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第十三章 内能
13.2 内能
物体由于运动而具有动能；物体内大量分子在永不停息的做无规则运动，分子间有动能吗？
空中飞行的足球具有动能。
分子运动具有动能吗？
一、内能
1.分子动能：分子由于做无规则运动而具有的能。
运动的物体具有动能
做热运动的分子具有分子动能
被拉伸的弹簧具有弹性势能
分子间有相互作用，分子间有势能吗？
弹簧由于被拉伸而具有弹性势能；物体内分子间也有相互作用力，分子间有势能吗？
一、内能
2.分子势能：分子由于相互作用力而具有的能。
被拉伸的弹簧具有弹性势能
分子间有相互作用，分子间有分子势能
（1）分子由于做热运动具有的能量叫分子动能。
（2）分子之间由于存在相互作用力而具有的能量叫分子势能。
一、内能
3.内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能。
4、内能与温度的关系：温度越高，分子无规则运动的速度越大，分子的动能越大，物体的内能变大，由此可知，内能与温度有关：温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。
一切物体都有内能！
因为分子运动是永不停息的，故一切物体都有内能且不可能为零。
一、内能
温度：由于分子动能与物体的温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，分子平均动能越大；
体积：由于分子势能是由于分子间的作用力产生的，而分子间作用力的大小取决于分子间距离，在宏观上体现为物体的体积；
质量：内能是所有分子的分子动能和分子势能的总和，所以内能和分子个数有关，分子个数在宏观上的体现为物体的质量。
5、影响物体内能大小的因素
一、内能
在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现
象，为什么？
结论：做功能改变物体的内能！
实验观察1
实验现象：硝化棉燃烧！
二、物体内能的改变
做功改变内能的本质：
机械能与内能的相互转化。
对水加热，水温度升高，内能增大。
结论：热传递能改变物体的内能！
实验观察2
二、物体内能的改变
在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。
※热量是物体内能转移多少的一种量度。
热传递中内能改变的量度是热量。
关于热传递：
热传递终止的条件（结果）
温度相同
热传递的条件
存在温度差
二、物体内能的改变
用温度更高的物体使铁丝温度升高
温度升高的过程，往往伴随着运动
热传递
做功
使铁丝温度升高
1．用火烧
2．太阳晒
4．用手焐
1．用手搓
2．在地上摩擦
3．用锤敲
4．反复弯折
改变物体内能的方法是做功和热传递！
思考：改变铁丝内能的方法有哪些？
二、物体内能的改变
外界对物体做功，或者物体从外界吸热，物体内能增加；
二、物体内能的改变
物体对外界做功，或者物体向外界放热，物体内能减少。
二、物体内能的改变
1．在下面 事例中，由于做功使物体内能减少的是 ，属于热传递使物体内能减少的是 （本题填序号）.（1）放在室内的热水温度逐渐降低；
（2）水蒸气将锅盖顶起；
（3）冬天，用“哈气”办法取暖；
（4）用打气筒打气，气筒壁发热.
（2）
（1）
课堂练习
2、下列说法正确的是（ ）
A．一切物体都具有内能
B．一定质量的物体，温度越高，内能越小
C．物体的内能增加，温度一定升高
D．物体的速度增加，内能一定增加
A
课堂练习
3、下列生活情境中，通过做功来改变物体内能的是（ ）
A．金属汤勺放在热汤中，温度升高
B．冬季人们常用热水袋取暖
C．食品放在冰箱中，温度降低
D．铁丝被反复弯折，弯折处发热
D
课堂练习
4. 下列实例中，通过热传递改变物体
内能的是（ ）
A．钻木取火
B．用热水给袋装牛奶加热
C．用“搓手”的方法取暖
D．用铁锤敲打铁丝，铁丝发热
B
课堂练习
课堂练习
5.下列四个实例中，说法正确的是（ ）
A．水烧开时，水蒸气顶起壶盖，使水蒸气的内能增加
B．冷天搓手取暖，是通过热传递的方式使手的内能增加
C．“酒香不怕巷子深”，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．电风扇吹风，人感到凉爽，是因为电风扇降低了空气的温度
C
课堂练习
6.关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ）
A．同一物体温度降低，它的内能一定减少
B．热传递是改变物体内能唯一的方法
C．温度为0℃的物体没有内能
D．温度相等的1kg水和1g水内能相同
A
你学会了什么？第13章 内能
第2节 内能
【目标】
1.了解内能的概念，简单描述温度和内能的关系。
2.对内能、温度、热量概念的理解。
3.知道改变物体的内能的方法。
4.知道热量的概念和单位。
【重点】
1.内能的概念，改变内能的两种方式。
2.内能、温度和热量的概念。
【难点】
1.对分子势能和分子动能的理解。
2.内能、温度和热量的概念
【自学反馈】
1.一切物质的分子都在不停地做＿＿＿＿＿＿＿＿，分子动能是 ，物体的温度越高，分子热运动的越＿＿＿，分子动能越＿＿＿。
2.分子间存在相互作用力，所以分子间还具有＿＿＿＿能。
3.物质内部＿＿分子热运动的＿＿能与分子＿＿＿＿能的总和，叫作物体的＿＿能。内能的单位是＿＿＿＿。一切物体，都具有 。
4.机械能与整个物体的＿＿＿＿＿＿有关，内能与物体内部分子的＿＿＿＿和分子间的＿＿＿＿有关，内能与机械能是不同一种形式的能。
5.使＿＿＿＿不同的物体相互接触，＿＿＿＿物体温度升高，＿＿＿＿物体温度降低，这个过程叫作热传递。物体间存在＿＿＿＿是发生热传递的条件，热传递一直进行到物体的温度＿＿＿＿为止。
6.热传递现象的实质是：＿＿＿＿从高温的物体传到了低温的物体或从同一物体的高温部分传向低温的部分。即是＿＿＿＿的转移。
7.空气被压缩时，内能＿＿＿＿，空气推动塞子时，内能＿＿＿＿，因此，＿＿＿＿可以改变物体的内能，对物体做功，物体的内能＿＿＿＿，物体对外做功，其内能＿＿＿＿。做功改变内能的实质是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
知识点一：内能
1.分子动能：分子在永不停息地做无规则运动，所以分子具有动能。
2.分子势能：分子间有相互作用力，所以分子具有势能。
如图，用两乒乓球与弹簧模拟两分子作用力。弹簧形变时具有势能，两分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。
弹簧处于原长时，弹簧弹性势能最小，类比于分子间距离在平衡位置r0（r0=10-10m），分子间势能最小。
当弹簧从原长被压缩，弹性势能增大。类比于分子间距离从r0减小，，分子势能增大；
当弹簧伸长到原长的过程，弹性势能减小。类比于分子间距离不断增大到r0，分子势能减小；
当弹簧从原长继续伸长，但没有超过弹簧的弹性限度，弹性势能增大。类比于分子间距离由r0增大，分子势能增大；
当弹簧伸长量超过了弹性限度，弹性势能几乎变为零。类比于分子间距离增大到无限远（如气体分子间距离），分子势能几乎为零；
3.由于构成物质的分子是做永不停息的无规则运动，所以分子动能不可能为零，所以物体的内能始终不可能为零。但是物体的机械能可以为零。
总结：物体中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。内能的单位是焦耳(J)。
特别提醒1：1个标准状态下气体分子间势能几乎为零，所以气体内能主要是分子动能。
特别提醒2：一切物体，都具有内能。一个确定的物体，分子总数是固定的，其内能大小由温度和体积决定（温度影响分子动能，体积影响分子势能）；如果物体不确定，那么其内能大小由质量、温度、体积、种类来决定（质量影响分子个数，温度影响分子动能，体积，种类影响分子势能）。
【典例】关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．北方的冬天当温度达到-20℃时，物体的内能为零
B．当分子间距离增大，分子间作用力增大，分子势能增大
C．温度相同的1kg氢气和1kg氧气的内能相等
D．静止的物体机械能为零，内能不为零
【变式练习1】下列热学现象中, 可能出现的现象是( )
A．物体温度升高, 它的内能一定增加
B．现在科学家可以用一定的技术手段使一个物体内的所有分子都停止运动
C．把酒精涂在温度计的玻璃泡上, 用扇子扇, 温度计的读数会降低
D．物体的运动速度越大, 物体内部分子运动的就越快, 因而物体的内能越大
【变式练习2】下列说法中, 错误的是( )
A．物体吸收了热量, 温度一定升高，分子动能一定增加
B．1个标准状态下的气体温度越高, 它的内能就越大
C．在花丛旁闻到浓郁的花香属于扩散现象
D．温度和质量都相同的两杯水具有的内能也相同
知识点二、物体内能的改变
1.做功和内能的改变
来回弯折铁丝，对铁丝做功，铁丝温度升高。对物体做功，物体的内能增加。
吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了！气球对气体做功，捡起时气球会发现它的嘴部温度
变低。物体对外做功，物体的内能变小。
特别提醒：做功改变物体内能本质是能量的转化。对物体做功，将其他形式能量转化为内能；物体对外做功，内能转化为其他形式能。
2.热传递和内能的改变
（1）当温度不同的两个物体接触，或同一物体的不同部位温度不同时，高温物体的内能减小，低温物体的内能增加。
（2）条件：存在温度差
（3）最终结果：直到温度相同。
（4）在热传递过程中，传递能量的多少，叫做热量。其单位是焦耳，符号是J。
（5）本质：能量的转移
特别提醒：做功和热传递的异同
1.相同点：（1）都能改变物体的内能。（2）改变物体内能是等效的。
2.不同点：（1）做功——能量转化；热传递——内能转移
（2）做功：内能变化量是通过做功多少来恒量。
特别提醒：温度、热量内能的区别与联系
（1）温度表示物体的冷热程度，从分子运动理论的观点来看，温度是分子热运动激烈程度的标志，对同一物体而言，温度只能说"是多少"或"达到多少"，不能说"有""没有"或"含有"等。
（2）内能是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。 内能只能说"有"，不能说"无"。只有当物体内能改变，并与做功或热传递相联系时，才有数量上的意义。
（3）热量是在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少，其实质是内能的变化量。热量跟热传递紧密相连，离开了热传递就无热量可言。对热量只能说"吸收多少"或"放出多少"，不能在热量名词前加"含有""有"或"没有"。
1.物体温度升高，内能会增大。物体内能增大，温度不一定升高。
联系
2.内能是状态量，热量是过程量。
1.温度是状态量，不能传递；内能是状态量，可传递。
区别
2.热量是过程量，只有在热传递过程中获得。
注意：状态量——是物体具有的； 过程量——不是物体具有的。
【典例1】冬天在室外用双手互相摩擦或者用嘴对着手呵气均可使手发热，前者是通过＿＿的方式增加了手的内能，将 能转化为 能；后者是通过＿＿＿＿的方式增加了手的内能， 将 转移给手。
【典例2】如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放入一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下，可使棉花＿＿＿＿，这是因为＿＿＿＿对＿＿＿做功，使＿＿＿＿＿＿的内能增加，温度升高，达到棉花的＿＿＿＿＿＿＿，使棉花燃烧。若将活塞缓慢压下去，＿＿＿＿（选填“能”或“不能”）看到此现象。
【典例3】在物理学中，“热”有热量、内能、温度等含义，请写出下面几种情形中“热”字的含义：
（1）这盆水很热：＿＿＿＿
（2）物体吸热升温：＿＿＿＿
（3）摩擦生热：＿＿＿＿
（4）温度不同的两个物体之间可以发生热传递：＿＿＿＿
（5）这杯水热得烫手：＿＿＿＿
【变式1】如图所示的四幅图中，不是利用做功方式来改变物体内能的是（ ）
【变式2】关于温度、热量、内能, 以下说法正确的是( )
A．物体内能增大, 它的温度可能不变 B．物体的温度越高, 所含的热量越多
C．水沸腾时继续吸热, 温度保持不变，内能不变 D．物体内能增加, 它一定吸收热量
【变式3】绝对零度，是热力学的最低温度，但只是理论上的下限值。热力学温标的单位是开尔文（K），绝对零度就是开尔文温标（简称开氏温度标，记为K）定义的零点。0K约等于零下273.15℃，也就是0K。在接近绝对零度的地方，分子的动能趋于一个固定值，绝对零度时，分子的能量并不为零，而是具有一个很小的数值。根据热力学第三定律，绝对零度永远无法达到，只可无限逼近。
问：假设能够让物体温度达到绝对零度，则物体的内能是否可以为零？请说出你的判断依据。
