第十三章 熱和能
第一節(jié) 分子熱運動
1、擴散現(xiàn)象：
定義：不同物質(zhì)在相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象。
擴散現(xiàn)象說明：①一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動；②分子之間有間隙。
固體、液體、氣體都可以發(fā)生擴散現(xiàn)象，只是擴散的快慢不同，氣體間擴散速度最快，固體間擴散速度最慢。
汽化、升華等物態(tài)變化過程也屬于擴散現(xiàn)象。
擴散速度與溫度有關(guān)，溫度越高，分子無規(guī)則運動越劇烈，擴散越快。
由于分子的運動跟溫度有關(guān)，所以這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動。
2、分子間的作用力：
分子間相互作用的引力和斥力是同時存在的。
① 當分子間距離等于r0（r0=10-10m）時，分子間引力和斥力相等，合力為0，對外不顯力；
② 當分子間距離減小，小于r0時，分子間引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子間作用力表現(xiàn)為斥力；
③ 當分子間距離增大，大于r0時，分子間引力和斥力都減小，但斥力減小得更快，引力大于斥力，分子間作用力表現(xiàn)為引力；
④ 當分子間距離繼續(xù)增大，分子間作用力繼續(xù)減小，當分子間距離大于10 r0時，分子間作用力就變得十分微弱，可以忽略了。
第二節(jié) 內(nèi)能
1、內(nèi)能：
定義：物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。
任何物體在任何情況下都有內(nèi)能。
內(nèi)能的單位為焦耳（J）。
內(nèi)能具有不可測量性。
2、影響物體內(nèi)能大小的因素：
①溫度：在物體的質(zhì)量、材料、狀態(tài)相同時，物體的溫度升高，內(nèi)能增大，溫度降低，內(nèi)能減�。环粗�，物體的內(nèi)能增大，溫度卻不一定升高（例如晶體在熔化的過程中要不斷吸熱，內(nèi)能增大，而溫度卻保持不變），內(nèi)能減小，溫度也不一定降低（例如晶體在凝固的過程中要不斷放熱，內(nèi)能減小，而溫度卻保持不變）。
②質(zhì)量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時，物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大。
③材料：在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同。
④存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時，物體存在的狀態(tài)不同時，物體的內(nèi)能也可能不同。
3、改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。
①做功：
做功可以改變內(nèi)能：對物體做功物體內(nèi)能會增加（將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）。
物體對外做功物體內(nèi)能會減少（將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能）。
做功改變內(nèi)能的實質(zhì)：內(nèi)能和其他形式的能（主要是機械能）的相互轉(zhuǎn)化的過程。
如果僅通過做功改變內(nèi)能，可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。
②熱傳遞：
定義：熱傳遞是熱量從高溫物體傳到低溫物體或從同一物體的高溫部分傳到低溫部分的過程。
熱量：在熱傳遞過程中，傳遞內(nèi)能的多少叫做熱量。熱量的單位是焦耳。（熱量是變化量，只能說“吸收熱量”或“放出熱量”，不能說“含”、“有”熱量�！皞鬟f溫度”的說法也是錯的。）
熱傳遞過程中，高溫物體放出熱量，溫度降低，內(nèi)能減少；低溫物體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；
注意：
① 在熱傳遞過程中，是內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移，能的形式并未發(fā)生改變；
② 在熱傳遞過程中，若不計能量損失，則高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量；
③ 因為在熱傳遞過程中傳遞的是能量而不是溫度，所以在熱傳遞過程中，高溫物體降低的溫度不一定等于低溫物體升高的溫度；
④ 熱傳遞的條件：存在溫度差。如果沒有溫度差，就不會發(fā)生熱傳遞。
做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。
第三節(jié) 比熱容
1、比熱容：
定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃時吸收（或放出）的熱量。
比熱容用符號c表示，它的單位是焦每千克攝氏度，符號是J/(kg•℃)
比熱容是表示物體吸熱或放熱能力的物理量。
物理意義：水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg•℃)，物理意義為：1kg的水溫度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的熱量為4.2×103J。
比熱容是物質(zhì)的一種特性，比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。
水常用來調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大。
比較比熱容的方法：
①質(zhì)量相同，升高溫度相同，比較吸收熱量多少（加熱時間）：吸收熱量多，比熱容大。
②質(zhì)量相同，吸收熱量（加熱時間）相同，比較升高溫度：溫度升高慢，比熱容大。
第一節(jié) 分子熱運動
1、擴散現(xiàn)象：
定義：不同物質(zhì)在相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象。
擴散現(xiàn)象說明：①一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動；②分子之間有間隙。
固體、液體、氣體都可以發(fā)生擴散現(xiàn)象，只是擴散的快慢不同，氣體間擴散速度最快，固體間擴散速度最慢。
汽化、升華等物態(tài)變化過程也屬于擴散現(xiàn)象。
擴散速度與溫度有關(guān)，溫度越高，分子無規(guī)則運動越劇烈，擴散越快。
由于分子的運動跟溫度有關(guān)，所以這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動。
2、分子間的作用力：
分子間相互作用的引力和斥力是同時存在的。
① 當分子間距離等于r0（r0=10-10m）時，分子間引力和斥力相等，合力為0，對外不顯力；
② 當分子間距離減小，小于r0時，分子間引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子間作用力表現(xiàn)為斥力；
③ 當分子間距離增大，大于r0時，分子間引力和斥力都減小，但斥力減小得更快，引力大于斥力，分子間作用力表現(xiàn)為引力；
④ 當分子間距離繼續(xù)增大，分子間作用力繼續(xù)減小，當分子間距離大于10 r0時，分子間作用力就變得十分微弱，可以忽略了。
第二節(jié) 內(nèi)能
1、內(nèi)能：
定義：物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。
任何物體在任何情況下都有內(nèi)能。
內(nèi)能的單位為焦耳（J）。
內(nèi)能具有不可測量性。
2、影響物體內(nèi)能大小的因素：
①溫度：在物體的質(zhì)量、材料、狀態(tài)相同時，物體的溫度升高，內(nèi)能增大，溫度降低，內(nèi)能減�。环粗�，物體的內(nèi)能增大，溫度卻不一定升高（例如晶體在熔化的過程中要不斷吸熱，內(nèi)能增大，而溫度卻保持不變），內(nèi)能減小，溫度也不一定降低（例如晶體在凝固的過程中要不斷放熱，內(nèi)能減小，而溫度卻保持不變）。
②質(zhì)量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時，物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大。
③材料：在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同。
④存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時，物體存在的狀態(tài)不同時，物體的內(nèi)能也可能不同。
3、改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。
①做功：
做功可以改變內(nèi)能：對物體做功物體內(nèi)能會增加（將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）。
物體對外做功物體內(nèi)能會減少（將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能）。
做功改變內(nèi)能的實質(zhì)：內(nèi)能和其他形式的能（主要是機械能）的相互轉(zhuǎn)化的過程。
如果僅通過做功改變內(nèi)能，可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。
②熱傳遞：
定義：熱傳遞是熱量從高溫物體傳到低溫物體或從同一物體的高溫部分傳到低溫部分的過程。
熱量：在熱傳遞過程中，傳遞內(nèi)能的多少叫做熱量。熱量的單位是焦耳。（熱量是變化量，只能說“吸收熱量”或“放出熱量”，不能說“含”、“有”熱量�！皞鬟f溫度”的說法也是錯的。）
熱傳遞過程中，高溫物體放出熱量，溫度降低，內(nèi)能減少；低溫物體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；
注意：
① 在熱傳遞過程中，是內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移，能的形式并未發(fā)生改變；
② 在熱傳遞過程中，若不計能量損失，則高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量；
③ 因為在熱傳遞過程中傳遞的是能量而不是溫度，所以在熱傳遞過程中，高溫物體降低的溫度不一定等于低溫物體升高的溫度；
④ 熱傳遞的條件：存在溫度差。如果沒有溫度差，就不會發(fā)生熱傳遞。
做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。
第三節(jié) 比熱容
1、比熱容：
定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃時吸收（或放出）的熱量。
比熱容用符號c表示，它的單位是焦每千克攝氏度，符號是J/(kg•℃)
比熱容是表示物體吸熱或放熱能力的物理量。
物理意義：水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg•℃)，物理意義為：1kg的水溫度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的熱量為4.2×103J。
比熱容是物質(zhì)的一種特性，比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。
水常用來調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大。
比較比熱容的方法：
①質(zhì)量相同，升高溫度相同，比較吸收熱量多少（加熱時間）：吸收熱量多，比熱容大。
②質(zhì)量相同，吸收熱量（加熱時間）相同，比較升高溫度：溫度升高慢，比熱容大。
