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第十三章 内 能
第2节 内 能
目录
01
课程要求
02
知识点精讲
03
课堂巩固
课程要求
1. 理解什么是内能。
2. 掌握改变内能的两种方式并能用来解决简单的问题。
3. 知道内能与温度之间的关系。
知识点精讲
1. 分子动能:分子在不停地做________________,于是分子具有动能;温度越高,分子热运动的速度越______________,分子的动能就越________________。
2. 分子势能:分子间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分子也具有________________,这种势能叫做________________。
知识点1 内能
热运动
大
大
势能
分子势能
3. 内能:构成物体的所有分子,其热运动的________________与分子________________的总和,叫做物体的________________。单位:焦耳(J),各种形式能量的单位都是________________。
4. 一切物体,不论温度高低,都具有_____________。物体温度降低时内能____________,温度升高时内能________________。
动能
势能
内能
焦耳
内能
减少
增加
5. 影响物体内能大小的因素:物体的质量、温度、状态、物质的种类等。
注意:(1)内能指的是物体的内能,不是分子的内能,更不能说是个别分子或少数分子的能量,而是物体内部所有分子共同具有的分子动能和分子势能的总和。单纯考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。
(2)一切物体在任何情况下都具有内能。
(3)内能具有不可测量性,即不能准确知道一个物体内能的具体数值。
1. (1)如图13-2-1所示,图甲中运动着的篮球具有________________能,图丙中分子做无规则运动而具有的能叫做________________。
(2)图乙中弹簧形变时具有________________能,图丙中互相吸引或排斥的分子具有________________。
动
分子动能
弹性势
分子势能
2. 静止在地上的球没有动能,但_____________分子动能。若以地面为零势点,地面上的球____________势能,但________________分子势能;任何物体都______________内能,但不一定________________机械能。(均填“具有”或“不具有”)
具有
不具有
具有
具有
具有
3. 两个相同的杯子分别装满热水和冷水,________________水的内能大;同一温度下,一小瓶水和一大桶水,________________的内能大。
热
一大桶水
思路点拨:1. 不存在没有内能的物体,0 ℃的冰块也具有内能。同一物体,温度越高,内能越大;温度一定时,同种物质的质量越大,内能越大。
2. 内能大小跟分子的热运动和分子间相互作用有关,与物体是否做机械运动无关,机械能跟机械运动有关,故两者不是一回事。
知识点2 物体内能的改变
6. 发生热传递的条件是物体之间存在____________,热传递的方向是________________物体传到________________物体。
7. 在热传递过程中,__________________________叫做热量,热量的单位是________________,符号是________________。
温度差
高温
低温
传递能量的多少
焦耳
J
8. ________________改变物体的内能:如冬天用热水袋取暖,热水袋________________热量,其内能________________。
热传递
放出
减少
9. ________________改变物体的内能:如图13-2-2甲所示,当把活塞迅速压下去,玻璃筒内的硝化棉会燃烧起来,这是因为活塞压缩________________做功,使________________内能增大,温度升高,达到硝化棉的燃点;如图13-2-2乙所示,瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气,手推动注射器,瓶塞会跳起来,可以看到瓶内有________________出现,这是因为瓶内________________膨胀对上方的________________做功,内能减小,温度降低,
使水蒸气液化成小水滴。
做功
气体
气体
白雾
气体
塞子
4. 2021年9月16日神舟十二号返回舱进入大气层,与大气层摩擦产生高温形成火球进入黑障区(如图13-2-3)。下列改变内能的方式,与“火球”的形成不相同的是( )
A. 敷冰降温
B. 钻木取火
C. 搓手取暖
D. 擦燃火柴
A
5. 电影《长津湖》再现了1950年11月27日爆发的长津湖战役。影片中志愿军战士吃的熟土豆在-40 ℃的严寒中结冰变得和石头一样硬,必须用身体捂热变软之后才能吃。这里熟土豆结冰发生了________________(填物态变化名称)现象,“焐热”是用________________的方式改变了土豆的内能;土豆变软是冰发生了________________(填物态变化名称)现象,这个过程需要________________热,土豆的内能________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
凝固
热传递
熔化
吸
增大
思路点拨:改变内能的方式有做功和热传递。
(1)热传递是内能的转移:物体吸收热量时内能增加,放出热量时内能减少。
(2)做功是其他形式的能量(主要是机械能)与内能之间的相互转化:①外界对物体做功,物体内能增加,常见方式有搓手、压缩、摩擦、锻打、弯折等;②物体对外界做功,物体内能减少,常见方式是膨胀。
知识点3 温度、热量、内能的区别与联系
10. 温度、热量、内能的区别与联系:
物理量 温 度 热 量 内 能
定义 宏观上:表示物体的_____________程度。微观上:反映物体内部的大量分子做无规则运动时的________________ 在热传递过程中,传递____________的多少 构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
冷热
剧烈程度
能量
表述 能用“降低”“升高”“降低到”“升高到”“是”等表述,不能用“有无”或“传递”表述 能用“吸收”或“放出”等表述,不能用“具有”或“含有”表述 能用“有”“具有”“改变”“增加”“减少”等表述
单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)
关系 热传递(“吸收”或“放出”热量)可以改变物体的内能,使其内能增加或减少,但________________不一定改变,如晶体的熔化过程,晶体吸收热量,________________增加,但晶体的温度却保持不变
温度
内能
6.(2021宿迁)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 物体吸收了热量,温度一定升高
B. 温度高的物体含有热量多
C. 温度相同的物体,内能不一定相同
D. 物体内能增加,一定是从外界吸收了热量
C
7. 物理学中“热”的含义很多,有温度、热量、内能等,那么“加热”“熔化吸热”等中的“热”是指________________;“热水”“天气很热”等中的“热”是指________________;“太阳能集热箱”“摩擦生热”等中的“热”是指________________。
热量
温度
内能
思路点拨:1. 物体内能改变:可能是发生了热传递,也可能是有做功。
2. 物体吸收或放出热量后,温度不一定改变,如晶体熔化或凝固、水沸腾等过程。
课堂巩固
1. 如图13-2-4所示,关于水和煤油内能的大小,下列说法中正确的是( )
A. 甲容器中水的内能等于乙容器中水的内能
B. 甲容器中水的内能大于乙容器中水的内能
C. 丙容器中煤油的内能大于丁容器中煤油的内能
D. 丙容器中煤油的内能等于丁容器中煤油的内能
C
2.把正在熔化的冰拿到 0 ℃的房间里,冰不再熔化,这是
因为( )
A. 房间里的温度低,达不到熔点,所以冰不再继续熔化
B. 房间里的温度低于冰的温度,冰不能吸热,所以冰不再熔化
C. 房间里的温度与冰的温度都是 0 ℃,没有温度差,不进行热传递,所以冰不再熔化
D. 房间里的温度低于冰的温度,冰上的水开始凝固,所以冰不再熔化
C
3. 图13-2-5是某物体由液态变为固态的过程中,温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A. t4 时刻物体内能为零
B. t2、t3 时刻物体内能相等
C. t2 时刻物体内能比t3 小
D. t1 时刻物体分子动能比t2 时刻大
D
4. 用热水泡茶时,茶叶的温度升高,内能________________,这是通过________________的方式改变了茶叶的内能。
增大
热传递
5. 如图13-2-6所示,a 杯中的水量较少,b、c 杯中的水量相同,根据内能的知识,分析比较各杯中水的内能的大小。
(1)___________杯中水的内能最大,因为_____________________________________________。
(2)_____________两杯中水的内能不好比较,因为_______________________________________________。
c
c杯中水的质量比a杯的多,温度比b杯的高
a、b
a杯中水的质量比b杯的少,但温度又比b杯的高
谢 谢