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第十二章 内能与热机
12.1 认识内能
目录
01
知识梳理
02
课堂演练
03
课堂检测
课程要求 1. 了解内能的概念
2. 知道做功的过程就是能量转化或转移的过程
课时重点 1. 理解内能的概念
2. 理解内能与温度的关系
3. 知道通过做功改变内能的方法
课时难点 理解内能的概念
知识梳理
1. 在物理学中,把物体内所有的__________与___________的总和叫做物体的内能。一切物体在_________________都有内能,内能的单位是________。
2. 一般来说,物体的温度越高,分子的无规则运动越________,内能就越________。内能还与________、体积有关。
知识点1:内能的概念
分子动能
分子势能
任何情况下
焦(J)
剧烈
多
质量
3. 做功改变内能的实质是________能与________能的相互转化;对物体做功是将________能转化为________能,物体对外做功是将________能转化为________能。
知识点2:用做功的方式改变物体的内能
内
机械
机械
内
内
机械
4. 热传递改变内能的实质是________能的相互转移;条件是两个物体存在________,热传递的方向是将________从_____________传到_______________。
5. 改变物体的内能有两种方式:________和____________。 这两种方式改变物体的内能是________的。
知识点3:用热传递的方式改变物体的内能
内
温度差
内能
高温物体
低温物体
做功
热传递
等效
课堂演练
知识点1:内能的概念
1.一杯水的温度由10 ℃上升到30 ℃,那么这杯水的( )
A.密度增大
B.内能增加
C.质量增加
D.分子无规则运动减慢
B
2.下列关于内能的说法中正确的是 ( )
A.静止的物体没有内能
B.0 ℃以下的物体没有内能
C.内能和机械能是同一种形式的能量
D.内能与物体的温度有关
D
3. 甲物体的温度比乙物体的温度高,则( )
A. 甲的内能比乙大
B. 甲物体中分子的无规则运动比乙物体的剧烈
C. 甲物体的机械能比乙物体的大
D. 甲物体的分子动能的总和比乙物体的大
B
4. 一杯0 ℃的水,下列的做法中,可以判断整杯水的内能比原来增大的是( )
①水结成了冰 ②倒出一部分水 ③倒入一部分0 ℃的水 ④水的温度升高到10 ℃
A. 只有①② B. 只有①
C. 只有③④ D. 只有②④
C
思路点拨:
内能是物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子势能的总和;温度升高,分子运动速度加快,所以分子动能会变大。同一物体,温度越高,内能越大;温度越低,内能越小。一切物体都有内能。
易错辨析:
不同物体的内能大小和物体的温度、质量、状态等因素有关。物体的内能与温度的关系,一定要强调“同一物体”这个前提条件,即同一物体,温度越高,内能越大。
知识点2:用做功的方式改变物体的内能
5. 如图12-1-1所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动活塞迅速冲出试管口,水蒸气在这个过程中( )
A.内能减少,温度不变,在试管口液化成小水滴
B.内能增加,温度降低,在试管口变成白色的热空气
C.内能增加,温度升高,在试管口变成白色的烟雾
D.内能减少,温度降低,在试管口液化成小水滴
D
6. 如图12-1-2所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉燃烧起来,这是因为活塞对筒内空气做功,使空气的内能________(填“增加”“不变”或“减少”),温度________(填“升高”“不变”或“降低”),达到硝化棉的着火点,硝化棉就燃烧。此实验说明_______________________________________。
增加
升高
做功可以改变物体的内能
7. 萧敏同学用锅煮汤,过了一段时间听到“噗—噗—噗”的响声,走近一看,发现水蒸气冲起了锅盖.她用学过的物理知识解释了这一现象:水蒸气对锅盖________,水蒸气的内能________,内能转化为锅盖的________。
做功
减少
机械能
思路点拨:
做功是改变物体内能的方式之一,做功的实质是能量转化的过程,即内能和机械能的相互转化。当物体对外做功时,内能转化为机械能;当对物体做功时,机械能转化为内能。
易错辨析:
分析做功时要弄清楚是“物体对外做功”还是“对物体做功”,两者能量的转化形式是不同的。
知识点3:用热传递的方式改变物体的内能
8. 热传递过程中传递的是( )
A.质量 B.密度 C.温度 D.内能
9. 下列所列举的事例中,属于热传递改变物体内能的是( )
A. 对试管加热,管内水温升高
B. 冬天搓手,手会变暖
C. 从滑梯滑下,臀部发热
D. 用砂轮磨刀,有火花迸出
D
A
10. 如图12-1-3所示,温度较低的金属汤勺放进热汤里,汤勺的温度要________,热汤的温度会________(前两空均填“升高”或“降低”),热汤的内能以________方式转移为汤勺的内能。
升高
降低
热传递
思路点拨:
热传递是改变物体内能的方式之一,热传递的实质是能量转移的过程。热传递发生的条件是存在温度差;当温度相同时,热传递停止。热传递和做功在改变内能上是等效的。热传递有传导、对流和辐射三种形式。
知识点4:内能与机械能(关联整合)
11. 在温度为0 ℃时,静止在桌面上的铁块( )
A. 只具有内能
B. 只具有机械能
C. 既具有机械能,又具有内能
D. 既没有机械能,又没有内能
C
12. 物体从粗糙的斜面滑下来,则( )
A. 机械能不变,内能不变
B. 机械能增加,内能不变
C. 机械能减少,内能减少
D. 机械能减少,内能增加
D
思路点拨:
内能与机械能的异同如下:
(1)内能和机械能的物理本质是一样的,机械能是宏观的物体运动,内能是组成物体的分子(或原子)的运动的总和。
(2)机械能包括物体的动能和势能,内能是物体内所有分子由于热运动而具有的分子动能与分子势能之和。
(3)机械能与物体的质量、运动速度、物体的位置、弹性形变程度有关,内能与物体的温度、质量、体积有关。
课堂检测
1. (3分)对于静止的石块来说,其具有的能量不可能等于零的是( )
A. 动能 B. 内能 C. 势能 D. 机械能
B
2. (3分)仔细观察图12-1-4中甲、乙、丙三杯水,下列说法正确的是( )
A. 甲杯中水的内能最大
B. 乙杯中水的内能最大
C. 丙杯中水的内能最大
D. 乙、丙两杯中水的内能一样大
C
3. (3分)下列事例中,通过做功的方式改变物体内能的是
( )
A. 用打气筒给轮胎充气,轮胎发热
B. 发烧时用冷毛巾给头部降温
C. 把蔬菜放入电冰箱内,蔬菜温度降低
D. 使用电暖器取暖
A
4. (3分)关于内能的说法正确的是( )
A. 温度为0 ℃的物体没有内能
B. 只要物体的温度不变,其内能就一定不变
C. 温度相等的1 kg和100 g的水内能相同
D. 在相同的物态下,同一物体温度降低,它的内能会减小
D
5. (3分)如图12-1-5所示的实验中,水蒸气会把软木塞冲出去,将水蒸气的________能转化成了软木塞的机械能。试管口的“白气”是水蒸气________(填物态变化名称)形成的________(填“液态”或“气态”)的水。
内
液化
液态
6. (4分)把图钉帽在课桌上来回摩擦几下后,图钉帽热得烫手,这是用________的方式改变了物体的内能;把瓶装水放在电冰箱里,一会儿变凉了,这是用________的方式改变了物体的内能。如图12-1-6所示,女孩呵气是通过________的方式取暖;男孩搓手是通过________的方式取暖。
做功
热传递
热传递
做功
7. (4分)如图12-1-7所示,将一根铁丝用手快速反复弯折,铁丝弯折处会发热,弯折越快、时间越长,铁丝弯折处分子运动越________,温度越高,这个实验说明_______可以改变物体的内能。同样将这根铁丝放在火中也可以使它发热,这是用________的方式改变物体的内能,这两种方式对于改变物体的内能是________的。
剧烈
做功
热传递
等效
8. (7分)如图12-1-8所示,在气缸A中密封有压缩空气,B是被销钉K锁住的活塞,活塞可以在气缸中左右移动,C是一个温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦,当把销钉拔出后,将看到的现象:
(1)活塞将向________(填“左”
或“右”)运动。
(2)温度计的示数将________。
(3)这一过程中________能转化成
_______能。
右
减小
内
机械