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第一节 物体的内能
第十三章 内能与热机
知识回顾
物体是由大量的____组成的;分子在不停地作无规则的 ;分子之间存在着___________ _。分子间存在 。
分子
运动
相互作用的引力和斥力
间隙
运动的物体具有动能,分子也在运动,那么处于热运动的分子是否具有动能呢?
受到地球吸引的物体若被举高,具有重力势能;分子与分子之间也有相互作用的力,分子之间是否也具有势能?
观察对比:
运动着的篮球具有动能
运动着的分子呢
结论:运动着的分子也有动能。
我在动,我也有动能!
分子作无规则运动而具有的能叫做分子动能。
结论:互相吸引的分子也具有势能!
石块因为和地球互相吸引具有势能
互相吸引的分子也有势能吗?
讨论:互相排斥的分子之间有没有势能
结论:互相排斥的分子也具有势能。
被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能。
由于分子间存在着相互作用力而具有的能叫做分子势能。
物体的内能
物理学中,我们把物体内所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
内能=分子动能+分子势能
内能是能量存在的一种形式。内能的国际单位是焦耳,符号为“J”。
炽热的火山有内能,那北极的冰山有没有内能
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。
一切物体都具有内能。内能不可能为零。
内能的相关因素
内能的大小跟物体的温度、质量、状态、材料、体积等有关;当物体温度升高时,内能会增大。
内能跟温度的关系
一个物体温度升高时
分子动能增大
它的分子运动速度加快
组成这个物体的所有分子的动能总和增加
它的内能就会增加
一个物体温度降低时
它的内能就会减少
2、比较静止在地面上的球和运动在空中的球所具有的机械能和内能?
1、内能与机械能是一回事吗?
内能的大小跟分子的热运动和分子间相互作用有关;机械能跟机械运动有关,故两者不是一回事。
静止在地面上的球没有机械能,运动在空中的球具有机械能;但无论在地上还是在空中,都具有内能。
机械能 内 能
不 同 点 产生原因
含义大小
影响因素
相同点
联 系
热运动
质量、速度、高度、弹性形变大小
温度、质量
都是能的形式,具有能的物体都能够对外做功。
机械能 = 动能+势能
机械运动
内能 = 分子动能
+分子势能
机械能可以为零
内能不可能为零
一个物体可以同时具有机械能和内能
机械能 内能
有一根铁丝,你能通过哪些方法使它的温度升高?(使它的内能增加)
A、放在太阳下晒 B、在石头上摩擦
C、放在热水中烫 D、放在火上烧
E、用锤子敲 F、放在手中捂
G、用力反复弯折;
A、放在太阳下晒
C、放在热水中烫
D、放在火上烧
F、放在手中捂
热传递
B、在石头上摩擦
E、用锤子敲
G、用力反复弯折
做功
改变内能的两种方式:做功和热传递
压缩空气做功,使空气的内能增大,温度升高。
(1)我们观察到的实验现象是: 。
(2)物体燃烧的条件是温度 ,达到着火点(燃点)
(3)迅速向下压活塞,空气的内能 ,
这是通过 的方式改变空气的内能?
棉花燃烧起来
升高
增大
做功
做功改变物体内能
1、做功的方式改变物体的内能
对物体(对内)做功,内能增加;
物体对外做功,内能减少。
2、做功过程中,是机械能与内能相互转化。
3、在做功过程中,内能改变的多少可用做功的多少来量度。
实例分析
做功的方式改变物体的内能
搓手时手变热了
滑下时摩擦发烫了
钻木取火
铁锅热得烫手
棉被被晒得暖乎乎的
热传递改变内能
热传递:温度不同的两个物体互相接触时,低温物体温度升高,高温物体温度降低,这个过程叫做热传递。
热传递的三种方式
(a)热传导 (b)热对流 (c)热辐射
1.方向:高温处传递到低温处
2.条件:具有温度差
3.终止:温度一致 4.实质:内能的转移
铁丝,吸收热量,内能增加;
热水,放出热量,内能减少。
1、热传递过程中,是内能的转移(而不是温度)。
2、在热传递过程中,内能改变的多少可用传递的热量来量度。
比如:将铁丝放在热水中,铁丝的温度会升高。
定义:物体在热传递过程中传递的内能的多少叫做热量,单位是焦耳,即焦(J)。
实验研究表明,1Kg水温度升高1℃要吸收热量4.2×103J,温度降低1℃要放出热量4.2×103J。
(Q)
热量
注意:热量是过程量,只能说:吸收热量、放出热量、传递热量,不能说含有热量、具有热量。
热传递 做功
区别
联系
都可改变内能,等效
内能的转移
机械能与内能的转化
能的形式没变
能的形式已改变
热传递与做功的比较:
单位:功、能、热量的单位都是焦耳。
1、若物体内能增加,是否一定是吸收了热量
2、若物体吸收热量,内能增加,温度是否一定升高