内能和比热容综合复习提高一
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《内能》全章复习与巩固(提高)【学习目标】1、了解分子动理论的初步知识;2、掌握内能、热量的概念,影响内能的因素,改变内能的途径;3、理解比热容的概念、单位、意义及其应用;4、会利用公式计算热量。
【知识网络】【要点梳理】要点一、分子热运动1、物质的构成:常见的物质是由及其微小的粒子分子、原子构成的。
2、分子热运动:(1)不同的物质在互相接触的过程中彼此进入对方的现象叫扩散。
(2)扩散现象表明,一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
(3)由于分子的无规则运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
3、分子之间存在引力和斥力:固体被压缩时,分子间的距离变小,作用力表现为斥力;当固体被拉伸时,分子间的距离变大,作用力表现为引力。
要点诠释:1、构成物质的分子和原子都很小,肉眼和光学显微镜都分辨不出它们。
通过电子显微镜可以观察到。
2、气体、液体、固体之间都能发生扩散现象,不同的物态之间的物体也能发生扩散。
3、分子间的引力和斥力是同时存在的,只是对外表现不同。
要点二、内能1、定义:物体内部大量分子做无规则运动所具有的能量叫分子动能。
由于分子之间有一定的距离,也有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能。
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能。
2、单位:焦耳,符号J3、影响内能大小的因素:质量、温度、体积、状态。
4、改变内能的方法:(1)热传递:热传递能量从高温物体传递到低温物体,低温物体内能增加,高温物体内能减少。
实质上热传递是内能在不同的物质内部转移的过程。
(2)做功:外界对物体做功,物体内能增加;物体对外界做功,物体内能减小。
要点诠释:1、一切物体都有内能,同一个物体,它的温度越高,内能越大。
物体内能的大小,除与温度有关外,还与物体的体积、状态、质量等因素有关。
2、热量:热传递中,传递的能量的多少叫热量。
即“热量”是一个过程量,只能说“吸收”或“释放”了热量,不能说物体含有热量。
微专题14-1 比热容、热值知识·解读一、比热容1、定义:一定质量的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,用符号c表示.2、物理意义:表示物质吸热或放热能力强弱的物理量.3、单位及符号:单位是焦每千克摄氏度, 符号是J/(kg·℃)4、理解:(1)比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与质量、体积、温度等无关.(2)质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容大的物质温度变化较小.(3)质量相同的不同物质,当温度的变化量相同时,比热容大的物质吸收或放出的热量多.5、水的比热容大的应用:调节气温(人工湖)、取暖(水做传热介质)、作冷却剂等.二、热量的计算:Q=cmΔt(1)吸热公式:Q吸=cm(t末-t初);(2)放热公式:Q放=cm(t初-t末)三、燃料的热值1、定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(或体积)之比,用符号q表示.2、物理意义:热值在数值上等于1kg(或m3)某种燃料完全燃烧放出的热量.3、特点:热值是燃料的一种属性.与其形状、体积、质量、是否充分燃烧无关,只与燃料的种类有关.4、利用热值计算热量(1)Q=mq;适用范围:固体,液体;q的单位是J/kg.(2)Q=qV;适用范围:气体;q的单位是J/m3.典例·解读类型一、比热容大小判断例1、两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。
用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则下列说法正确的是()A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量D.加热相同的时间,甲液体比乙液体温度升高得多例2、有两只温度和质量都相同的金属球A和金属球B,先将球A放入盛有热水的杯中,热平衡后水的温度降低了3℃;把球A取出,再将球B放这个杯中,热平衡后,水的温度又降低了3℃,则球A和球B的比热容大小关系为()A、球A大B、球B大C、一样大D、无法确定【答案】 B.【解析】可设球A和球B的质量为m,初温为t,比热容分别为c A、c B,水的质量为m水,初温为t0.若将A放入水中,A吸热,水放热,热平衡后,设混合温度为t1,依据Q吸=Q放,有c A m(t1-t)=c水m水(t0-t1);若将A取出,再讲B放入,B吸热,水放热,设热平衡后混合温度为t2,则:c B m(t2-t)=c水m水(t1-t2);∵t0-t1= t1-t2=3℃,又∵c A m(t1-t)= c B m(t2-t),且t1>t2,∴(t1-t)>(t2-t),故c A<c B.类型二、公式Q=cmΔt的应用条件例3、一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,它的吸放热情况是()A、吸热B、放热C、既不吸热也不放热D、不能确定【答案】 A.【解析】错解:C错因:公式Q=cmΔt只适用于物态不发生变化的情况下计算物体的吸热、放热的数值,对于物态变化(固态变为液态、液态变为气态)及气体吸放热情况下均不适用。
用心 爱心 专心1内能、比热及热传递计算复习巩固提高练习【例1】 已知1g 甲液体温度升高1℃需要2.1J 的热量,1g 乙液体温度升高1℃需要4.2J 的热量,1g 丙液体温度升高1℃需要2.8J 的热量.分别取甲、乙两种液体各60g ,以相同的热源加热,其温度与加热时间的关系如图所示.若取90g 的丙液体,以相同的热源加热,则其温度与加热时间的关系图像 ( )A .落在Ⅰ区B .落在Ⅱ区C .与甲重叠D .与乙重叠<分析> 根据已知条件可以分别确定三种液体的比热容:02.1J /kg C C =⋅甲(),04.2J /kg C C =⋅乙(), 02.8J /kg C C =⋅丙()结合题意和图像可知,用相同的热源加热相同的时间,即甲、丙吸收相同的热量,它们升高的温度关系由Q Q =甲丙,得90g 2.8260g 2.1t m c t m c ∆⨯===∆⨯甲丙丙丙甲甲 所以 2t t ∆=∆甲丙类似可找出乙和丙升温的关系:90g 2.8160g 4.2m c t t m c ∆⨯===∆⨯丙丙乙丙乙乙 所以 t t ∆=∆乙丙,即丙液体与乙液体升高的温度相同.<答案> D【例2】 (湖南长沙)有质量相同、比热容不同、温度不同的甲、乙、丙三种液体,甲的温度是44℃,乙的温度是32℃,丙的温度是24℃.如将甲和乙混合后,温度为36℃;如将乙和丙混合后,温度为30℃.问甲、丙混合后,温度将变为多少?<分析> 本题中一共进行了三次热交换,可写出三次热交换的热平衡方程式,由于甲、乙、丙质量相等,可找出甲、乙、丙的热容关系,通过解方程组即可求得甲、丙混合后的温度. 当甲、乙混合达到热平衡时,有Q Q 放吸=,即c m t c m t V V 甲甲乙乙=.得(4436)(3632)c m c m =甲乙--. 解得2c c =甲乙.当乙、丙混合达到热平衡时,有Q Q ''=吸放,即c m t c m t '=V V 乙乙丙丙. 得(3230)(3024)c m c m -=-乙丙,解得3c c =乙丙.设甲、丙混合后的最终温度为t ,有c m t c m t ''=V V 甲甲丙丙,(44)(24)c m t c m t -=-甲丙.③ 将12c c =甲乙和13c c =丙乙代入③式得11(44)(24)23c m t cm t -=-乙丙.解得t=36℃. 【例3】 已知金属铜与铁的比热容c c >铜铁,将质量和初温均相等的铁球和铜球放到冷水中,当它们放出相等的热量后再靠在一起,则热量会怎样传递?<分析> 根据Q cm t V =,即0Q cm t t -=(),我们可以得到0Qt t cm=-,c 越大,则t 越大(降低的温度Q cm 小),则t 大的球将会传热给t 小的球,即铁球将会传热给铜球.注意:是因为放热,t V 用0t t -;传递的是热不是温度,直到它们的温度相同为止.【例4】 有一堆潮湿的石子,它的比热容为31810J (kg C)./⨯⋅︒,干燥砂石的比热容为30.9210J kg C)/(⨯⋅︒,求:(1)砂石中水的含量(2)这堆砂石的密度(24ρ.ρ=砂水)<分析> (1)设这堆砂石的质量为M ,其中水的质量为m ,当吸热,温度变化时,有:cM t c (M m )(c m )t ⎡⎤=+⎣⎦V V 砂水-333181009210()4210.M .M m .m ⨯=⨯-+⨯,1126841m .%M == (2)质量为M 的砂石的体积m M m V ρρ-==石石石砂,137M Mρρ.ρV M m ===-石砂砂石注意:砂石体积并不因有水而变大,所以密度只会变大不会变小.用心 爱心 专心2【例5】 (武汉)现有20℃的凉水和80℃的热水可供任意选用,若某人需要50℃的温水洗澡该怎样办?若在配水的过程中没有热损失,且希望得到50kg 这样的温水,请你通过计算说明确切的配水方法.<分析> (1)当热水和凉水混合时,由于有温度差,因而会发生传热现象,热水的温度会降低,凉 水的温度会升高.取适当的凉水和热水混合,可得到50℃的温水.(2)取热水和凉水混合时,容器会吸热,同时也会向空气中散热,这些都称为热损失.题目中假定没有热损失,即意味着在混合过程中热水放出的热量全部被凉水吸收,有Q Q =吸放,设所需热水的质量为m 热,热水的初温0t =热80℃;所需凉水的质量为m 凉,凉水0t 凉=20℃,热水与凉水的混合质量为50kg m =,混合温度t =50℃. 由Q Q =吸放及质量关系可得()()00c m t t c m t t -=-水热热水凉凉 ①,m m m +=热凉 ②由①式得00502018050m t t m t t----热凉凉热===.结合②式得25kg m m ==热凉.即热水和凉水各取25kg 可得50kg 、50℃的温水.【例6】 现有70℃的热水50kg ,10℃的冷水50kg ,要配置成温度为36℃的温水,问最多能配置多少千克? <分析> 把这两种温度的水混合在一起后,热平衡温度在10℃-70℃之间,如果都混在一起,质量是100kg ,但温度不一定在36℃,所以应先确定36℃水中两种温度水的质量比,然后判断出哪种温度的水用得多.设需要热水1m ,需要冷水2m ,则:101202()()cm t t cm t t -=-,021201361013703617t t mm t t --===-- 由上式知道冷水用得多,所以:250kg m =,12131350kg 38.24kg 1717m m ==⨯=最多配置36℃的水的质量为:【例7】 将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,冷水的温度升高了10℃,又向容器内倒入同样的一杯热水,冷水的温度又升高了6℃,如果再向容器内倒入同样一杯热水,则冷水的温度可再升高多少度?<分析> 三次热平衡的过程,根据热平衡公式可以列出这三个热平衡公式,综合三式即可以解出:设容器内冷水的质量为1m ,初温度为01t ,每杯热水的质量为2m ,初温度为02t ,则.第一次把热水倒入冷水中有:()11202011cm t cm t t t ⎡⎤=-+⎣⎦V V()1202011010m m t t ⎡⎤=-+⎣⎦……①第二次把热水倒入冷水中有:()1222020112()c m m t cm t t t t ⎡⎤+=-++⎣⎦V V V()12202016()106m m m t t ⎡⎤+=-++⎣⎦……②有①式和②式解得:123m m =,0201()40t t -=℃……③ 第三次再把热水倒入冷水中: 把③式代入上式得:再升高的温度为:34t =V ℃【例8】 在一个密闭的容器中,若有3个分子在运动,则下列叙述正确的是( )A .3个分子没有机械能B .3个分子组成的物质具有内能C .3个分子组成的物质没有内能D .以上说法均不正确<解析> 因为分子在运动,所以有机械能,故A 错.物质内能是指大量分子的无规则运动,3个分子不是大量分子,所以它们的运动不是内能,故C 正确.本题应选C .【例9】 液体蒸发的快慢是由液体的温度、液体的表面积和液面空气流动的快慢来决定的,如何用分子运动和内能的有关知识来解释?<解析> 液体蒸发,实质上是液体内部速度较大的分子摆脱其他液体分子的吸引飞离液面的一种现象.如果液体温度越高,内能就越大,速度大的分子就越多,飞离液面的分子就越多,蒸发就越快.如果液体的表面积越大,在液面的分子就越多,飞离液面的分子就越多,蒸发就越快.跑出液面的分子若在液面附近运动,其中一部分又会回到液体中,如果液面上方空气流动越快,从液面跑出的分子就越快地被吹走,液面附近的蒸发出来的分子就越少,返回液体的分子就越少,离开液面分子比返回液体的分子就越多,蒸发就越快.【例10】对一个物体做功,这个物体的内能一定增加,对吗?<解析>做功可以改变一个物体的内能,那么怎样确定一个物体的内能是否改变呢?让一个铁块从外界吸热,即从外界得到内能,会测出铁块的温度变化了.所以一个物体的温度变化了,说明它的内能变化了.让一块0℃的冰从外界吸热,即从外界得到内能,会看到冰熔化成0℃的水,虽然温度没有变化,但这些0℃的水比原来0℃的冰的内能要大.所以一个物体的物态变化了,说明它的内能变化了.由内能的定义知:内能是指物体内部所有分子做规则运动的分子动能和分子势能的总和.如果一个物体的质量减少了,它内部分子的数目也减少了,那么它内部分子动能和分子势能的总和,即内能也随着减少了.所以一个物体的质量变化了,说明它的内能也变化了.综上所述,可以通过一个物体的温度、状态、质量来确定它的内能是否改变.对题中的问题来说,拿一段铁丝来回弯几下,用手摸弯折处,感觉温度比原来高了,说明弯折处的内能增加.如果要是把这一段铁丝从某一处慢慢提到一定高度,虽然外界对铁丝做了功,但铁丝的温度、状态、质量都没有发生变化,说明它的内能也没有变化.可见题中的说法是错误的.【例11】夏天开啤酒瓶盖时,会听到“嘭”的一声,瓶口有一股“白气”,这是为什么?<解析>打开啤酒瓶的一瞬间,瓶口上方气体膨胀对外做功,内能减少,温度降低,瓶口周围空气中的水蒸气因遇冷而液化成小水滴,这就是我们所看到的“白气”.【例12】用打气筒给自行车的车胎打气,过一会儿筒壁会热起来,解释此现象时,甲同学说:“这是由于活塞上下移动和筒壁摩擦,由于摩擦生热使筒壁温度升高引起的.”乙同学说:“这是由于活塞压缩筒内空气做功,使空气的内能增加,温度升高,又由于热传递筒壁也热起来.”他们俩谁说得对呢?<解析>筒壁热了,说明筒壁的温度升高,内能增加了.改变物体的内能有两种方式:做功和热传递.把一个物体放在比它的温度高的环境中,这个物体从外界吸热,它的内能就增加;把一个物体放在比它的温度低的环境中,这个物体就向外界放热,它的内能就减少.所以说热传递改变内能的本质是内能从一个物体转移到另一个物体.外界消耗某种形式的能对物体做功,如果把某种形式的能转化为内能,这个物体的内能就增加;物体对外界做功,如果是把物体的内能转化为别的形式的能,这个物体的内能就减少.所以说做功改变内能的本质是内能和其他形式能的相互转化.用打气筒打气时,活塞与筒壁摩擦可以生热;活塞压缩空气做功也可以生热.实际当中用手摸气筒时,感觉气筒的最下端热,活塞一般压不到这个位置.活塞跟气筒上下的摩擦次数是一样的,而气筒上下不一样热,说明由于摩擦使气筒发热不是主要原因.那么主要原因是活塞越往下压,对气筒内空气做功越多,消耗的机械能也越多,转化的内能也越多,气筒内空气温度就越高,由于热传递,气筒下部的温度也越高.所以乙同学的讲法是对的.【例13】如图所示,两个相同的球,甲用不传热的细线悬挂,乙放在不传热的水平面上,若使它们吸收相等的热量(且设它们都不向空间散热),那么,两球内能的增加量是()B.乙球多些C.一样多D.无法比较<解析>如果忽略其他因素,两球吸收热量后,温度升高,它们的内能增加是相同的.但吸热后两球将发生热膨胀,它们的体积增大,对于乙球来讲,它的重心要升高,也就是说它的总势能要增大,即乙球的机械能增大,而它机械能的增大必须由其他的能量转化而来,那么它只能是消耗其内能,转化为机械能.由此可见,乙球内能增加量要小于甲球.<答案> A用心爱心专心 3。
九年级上册内能(提升篇)(Word 版 含解析)一、初三物理 内能 易错压轴题(难)1.在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中。
(1)将适量碎冰放入试管中,利用水给冰加热,目的是______;(2)某时刻观察到温度计的示数如图甲所示,为______°C ;(3)图乙是根据所测数据绘制成的图象。
由图象可知,冰的熔化特点是:持续吸热、______;AB 和CD 两段图象的倾斜程度不同,原因是______;(4)若不计热量损失,物质在AB 和BC 两段吸收的热量分别为Q 1和Q 2,则12:Q Q =______。
【答案】使冰受热均匀 -4 温度不变 该物质状态不同时比热容不同 2:3【解析】【分析】【详解】(1)[1]将装有冰的试管放入水中加热,这是水浴法,这样冰的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度。
(2)[2]由图甲知,温度计的分度值是1°C ,此时是零下,液柱上表面对准了0°C 下面第4个小格处,读作−4°C 。
(3)[3]由图像知冰在熔化过程中持续吸热、温度不变。
[4]冰化成水质量不变,但比热容发生了变化,所以同样受热情况下,温度变化快慢不同。
(4)[5]因为同一加热装置,在相同的时间内吸收的热量相同,已知在AB 段时间为2min ,BC 段为3min ,则12:2:3Q Q2.为研究不同物质的吸热能力,某同学用两个完全相同的酒精灯,分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示.(1)根据图像,某同学认为:“加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,这说明甲吸收的热量多一些.”这位同学的判断是否正确?________请说明理由:______________________________;(2)要使甲、乙升高相同的温度,应给__________加热更长的时间;(3)如果已知甲的比热容是1.8×103J/(kg·℃),则乙的比热容是_________J/(kg·℃)。
2023年中考九年级物理第一轮提升练习:比热容一、单选题1.质量相同的铜块和铁块,吸收相同的热量后,将它们相互接触(C铜<C铁),则()A.它们之间不发生热传递B.热量由铜块传给铁块C.热量由铁块传给铜块D.无法确定热量如何传递2.关于热现象下列说法正确的是()A.100o C物体具有的内能一定比10o C的物体多B.热量总是从内能大的物体传到内能小的物体C.燃料的热值与燃料是否充分燃烧无关D.夏天地面洒水降温利用了水的比热容3.下列有关热现象的描述错误的是()A.春天早晨出现的雾是液化现象,这一过程要放热B.闻到桂花香是分子在不停地做无规则运动的结果C.汽车发动机常用水来降温,这是利用水比热容较大的特点D.冰箱里拿出的冰块在熔化过程中内能不变,温度升高4.小轿车已进入千家万户,以下关于小轿车的说法正确的是()A.座位上的安全带又宽又软是为了增大对人体的压强B.小轿车在启动之前就要系好安全带,这是为了防止惯性带来的危害C.小轿车倾斜的挡风玻璃,主要是为了让司机的像成像在正前方D.可用水来冷却小轿车的发动机主要是因为水容易获得5.汽车的发动机工作时需要散热,散热器里装的是用来冷却发动机的液体水,原因是水的()A.密度大B.比热容大C.内能大D.热值大6.下列说法正确的是()A.物体吸收热量,内能一定增加,温度一定升高B.温度高的物体分子运动剧烈,具有的热量多C.夏日,在阳光照射下地面温度高于海水表面温度,因为水的比热容较大D.固体分子之间的作用力比液体小7.下列现象不属于扩散的是()A.炒菜时香飘满屋B.长期堆煤的墙内部变黑C.踏水过河时水变浑D.水中加糖,整杯水变甜8.夏天,海边的昼夜温差小,这是因为水的比热容较大.下列现象中不是利用水的这一特性的是()A.汽车发动机的冷却循环系统用水做工作物质B.北方春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏C.炎热的夏天常常在教室的地面上洒水D.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温9.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列说法正确的是()A.A和B升高相同的温度,B吸收热量较多B.A的比热容与B的比热容之比为2∶3C.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多D.A的比热容与B的比热容之比为2∶110.下列说法中,正确的是()A.发生热传递时,温度从高温物体传递给低温物体B.一个物体的温度升高时,内能会增加C.温度高的物体一定比温度低的物体内能大D.暖器中用水做循环物质,是因为水的比热容较小11.下列有关热的说法中正确的是()A.任何温度计在读数时都不能离开被测物体B.用水作汽车冷却液,是因为水的比热容较大C.水往低处流,是因为分子在不停地运动D.晶体在熔化过程中温度不变,内能也不变12.下列说法中正确的是()A.由于水的比热容大,工厂里的冷却塔常用水作为冷却剂B.0℃的冰比0℃的水具有内能少C.锯木头时锯条会变热,是通过热传递的方式改变物体内能的D.用火炉烧水,水的温度升高,是通过做功的方式改变物体内能的二、填空题13.中国南海海底探明有大量的“可燃冰”,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的很大(选填“比热容”或“热值”);“汽车不但要吃油,同时也要喝水”,用水冷却发动机是因为水的比热容(选填“大“或”小“)。
第五讲 内能和比热容【知识梳理】1、物体内所有分子的 和 的总和叫内能,内能的大小与物体的 、 和 有关。
注意:所有物体都具有内能。
2、改变内能的两种方式: 和 。
(1)热传递⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧实质:结果:方向:前提:(2)热量: ,符号 ,单位 。
(3)注意:①固定搭配:“吸收、放出”热量;“具有、含有”内能。
②吸收(放出)热量,内能一定增大(减小),但温度不一定升高(降低)。
例如:晶体熔化(凝固).(4)做功⎩⎨⎧实质::结果 (5)注意:内能增加或减少,可能是热传递,也可能是做功。
3、比热容:符号 ,单位 ,读作 。
计算公式 。
比热容与 、 和 、 无关,只与 和 有关。
水的比热容最大。
4、探究“不同物质的吸热能力(比热容)”,以水和沙子为例:(1)控制水和沙子的 和 相同;(2)两种比较方法:方法一:加热时间相同,比较升高的温度;方法二:升高温度相同,比较加热时间。
(3)用相同的加热仪器目的是: 。
(4)结论:比热容小的物质吸热升温 (快还是慢)。
【针对练习】1.水的比热是4.2×103J/(kg·℃),它的意思是指质量1千克的水,温度____ ___时_____是4.2×103J 。
2.在下列几种情况中,比热容会发生变化的是( )A 、20℃的水变成4℃的水B 、一块钢板压制成钢锅C 、水结成冰D 、 把开水倒入冷水中3.下面说法中最能说明吸收的热量与物质的种类有关的是( )A. 烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多B. 把一壶水烧开比将其烧成温水需要的热量多D. 质量相等的水和铝块,升高相同的温度,吸收的热量不等45.有关物质的比热容,下列说法中正确的是()A、比热容跟物体的质量有关,质量越大,比热容越小B、比热容跟物体的温度有关,温度越高,比热容越大C、比热容跟物体吸收或放出的热量有关D、比热容是物质本身的一种特性,与物体的温度、质量都无关6.关于物体内能的改变,下列正确的是( )A.物体对外做功物体内能减少B.物体吸收热量物体内能一定减小C.对物体做功时,物体内能一定减少D.物体放热时,物体内能一定增加7.平时我们所说的“热”在不同情况下的含义也不同。