内能与热量的理解与应用
作者：郑向华
来源：《中学生数理化·学习研究》2017年第08期
物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和，叫物理的内能。做功与热传递是改变物体内能的两种方法，在热传递过程中被转移的内能叫热量。理解内能与热量的内涵与外延，是应用相关知识求解物理问题的基础。 一、规律方法总结
1.等效法：是科学研究常用的一种方法，物体的内能可以通过做功和热传递两种途径来改变，由于它们在改变物体内能上产生的效果相同，所以我们说做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
注意：做功过程是其他形式能与内能之间的转化，而热传递是内能的转移，能量的形式没有改变。 2. 类比法： 二、典型例题剖析
1.温度、内能、热量的区别与联系。
例1关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（）。 A.物体的温度越高，所含热量越多 B.温度高的物体，内能一定大 C.0℃的冰块，内能一定为零
D.温度相同的两物体间不会发生热传递
解析：热量是一个过程量，在热传递过程中被转移的内能才叫热量。因此，含有多少热量的说法是错误的。内能是指物体内部大量分子热运动时具有的分子动能和分子势能的总和，它的大小与温度有关，但不由温度唯一决定，即温度高的物体内能不一定大。0℃的物体，其内部分子仍在做热运动，它具有内能。热量从高温物体传向低温物体，等到两者温度相同时，达到热平衡，热传递结束。答案为D。
例2如图1所示，給试管里的水加热，沸腾后，水蒸气推动活塞使活塞迅速冲出管口，水蒸气膨胀做功，将（）。 图1
A.内能增加，温度升高，在试管口变成白色空气 B.内能减少，温度降低，在试管口液化成小水滴 C.内能增加，温度降低，在试管口液化成小水滴 D.内能减少，温度不变，在试管口液化成小水滴
解析：物体对外做功，本身内能减少，当试管中的水加热后，产生大量的水蒸气，水蒸气膨胀对活塞做功，使水蒸气内能减少，转化为活塞的机械能，所以活塞从管口冲出，水蒸气因对外做功而内能减少，温度降低，液化成小水滴。答案为B。 2.热传递发生的条件。 图2
例3如图2甲所示，把凉牛奶放在热水中加热，经过一段较长时间， 它们的温度随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法中正确是（）。 A.水和牛奶最后温度相同 B.水的温度变化比牛奶快 C.牛奶温度变化比水慢 D.①是牛奶温度变化图像
解析：凉牛奶放在热水中，经热传递后，凉牛奶温度升高，热水温度降低，直到温度相同为止，因此①是热水的温度变化，②是凉牛奶的温度变化，通过图像的变化曲线可判断，①的温度变化比②的温度变化慢。答案为A。 3.改变内能的两种方式及热量计算。
例4先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，1小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图3所示。此时烧瓶里的气体（认为是理想气体）（）。 图3
A.吸收热量，内能减小，对外做功 B.吸收热量，内能增大，对外做功
C.吸收热量，内能增大、减小都有可能，对气体做功 D.放出热量，内能增大，对外做功
解析：由于热水的温度较高，将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球吸收了热水的热量，温度升高，内能增大，体积增大，逐渐膨胀起来对外做功。答案为B。
例5受益于“西气东输”工程，天然气已在我国很多城市得到广泛使用，天然气的热值可高达8.0×107 J/m3，8.0 × 107 J/m3的物理意义是。使用天然气的公交车能够将天然气压缩至原体积的1300存储在钢瓶中作为车载燃料，从微观角度看，天然气容易被压缩是因为。 答案：完全燃烧1 m3天然气可以放出8.0×107 J/m3的热量气体分子间距离大（或分子力小）
4.热值的计算。
例6四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为：木柴约200 kg，烟煤约80 kg，液化石油气约30 kg，煤气约60 kg。这四种燃料中热值最高的是（）。 A.液化石油气B.煤气 C.烟煤D.木柴
解析：热值是燃料的一种特性，由它本身的因素决定，1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值。一个四口之家每月需要的热量基本确定，使用不同燃料放出的热量差不多，则可知使用燃料质量越小的，热值越高。答案为A。 作者单位：四川省成都经济技术开发区实验中学校
内能与热量的理解与应用
