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第十三章
第2节 内能
情景引入
玩具车的动能是怎么来的?
小车的动能是由弹簧的弹性势能转化而来的
实验探究
推动瓶塞的能量来自哪里?
水蒸气具有能量,这就是我们要研究的内能。
内能
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一、内能
运动的足球具有动能
分子在不停地运动,也具有动能
物体间相互作用而具有势能
分子间也存在相互作用的引力和斥力,分子也具有势能
一、内能
一、内能
内能
定义:构成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和。
单位:焦耳(J)。
冰山有内能吗?
因为所有的物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能。
一、内能
内能的大小
猜想:
内能大小可能与哪些因素有关?请说说你的猜想依据。
内能可能与温度有关,因为温度越高,分子运动越剧烈,分子动能越大,内能越大。
内能可能与质量有关,因为质量越大,物体所含分子数量越多。
内能的大小
温度相同大杯水的内能比小杯水的内能大
等量热水的内能比冷水的内能大
结论:
同一物体,温度越高,内能越多。
同种物质,相同温度,质量越大,内能越大。
物体的密度、温度、质量、体积和状态均不同,是无法比较内能大小的。
能量形式 内能 机械能
定义 物体内所有分子的动能与势能的总和 物体具有的动能和势能的总和
影响因素 物体的温度、质量、体积、存在的状态等 物体的质量、速度和高度
联系 一切物体都具有内能,但不一定都具有机械能
内能与机械能的异同点
物体内能的改变
2
二、物体内能的改变
你怎样让一段50 cm的铁丝温度升高呢?
1.用火焰加热 2. 太阳晒
3. 用手搓 4. 用手焐
5. 在地上摩擦 6. 用锤子不断敲击
7. 反复弯折 8. ……
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
(3)用手焐
(1)用手搓
(2)在地上摩擦
(3)用锤敲
(4)反复弯折
定义:使温度不同的物体相互接触,低温的物体温度升高,高温的物体温度降低,这个过程叫做热传递。
2.改变物体内能的方法——热传递
例:把刚煮熟的鸡蛋从开水中拿出放入冷水中,判断鸡蛋和水的内能的变化。
鸡蛋
内能减少
水
内能增加
2.改变物体内能的方法——热传递
高温物体
低温物体
转移
定义:使温度不同的物体相互接触,低温的物体温度升高,高温的物体温度降低,这个过程叫做热传递。
②原理:发生热传递时,高温物体放热,内能减少,温度降低;低温物体吸热,内能增加,温度升高。
条件:温度差
鸡蛋
内能减少
水
内能增加
2.改变物体内能的方法——热传递
高温物体
低温物体
转移
③实质:内能从一个物体转移到另一个物体。
热量
条件:温度差
热量
定义:在热传递中,传递能量的多少(Q)
单位:焦耳(J)。
物体吸收热量时内能增加,放出热量时内能减少。
内能反映的是热传递过程中内能的变化量,只能用“吸收”或“放出”描述,不能用“具有”或“含有”等词描述。
热传递中转移的是热量,不是温度。
思考与讨论
你能举出一些利用热传递改变物体内能的例子吗?
冬天利用热水袋取暖、
发烧时用冷毛巾给头部降温、
夏天把食物放入冰箱冷藏等。
2.改变物体内能的方法——做功
冬天经常搓手
从滑梯上滑下,裤子会发烫
做功可以改变物体的内能
2.改变物体内能的方法——做功
演示实验1
(1)描述实验现象。
(2)实验中硝化棉的作用是什么?
(3)实验中谁对谁做功?
硝化棉燃烧起来,是因为活塞压缩气体做功,使空气的内能增大,温度升高,达到硝化棉的燃点
对物体做功,物体的内能会增加
2.改变物体内能的方法——做功
演示实验2
(1)描述观察到的实验现象,此现象形成的原因是什么?
(2)瓶内放水的作用
(3)实验中谁对谁做功?
当塞子跳起来时,可以看到瓶内出现白雾,说明水蒸气液化成了小水珠。在这个过程中,气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小。
物体对外做功,物体的内能会减少
2.改变物体内能的方法——做功
做功改变内能的实质:机械能与内能的相互转化。
1
热传递
2
做功
改变内能的两种方法
吸热(物体从外界吸热)
放热(物体向外界放热)
内能增加
内能减少
对内(外界对物体做功)
对外(物体对外界做功)
内能增加
内能减少
能量的转移
能量的转化
思考与讨论
温度、内能和热量的不同点。
温度 状态量 物体温度升高,内能增加,不一定吸收热量 钻木取火、
摩擦生热
热量 过程量 物体吸收热量,温度不一定升高 晶体熔化、水沸腾
内能 状态量 物体内能增加,温度不一定升高 晶体熔化
物体内能增加,不一定吸收热量 钻木取火、
摩擦生热