收熱量越多的物質(zhì)，放出熱量的能力就越強(qiáng)。
②實(shí)驗(yàn)設(shè)備及待測(cè)化學(xué)品數(shù)量
實(shí)驗(yàn)設(shè)備：同等大小的電加熱器、燒杯、溫度計(jì)、天平、秒表、水、煤油等。
實(shí)驗(yàn)中待檢測(cè)的化學(xué)量：
A。 用溫度計(jì)測(cè)量水和煤油的初溫t0和終溫t；
b. 用天數(shù)來評(píng)價(jià)水和煤油的質(zhì)量m；
C。 用秒表記錄加熱時(shí)間t。
③實(shí)驗(yàn)記錄表
④實(shí)驗(yàn)過程
實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，取兩個(gè)相同的燒瓶，分別放入500g水和500g水
煤油，它們的初始溫度是一樣的，用同一個(gè)電加熱器加熱。
A。 將水和煤油同時(shí)加熱，觀察并讀取溫度計(jì)的指示；
b. 讓水和煤油降至與體溫相同的溫度，記錄并比較加熱時(shí)間。
⑤分析論證：將同質(zhì)量、同初始溫度的水和煤油加熱，會(huì)使它們吸收
相同熱量（相同加熱時(shí)間）下，煤油的體溫比水升高； 使他們崛起
在相同體溫的情況下，將水加熱所需的時(shí)間較長，這說明水和煤油的放熱能力不同。
⑥探索與歸納：相同質(zhì)量的不同物質(zhì)降低相同的體溫，但吸收的熱量不同； 相同質(zhì)量的不同物質(zhì)吸收相同的熱量，但降低體溫的程度不同。 實(shí)驗(yàn)表明，不同類型的物質(zhì)具有不同的放熱能力。
注：（1）試驗(yàn)中的水和煤油的質(zhì)量是相同的，而不是體積相同。
(2)電加熱器應(yīng)放在燒瓶頂部，使整杯水或煤油受熱均勻。
(3)溫度計(jì)玻璃泡的高度合適，并完全浸入液體中，玻璃泡看不到容器底部、容器壁和電加熱器。
(4)為了使探究和推理具有普適性，幾個(gè)小組可以選擇不同的液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣可以減少實(shí)驗(yàn)中因重合而造成的偏差，使實(shí)驗(yàn)推論更具普適性。
方法與方法：（1）控制變量法：本實(shí)驗(yàn)控制水和煤油的質(zhì)量，使吸收的熱量相等。 體溫變化的差異表明水和煤油的放熱能力不同； 控制水和煤油的質(zhì)量，溫度變化相同，通過加熱時(shí)間（吸收的熱量）的不同，水和煤油的放熱能力不同。
(2)換算方法：電加熱器每秒鐘釋放的熱量一定，通電時(shí)間越長，釋放的熱量越多。 不管熱損失如何，放出的熱量全部被水或煤油吸收，因此物質(zhì)吸收的熱量換算成加熱時(shí)間的長短。
知識(shí)點(diǎn)2、比熱容
（1）定義：一定質(zhì)量的物質(zhì)在溫度下降時(shí)吸收的熱量與其質(zhì)量與下降后的體溫的乘積之比，稱為該物質(zhì)的比熱容。 比熱容用符號(hào)c表示。
(2)化學(xué)意義：為比較不同物質(zhì)吸熱和放熱能力而引入的數(shù)學(xué)量。 單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度下降1℃所吸收的熱量等于其溫度升高1℃所釋放的熱量，兩者在數(shù)值上都等于其比熱容。
(3)單位：焦耳每千克攝氏度，符號(hào)為J/(kg·℃)。 有時(shí)比熱容的單位也可寫為J·(kg·℃)-1。
(4) 五點(diǎn)透析比熱容
① 比熱容是物質(zhì)本身的性質(zhì)之一。 它反映了不同物質(zhì)吸收和釋放熱量的強(qiáng)弱。 比熱容大的物質(zhì)吸熱和放熱能力強(qiáng)，比熱容小物質(zhì)吸熱和放熱能力弱。
②比熱容的化學(xué)含義：例如水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，其化學(xué)含義為：質(zhì)量為1kg的水，溫度下降（或降低）1℃ ，吸收（或釋放）的熱量為4.2×103J。
③對(duì)于同一物質(zhì)，比熱容的值還與物質(zhì)狀態(tài)有關(guān)，不同物質(zhì)狀態(tài)下比熱容不同。 例如：水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比熱容為2.1×103J/(kg·℃)。
④物質(zhì)的比熱容不隨物質(zhì)的質(zhì)量、吸收（或放出）熱量和濕度的變化而變化； 只要是同一種物質(zhì)，當(dāng)物質(zhì)狀態(tài)相同時(shí)，無論其形狀、質(zhì)量、溫度或地點(diǎn)如何，比熱容通常是相同的。
(5) 觀察下表“部分物質(zhì)的比熱容”，可以發(fā)現(xiàn)： 部分物質(zhì)的比熱容 c/[J·(kg·℃)-1] ①每種物質(zhì)都有一定的比熱容，不同物質(zhì)的比熱容等于
一般不同。
② 常見物質(zhì)中，水的比熱容最大，為4.2×103J/(kg·℃)
③水和冰的比熱容不同，這意味著物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。
④ 有一些不同種類的物質(zhì)（如冷氣和煤油）的比熱容是相同的。
⑤ 液體物質(zhì)的比熱容通常大于固體物質(zhì)的比熱容。
(6)水的比熱容大。 這一特性在日常生產(chǎn)生活以及調(diào)節(jié)體溫方面具有重要的應(yīng)用。 其應(yīng)用主要包括以下兩個(gè)方面：
①水吸（散）熱能力較強(qiáng)，用水作為冷卻劑或冷卻液。
②水的體溫難以改變，從而保護(hù)機(jī)器或生物體。 由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水與相同質(zhì)量的其他物質(zhì)相比，吸收或放出等量的熱量，水的溫度變化較小。 例如，如果生物體中水的比例較高，當(dāng)環(huán)境濕度快速變化時(shí)，水的體溫變化緩慢，有利于調(diào)節(jié)生物體本身的體溫，從而避免對(duì)生物體造成嚴(yán)重?fù)p害。室溫變化過快引起的有機(jī)體。 又如，水的比熱容小于土壤和沙子的比熱容，這就是沙漠地區(qū)和沿海地區(qū)晝夜溫差較大的原因。 石塊、干土等材料的比熱容較小，吸收（或釋放）相同的熱量，水滴（或降低）溫度遠(yuǎn)小于相同質(zhì)量的石塊、干土的降低（或降低）溫度。 因此，沿海地區(qū)晝夜溫差較小，沙漠地區(qū)晝夜溫差較大。 有些城市修建人工湖來調(diào)節(jié)溫度，也是同樣的道理。
知識(shí)點(diǎn)3.卡路里估算（一）卡路里估算公式
①吸熱式：()-=吸收 ②放熱式：()ttcmQ-0=釋放
式中，c代表物質(zhì)的比熱容，m代表物體的質(zhì)量，t0代表物體原來的初始溫度，t代表吸熱后的終止溫度，“t0-t”代表增加的物體溫度，有時(shí)可用△t表示，此時(shí)放熱公式可寫為tcmQ？ = 把。
(2) 卡路里估算的常用公式：tcmQ?=吸收
Δt代表濕度的變化。
可見，物體吸收或釋放的熱量是由該物體的質(zhì)量、該物質(zhì)的比熱容以及該物體的溫度變化的乘積決定的，與物體的溫度變化無關(guān)。物體的溫度
Q吸收和Q釋放公式中化學(xué)量的單位：比熱容c的單位為J/(kg·℃)，質(zhì)量m的單位為kg，氣溫的單位(t或t0或△t )為℃，熱量Q的單位為J，估算時(shí)應(yīng)注意單位的統(tǒng)一。
（三）進(jìn)行熱量估算時(shí)應(yīng)注意的四個(gè)問題 ①正確理解公式中各量的數(shù)學(xué)意義。 ② 統(tǒng)一式中各化學(xué)量的單位不必統(tǒng)一。
③該公式適用于物質(zhì)狀態(tài)不發(fā)生變化的情況下物體加熱（或冷卻）過程中放熱（或吸熱）的估算。 如果吸熱和放熱過程中發(fā)生狀態(tài)變化，則不能使用這些公式。
④ 解題時(shí)要仔細(xì)審題，注意t(℃)減少、t(℃)減少、t(℃)增加、t(℃)增加對(duì)應(yīng)到溫度的變化，下降到 t (°C) °C)，增加到 t (°C) 對(duì)應(yīng)于物體的最終溫度為 t (°C)。
(4) 熱平衡多項(xiàng)式
當(dāng)兩個(gè)不同溫度的物體放在一起時(shí)，溫度低的物體放出熱量，溫度升高； 高溫物體吸熱，溫度降低。 如果釋放的熱量沒有散失，就會(huì)全部被高溫物體吸收，最終兩個(gè)物體的溫度相同，這意味著“達(dá)到熱平衡”。 用公式表示為Q吸收=Q釋放（熱平衡多項(xiàng)式）