初中物理內(nèi)能單元學(xué)習(xí)的三“握”

王艷華

二、緊握內(nèi)能單元需要深刻領(lǐng)會的四個問題

問題1：溫度、內(nèi)能和熱量有哪些異同？

溫度、內(nèi)能和熱量是不同的概念，它們是既有區(qū)別，又有聯(lián)系的物理量。溫度表示物體的冷熱程度，是分子熱運(yùn)動劇烈程度的標(biāo)志。內(nèi)能是一種形式的能，與溫度不同，但兩者有一定的聯(lián)系，同一物體的溫度升高，內(nèi)能增大，溫度降低，內(nèi)能減小。熱傳遞中傳遞的能量的多少叫熱量，在熱傳遞過程中，高溫物體放出熱量，內(nèi)能減小。在不發(fā)生物態(tài)變化時，物體吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高；物體放出熱量，內(nèi)能減小，溫度降低。判斷內(nèi)能的大小，不能只看溫度的高低，做功和熱傳遞都能夠改變內(nèi)能。

問題2：針對提高爐子的熱效率問題怎樣給出合理化建議或者說應(yīng)采取什么措施提高爐子的熱放率？

爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比叫作爐子的效率。爐子的效率越高，說明燃料的利用率越高。有效利用燃料，提高爐子的效率可采取下面辦法：①使燃料充分燃燒，如我們可以增加供氧量，不用煤塊，改用煤粉，用鼓風(fēng)機(jī)增加通風(fēng)量，使燃燒更充分；②減小熱散失，如我們可以采用各種方法加大受熱面，減小煙氣帶走的熱量，選用隔熱材料，減少向外散熱等。結(jié)合以上講到的爐子的效率定義和提高效率的辦法就可以解決這一問題。

問題3：能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移和守恒的具體內(nèi)容是什么？

（1）在一定條件下各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化。能量轉(zhuǎn)化反映了各種現(xiàn)象之間的聯(lián)系，如摩擦生熱說明了機(jī)械運(yùn)動和熱現(xiàn)象之間存在的聯(lián)系；電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動說明了電現(xiàn)象和機(jī)械運(yùn)動之間存在的聯(lián)系。

（2）不同形式的能量通過做功可以相互轉(zhuǎn)化，同種形式的能量之間通過熱傳遞可以進(jìn)行轉(zhuǎn)移，能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，也可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。

（3）能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。

問題4：如何解答與熱量相關(guān)的綜合應(yīng)用題？

首先要讀題、思題，找出物體原來的溫度t0，和升高到（或降低到）的溫度t，看看物體的質(zhì)量m是多少，查查物質(zhì)的比熱容是多少，或者記住常見物質(zhì)（如水）的比熱容，有時題中或試卷前會給出。對這些物理量做到心中有數(shù)。

然后對物體溫度升高的情況，可用公式Q吸=

cm（t-t0）列出方程，代入數(shù)值和單位求出物體應(yīng)吸收的熱量；對物體溫度降低的情況，可用公式Q放=cm（t0-t）列出方程，代入數(shù)值和單位求出物體應(yīng)放出的熱量。對于燃料燃燒的問題，可用公式Q放=mq求解燃料燃燒放出的熱量。

如果題中物體吸熱的多少是由電阻放熱提供的，那么放出的熱量可用焦耳定律Q放=I2Rt求出，利用Q吸=Q放建立方程，把電學(xué)量與熱學(xué)量緊密聯(lián)系起來。

如果題中物體吸熱只吸收了電阻放熱的80%，則可列方程Q吸=80%Q放，所求量一定在此方程中，用電器的效率問題也可迎刃而解。

如果物體吸收的熱量完全由另外燃料燃燒獲得，則可用Q吸=cm（t-t0）和Q放=mq結(jié)合Q吸=Q放來求出所要的物理量。

如果物體吸收的熱量只吸收了燃料完全燃燒的80%，則可列方程Q吸=80%Q放，燃料的熱效率問題也可迎刃而解。

其他與熱有關(guān)的問題按以上思路都會找到解題方法。

三、掌握內(nèi)能單元常考點(diǎn)試題解析過程

例1：（2014年 黑龍江省大慶市）在體積變化不大的情況下，下列說法正確的是（ ）。

A. 物體吸收熱量，溫度一定升高

B. 物體溫度升高，內(nèi)能增加

C. 物體溫度升高，一定吸收熱量

D. 物體溫度不變，就沒有吸熱和放熱

解析：本題考點(diǎn)是溫度、熱量與內(nèi)能的關(guān)系。物體吸收熱量，溫度不一定升高，如晶體熔化或液體沸騰時，都在吸熱，但其溫度不變，故A錯誤；物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動加劇，所以內(nèi)能增加，故B正確；物體溫度升高，不一定吸收熱量，也可能是物體對它做了功，故C錯誤；物體溫度不變，并不能說明就沒有吸熱和放熱，如果物體同時吸熱或放熱且保持熱量平衡時，溫度是可以不變的，故D錯誤。

答案：B。

點(diǎn)撥：要正確理解溫度、熱量與內(nèi)能的關(guān)系，改變物體內(nèi)能的兩種方法是等效的，同時注意：物體吸熱，內(nèi)能一定增大，但溫度不一定升高。

例2：（2013年 黑龍江省黑河市）用電水壺?zé)畷r，如果將壺內(nèi)20 ℃的水的溫度升高60 ℃，水吸收的熱量是5.04×105 J，那么壺內(nèi)水的質(zhì)量是 kg；水的比熱容較大，在日常生活中有許多應(yīng)用此知識的地方，請舉出一個實(shí)例： 。

解析：（1）知道水吸收的熱量、水的溫度升高值（60 ℃）、水的比熱容，利用吸熱公式求水的質(zhì)量。水吸收的熱量：Q吸=cmΔt，即5.04×105 J=4.2×103 J/（kg·℃）×m×60 ℃，解得：m=2 kg。（2）水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以用水做汽車發(fā)動機(jī)的冷卻劑。

答案：2；汽車發(fā)動機(jī)里用水做冷卻劑。

點(diǎn)撥：該題第一問就是考查同學(xué)們對熱量公式的靈活運(yùn)用。計算時要注意物體溫度升高到（末溫）和升高了（Δt）的區(qū)別。