热能与热平衡

Thermal Energy and Thermal Equilibrium

温度表示组成物质的粒子运动有多活跃。热水与冷水接触时，热从高温流向低温，一段时间后温度相同，达到热平衡。热量 Q 用质量、比热和温度变化的乘积 Q = mcΔt 计算，热平衡时失去的热等于得到的热。在本页可以改变温度和时间，观察粒子运动与达到热平衡的过程。

温度与粒子运动

🔥 直觉 — 越热越活跃

①物质由极小的粒子（分子）构成

②粒子一直在运动

③温度越高粒子运动越快

④温度 = 粒子运动的剧烈程度

温度50°C

热的传递与热平衡

↔️ 热从高温流向低温

①热水与冷水接触时

②热从高温→低温传递

③一段时间后温度相同

④这种状态称为'热平衡'

时间步0步

热能与热量

🌡️ 什么是热量(Q)？

①物体吸收或放出的热量

②单位: cal 或 J

③1 cal = 让1g水升温1°C所需的热

④1 cal ≈ 4.2 J

热量公式

Q = mcΔt

热量 = 质量 × 比热 × 温度变化

总结

热量

Q = mcΔt

Q (cal) = m (g) × c (cal/g·°C) × Δt (°C)

热平衡条件

Q_放出 = Q_吸收

失去的热 = 获得的热（处于热平衡）

单位换算

1 cal ≈ 4.2 J

卡与焦的关系

🎯 考试要点

①温度 = 粒子运动的剧烈程度

②热由高温→低温

③热平衡: 两物体温度相同

④Q = mcΔt（c越大ΔT越小）

⑤水的比热 = 1 cal/g·°C（大）

例题与单元测验

例题 1

要把100 g水的温度从20°C升高到30°C，需要多少cal的热量？（水的比热＝1 cal/g·°C）

热量 Q ＝质量(m) × 比热(c) × 温度变化(Δt)。

Q ＝ 100 g × 1 cal/g·°C × (30 − 20)°C ＝ 100 × 1 × 10 ＝ 1000 cal。

▸ 1000 cal（100 × 1 × 10）

比热越大，把温度升高相同度数所需的热量越多。

例题 2

把热水和冷水接触放置，过一段时间两者温度变得相同。在这个过程中热向哪个方向移动？达到的状态叫什么？

热总是从高温物体移向低温物体。

一段时间后两个物体温度相同、热不再移动的状态叫热平衡。

▸ 热从高温 → 低温移动 / 温度相同的状态＝热平衡

热平衡时失去的热量与得到的热量相等（Q放出＝ Q吸收）。

单元测验

关于热能和热平衡的说法，正确的是？

①热会自发地从低温移向高温

②温度越高，粒子运动越慢

③热平衡状态下两个物体温度相同

④热量的单位是°C

⑤比热越大，温度变化越快

▸ ③ 热平衡状态下两个物体温度相同

热从高温移向低温（①错），温度越高粒子运动越快（②错）。

热量的单位是cal或J（④错），比热越大温度变化越慢（⑤错）。热平衡时两个物体温度相同（③对）。