内能及内能的利用难题易错题及答案(内能内能的利用笔记)
“内功运用”涉及的概念较多,很容易混淆。容易出错和容易混淆的点总结如下:
易混易错点一:做功与热传递(易混易错等级)
【例1】改变物体内能的方式有两种:做功和传热。以下增加
四种计算导线内能的方法中,与其他三种方法的区别是()
A.摩擦电线使其变热
B.将电线放在火上使其变热
C.反复敲打电线使其变热
D.给电线通电使其变热
【分析】摩擦铁丝或敲击铁丝时,机械能转化为内能,使铁丝的内能增大。当铁丝通电时,电流通过铁丝时,克服电阻做功,电能转化为内能。A、C、D三个选项都是通过做功改变铁丝的内能;当铁丝放在火上时,火焰上的内能转移到铁丝上,通过热传递,铁丝的内能增加。
【答案】B
【容易混淆、容易出错】物体任何时候都具有内能,同一物体温度的变化反映了物体内能的变化;改变物体内能的方式有两种:热传递——内能从物体A转移到物体B,物体A的内能减少,物体B的内能增加。改变物体内能的传热本质是内能的传递;做功——当外界对物体做功时,物体的内能增大,物体的内能增大。当做功时,物体的内能减少。物体通过做功改变内能的本质是内能与其他形式能量的相互转换。这两种方法在改变物体内能方面是等效的。
变式训练1:关于物体的内能,下列说法正确的是()
A、温度为0的物体没有内能
B.物体内能的增加一定是外界对物体做功的结果。
C、沸水吸热,温度升高,内能不变。
D.在相同的物质状态下,随着同一物体的温度降低,其内能也会降低(答案D)
易混易错点二:温度、内能与热量(易混易错等级)
【例2】关于温度、热量、内能,下列说法正确的是()
A.随着物体温度的升高,其内能也必然增大
B.当物体温度升高时,它一定吸收了热量。
C.物体吸热时,其温度一定会升高
D.0C的冰没有内能,其分子不会移动。
【分析】当物体温度升高时,物体内的分子运动更加剧烈,内能增大。选项A正确;当物体温度升高时,可能是因为与高温物体接触,吸收了高温物体的热量,也可能是外界造成的。对物体做功,其他形式的能量转化为物体的内能。B选项错误;当物质状态发生变化时,总是伴随着吸热或放热的过程。尽管物体吸收热量,但温度可能不会保持恒定。例如,当冰融化成水或水沸腾时,温度保持不变。选项C错误;分子不断地无规则运动,物体的内能不可能为0。选项D错误。
【答案】A
【易混淆、易误引导】三者的区别:温度是分子热运动强度的标志,反映物体的冷热程度,是一个状态量;内能是指物体内部所有分子的动能和势能的总和,反映能量的一种形式,是一种状态量;热量是指传热过程中传递的内能的多少,反映内能的变化情况。它是一个过程量。在描述热量时,我们只能说“吸收”或“吸收”“释放”多少热量,而不能说“拥有”多少热量。三者之间的联系:温度的变化可以解释物体内能的变化;传递的热量可以衡量物体内能的变化量。物体吸收或释放热量,物体的内能会发生变化,但温度不一定会发生变化。
易混易错点三:热值与比热容(易混易错等级)
【例3】下列关于燃料热值的说法正确的是()
A、燃料的热值与燃料的燃烧状况有关。
B、容易燃烧的燃料的热值一定要大。
C、煤的发热量比干柴大,煤燃烧时放出的热量比干柴大。
D、0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值相同
【分析】燃料的热值与燃料的燃烧状况、是否容易燃烧无关。选项A、B错误;燃料燃烧释放的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量有关,因此热值大的燃料并不一定释放大量的热量,选项C是错误的;0.5公斤煤油和1.5公斤煤油是同一种燃料,但质量不同,热值相同,选项D正确。
【答案】D
【例4】关于比热容,下列说法正确的是()
A.500mL水的比热容比200mL水大
B、相同质量的酒精和汽油完全燃烧放出的热量不同,因为它们的比热容不同。
C、当铁和铝质量相等时,吸收等量的热量后,铝的温度升高较少,表示铝的比热容。
D.热水冷却时比热容变小
【分析】比热容是物质的一种特性。比热容的大小与物体的质量、物体的温度等因素无关,因此A、D两个选项都是错误的。相同质量的酒精和汽油完全燃烧放出的热量不同,因为酒精与汽油的热值不同,选项B错误。当铁和铝的质量相同时,吸收等量的热量后,铝的温度升高较少。根据公式
可见,铝的比热容大于铁,选项C正确。
【答案】C
【容易混合,容易出错】燃料的热值是燃料的一个特性。只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否燃烧、是否完全燃烧、是否容易燃烧等无关;比热容是物质的一种性质。这一特性反映了物体吸收和释放热量的能力。比热容的大小与物质的种类和状态有关,与物体的质量、温度变化、吸收的热量等因素无关;对于某种燃料,在燃烧过程中,质量或体积会变小,但密度、热值、比热容保持不变。
易混易错点四:热机功率与热机效率(易混易错等级)
【例5】下列关于热机的叙述不正确的是()
A。热机的工作过程是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能的过程。
B为了防止热机过热,通常采用水来冷却,这是利用了水的比热大的优点。
C。可以通过增加热机的功率来提高热机的效率
D热机的大量使用会造成环境污染
【分析】热机通过燃料燃烧将化学能转化为工质的内能。高温高压工质再对外做功,将内能转化为机械能。选项A正确;水的比热容较大,相同质量的水与其他物质相比,提高相同的温度,水会吸引更多的热量。选项B正确;热机的功率反映了做功的速度。如果热机工作速度很快,但转换的有用机械能较少,则机械效率较低。选项C错误。热机的大量使用会导致空气污染、噪声污染、热岛效应等环境污染。选项D正确。
【答案】C
【容易混淆、容易出错】热机效率是指热机获得的有用机械能与燃料完全燃烧放出的热量的百分比。热机效率高的热机在做相同量的有用功时消耗更少的燃料;热机功率反映了热机做功的速度,与热机的效率没有必然的关系。