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吸收热量内能一定增加吗

吸收热量内能一定增加吗

2023-12-08 16:58 382浏览

内能是能量的一种形式,指物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。热量是指在热传递中传递内能的多少,是过程量。只有热传递产生,热量才出现。所以吸收热量内能一定增加吗,答案请看接下来的内容。

吸收热量内能一定增加吗

物体吸收热量,它的内能一定增加,但温度不一定升高。例如,晶体熔化、液体沸腾等过程中,物体吸收热量但温度保持不变。只有当物体没有发生物态变化时,吸收了热量,温度才会升高。

内能概念

构成物质的分子有质量,且在不停地做热运动,所以分子具有动能。温度越高,分子热运动的速度越大,它们的动能也就越大(所以我们可以用温度来衡量物体内所有分子动能的大小)。

分子之间存在引力和斥力,因此分子具有分子势能。单个分子不具有势能。

物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。内能单位是焦耳(J)。

一切物体,不论温度高低,都具有内能。

内能与温度的关系

物体的温度升高,内能一定增大;物体的内能增大,温度不一定升高。(如冰熔化时,吸收热量,内能增加,但温度不变)。

物体的温度降低,内能一定减小;物体的内能减小,温度不一定降低。(如水凝固时,放出热量,内能减少,但温度不变)。

相关例题

已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃),水的密度为1.0×103 kg/m3,请进行下列相关的计算(不计热量损失):

(1)若一太阳能热水器内装有体积为100 L、温度为20 ℃的水,阳光照射一天后,水温升高到80 ℃,则热水器内的水吸收的太阳能是多少焦耳?

(2)一把质量为250 g的钢刀,加热到560 ℃,然后在空气中自然冷却,室温为20 ℃,这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?若用这些热量给30 ℃、0.5 kg的水加热,水温大约可以上升多少摄氏度?升高到多少摄氏度?(温度保留整数)

解:(1)已知,水的体积:V=100 L=100 dm3=100×10-3 m3=0.1 m3

由ρ=m/V可得,水的质量为:m=ρV=1.0×103 kg/m3×0.1 m3=100 kg

水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(80 ℃-20 ℃)=2.52×107 J

(2)钢刀放出的热量:

Q放=c钢m钢Δt=0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃)= 6.21×104 J

由Q吸=Q放得,水上升的温度:

Δt′=Q放/(c水m水)= 6.21×104 J/(4.2×103 J/kg·℃×0.5 kg)≈30 ℃

水升高到的温度:t=Δt′+t0=30 ℃+30 ℃=60 ℃

答案解析:(1)题中说明水上升的温度,要求吸收的热量,用公式Q=cmΔt即可求出,但要注意题中给的是水的体积,应先根据m=ρV算出水的质量。

(2)钢刀放出的热量可由公式Q=cmΔt算出。假设这些热量全部被水吸收了,则可算出水上升的温度,从而算出水的末温。

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