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问:温度越高的物体其内能越大“这句话对吗?
答:从内能的定义及扩散现象可知,决定内能大小的一个主要因素是温度,但不仅仅只取决这个因素.既然内能是物质内部所有的分子动能和分子势能的总和,应该还与物质的分子数目、分子之间的相互作用力大小、分子间距等多个因素有关.因而在不同物体之间不易比较内能的大小.因此“温度越高的物体其内能越大”这种说法显然是不正确的.但对于同一物体而言,温度升高时,内能增大,温度降低时,内能减小.
问:你知道改变内能的两种方式吗?
答:改变内能的方式有做功和热传递两种.做功改变物体的内能可分为外界对物体做功和物体对外界做功两种情况,前者能使物体的内能增大,后者能使物体的内能减小.热传递改变物体的内能也要分吸收热量和放出热量两种情况,前者会使物体的内能增加,后者会使物体的内能减小.
问:怎样正确理解比热容的概念?
(1)比热容是为了研究热传递而引入的一个物理量,在物态保持不变时,物体吸热或放热后温度将发生改变,这种改变的大小与物体的质量,温度的改变量以及构成物体的物质本身都有关系,为了便于比较,我们自然会想到用相同的质量数,相同的温度改变量来讨论不同物质的这种特性,最简单的相同质量数便是单位质量,最简单的温度改变量便是l℃,所以比热容的定义为“单位质量的某种物质,温度升高(或降低)l℃时所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容”.
(2) 意义:反映条件相同的情况下,物质吸热本领的物理量.
(3) 单位:J/(kg·℃)读作焦每千克摄氏度.
(4)比热容表:各种物质的比热容可以在比热容表中查到,从表中可以看出,物质不同,比热容也不同,可见比热容是物质的特性之一.
问:为什么说比热容是物质本身的一种特性?
答:物质有许多特性,如已学过的密度等,所谓特性是物质所具有的,它具有不随外界条件的变化而变化的性质(即使有些变化也是很微小的).比热容是物质的一种特性,它不随物质吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化,也就是说,只要是相同的物质,不论其形状,质量,温度高低,放置地点如何,它的比热容一定是相同的.
寒冷的冬天,我们常用两手相搓或对手哈气的方法暖手,试分析其原因,并说明两种取暖方法在实质上有何不同?
相搓取暖是用做功的方式改变内能,其实质是机械能转化为内能;对手哈气是用热传递的方式改变物体内能,其实质是内能的转移.
放在热汤中的铁勺,勺把儿并没有在汤中,过一会儿也很烫手,这是为什么?
这是热传递的结果,勺头在热汤中,它的温度高,内能沿着勺子从勺头传递到勺把上,使勺把的内能增大,温度升高.
用锉刀锉铁块时,过一会儿锉刀和铁块的温度都会升高,这是为什么?
用锉刀锉铁块,克服摩擦做功,机械能转化为锉刀和铁块的内能,锉刀和铁块的内能都增加,温度都会升高.
用打气筒给自行车车胎打气,过一会筒壁会发热,试解释这种现象.
打气时,打气筒的活塞压缩空气做功,使空气的内能增大,筒壁温度升高而发热.
“神州号”宇宙飞船的表面层由耐高温材料做成,以防飞船从太空中返回地面的过程中产生的高温损坏飞船.请你想一想,为什么飞船在返回过程中温度会升高?
因为飞船丛太空返回地面过程中的速度很大,飞船表面与空气摩擦产生大量的热,从而使飞船表面的温度升高.
打好气的轮胎放置一段时间,使轮胎里外的温度一致.然后将轮胎放气,同时把温度计上的玻璃泡置于喷出的气流中,这时会看到温度计的示数逐渐减小,这是为什么?
因为轮胎放气的过程中,气体膨胀对外做功,内能减小,因此温度会降低.