13．2 内能
【学习目标】
1．了解内能的概念，能简单描述温度与内能的关系。
2．知道热传递可以改变物体的内能。
3．知道在热传递的过程中，所传递内能的多少叫热量，热量的单位是焦耳。
4．知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。
【重点难点】
1．了解内能的概念，知道温度与内能的关系。
2．改变内能的方法并能解释相关的现象。
学习内容一：内能
学习指导：阅读课本P7－P8文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．运动的物体具有动能，运动的分子也具有动能。物质的分子温度越高，分子运动得越快，分子具有的动能也越大。
2．分子间存在相互作用力，所以分子也具有势能，这种势能叫分子势能。
3．构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
4．内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。
【合作探究】 教师巡视辅导。
1．请学生演示实验：(展示图片)注意：实验有一定危险性，不要将瓶口对准人。
(1)在一个矿泉水瓶中装一些水，拧上瓶盖，不要拧太紧，用手挤压转动瓶子，轻推瓶盖，会看到什么现象？为什么会产生这种现象？试解释。
答：瓶塞会弹出去，是因为瓶内的空气对瓶塞做了功。
(2)瓶内的空气能对瓶盖做功，说明瓶内的空气具有能量，这种能量是一种什么能量，它与机械能有什么不同？
答：这种能量叫做内能。
2．阅读课本相关内容，弄清什么是内能。
答：运动的物体具有动能，运动的分子具有分子动能，弹性形变具有势能，互相吸引或排斥的分子具有分子势能。构成物体的所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
3．看书本图13.2－1与图13.2－2，想一想：运动的足球具有的动能，与足球内部分子运动具有的动能是一回事吗？
答：足球具有动能是由于足球做机械运动才具有的，是宏观上的；而分子的动能是分子热运动形成的，是微观上的，它们是不同形式的能。
4．回顾一下影响机械能的因素。想一想：内能受什么因素影响？
答：内能包括分子热运动具有的动能与分子间由于作用力而具有的势能两部分。温度越高，分子运动得越快，分子热运动的动能就越大；分子间的作用力也越大，分子间的势能越大。所以内能与温度有关。
5．是否一切物体都具有内能，在任何温度下的物体都具有内能？
答：一切物体都是由分子构成的，在任何温度下分子都在永不停息地做无规则的热运动，所以一切物体，在任何温度下都具有内能。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1．在绝对零度，分子也在不停地运动，只不过运动的速度较慢，所以一切物体在任何温度下都具有内能。温度越高，内能越大。
2．内能除了与温度有关，还与分子的数量有关。同样二杯温度相同的水，质量较大的那一杯具有的内能较多。
【即时练习】
小明发现静止在桌面上的茶杯里有自己未喝完的水。他想杯子静止在桌面上，那么杯内水的动能为零，可杯内水的内能是否也为零呢？
答：内能包括由于分子的热运动的动能和分子间的相互作用具有的势能的总和，杯子内的水没有进行机械运动，但在水的内部，水分子在不停地做无规则的热运动，水分子间由于存在分子间力的作用，还具有势能，所以杯内的水具有内能。
学习内容二：物体内能的改变。
学习指导：阅读课本P8－P9文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．改变物体内能的方式：做功、热传递。
2．在热传递的过程中，传递能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。
3．物体吸收热量，内能增加，放出热量，内能减少。
【合作探究】 教师巡视辅导。
1．动手做一做：在寒冷的冬天，手很冷，有那些取暖方式？
答：搓手、对手“哈气”
2．它们分别是怎么改变内能的？
答：搓手——对手做功； 对手“哈气”——热传递
3．看书本图13.2－4的第二个图，此人有什么感觉？为什么会这样？
答：他的臀部发热，因为在下滑的过程，要克服摩擦做功，臀部的内能增加，温度升高。
4．学生观察老师做关于图甲13.2－5的演示实验，会发生什么现象？
答 ：会看到火光
5．讨论并尝试解答。
答 ：向下压活塞，活塞对筒内的空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的着火点，开始燃烧，产生火光。
6．这个现象说明了什么？
答 ：这个现象说明，对物体做功，物体的内能增加，温度升高。
7．老师做关于图13.2－6的实验，观察会发生什么现象？这个现象说明了什么？讨论后回答。
答：瓶内有“白雾”产生。瓶内气体对瓶塞做功，内能减少，温度降低，瓶内水蒸汽遇冷液化，形成“白雾”。
这个现象说明，物体对外界做功，物体的内能减少，温度降低。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1．在发生热传递的过程中，热量从一个物体转移到另一个物体，温度高的物体放出热量，内能减少，温度降低，温度低的物体吸收热量，内能增加，温度增加。
2．热量只有在发生热传递的过程中才有意义，它是一个过程量。我们不能单纯地说一个物体具有多少热量，也不能说一个物体具有多少内能。
3．物体内能增加，温度不一定会升高。例如：冰在熔化过程中，要吸收热量，内能增加，但温度不变。
4．物体内能减少，温度不一定会降低。例如：水在结冰的过程，内能减少，但温度保持不变。
【即时练习】
完成课后习题、2、3、4题。
【当堂练习】见训练案基础部分
课件17张PPT。第13章 内能§13.2 内能理解热量的概念应注意以下三点：
(1)物体本身没有热量。不能说某个物体含有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。只有发生了热传递过程，有了能量(内能)的转移，才能讨论热量问题。
(2)热量是在热传递过程中，能量(内能)转移的数量。热传递的方向是能量(内能)从高温物体转移到低温物体或从同一物体的高温部分转移到低温部分，能量(内能)转移的多少叫热量。热量是一个过程量，它存在于热传递的过程中，离开热传递谈热量是没有意义的，所以我们不能说“某物体含有或具有多少热量”，只能说“吸收了多少热量或放出了多少热量”。
(3)热量的多少与物体能量(内能)的多少、物体温度的高低没有关系。易混点：内能与机械能
易混点辨析：内能与机械能是两种不同形式的能量。内能的多少与物体的温度和体积以及物体的质量和物态有关；而物体的机械能与物体的质量、速度、高度(或形变)有关。物体的内能与运动状态无关，具有机械能的物体同时一定具有内能，但具有内能的物体不一定同时具有机械能。【例】关于温度、热量和内能，以下说法正确的是( )
A．对物体加热，物体的温度一定升高
B．物体的温度越高，所含有的热量越多
C．物体的温度是0 ℃，其内能也是零
D．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递【解析】对物体加热，物体的温度不一定升高，如晶体熔化吸热但温度保持不变，A选项错误；热量是在热传递过程中传递的内能多少，它是一个过程量，不能说温度越高的物体，含有的热量越多，因此B选项错误；一切物体在任何情况下都有内能，C选项错误。答案：D1．构成物体的所有分子热运动的_______和分子_______的总和叫做物体的内能。由于分子无规则运动的速度跟______有关，因此物体的内能跟______有关，当温度升高时，物体的内能______。此外内能大小还跟物体的质量、状态等有关。
2．改变物体内能的方式有两种：______和______。二者在改变物体的内能上是______的。动能势能温度温度增大做功热传递等效知识点1 内能的概念1．下面的几幅图运用了______的方法说明分子也具有动能和势能。类比2．南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是－25 ℃。如图所示，一天企鹅妈妈和小企鹅之间发生了一次有趣的对话，它们的部分说法如下，其中正确的是( )
A．小企鹅：妈妈，这么冷，我都没温度了
B．企鹅妈妈：不对，是没有内能
C．小企鹅：冰天雪地的，可能连水蒸气都没有吧
D．企鹅妈妈：呵呵，水蒸气肯定有，因为冰可以升华呀D3．四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列判断正确的是( )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．丁杯中水的内能最大D知识点2 改变内能的方法4．夏季，在高速公路服务区内，一些重型汽车停在有水的坑里，这是因为汽车在高速行驶过程中，通过______________方式增加轮胎的内能，使轮胎的温度________；轮胎停在水中，通过________方式减少内能，降低温度，以保行车安全。做功(摩擦)升高热传递5．(2014，北京)下列实例中，通过做功的方式改变物体内能的是( )
A．用锯条锯木头，锯条温度升高
B．向饮料中加冰块，饮料温度降低
C．寒冬，用热水袋暖手，手感到温暖
D．盛夏，日光曝晒路面，路面温度升高A6.(2014，广东)关于温度、内能、热量和做功，下列说法正确的是( )
A．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
B．0 ℃的冰没有内能
C．做功可以改变物体的内能
D．物体放出热量时，温度一定降低C7．生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“天气很热”的“热”是指______高；“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指______增加。8．(2014，吉林)如图所示，用打气筒给气球打气。经测量发现气球表面温度升高，这一现象说明对气体______，气体内能增大。气球在下落过程中，它的重力势能将______。温度内能做功减小9．分别在冷水和热水中同时注入一滴墨水，5 s后的现象如图所示，该现象说明( )
A．只有热水的分子在做热运动
B．热水有内能，冷水没有内能
C．温度越高，分子运动越剧烈
D．扩散只能在液体中发生，不能在气体、固体中发生10．相同质量的0 ℃的冰、0 ℃的水和0 ℃的水蒸气中，它们的内能( )
A．一样大
B．冰的内能最大，水蒸气内能最小
C．水的内能最大，冰的内能最小
D．水蒸气内能最大，冰的内能最小CD11．如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精，塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现，下列关于该实验的分析错误的是( )
A．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功
B．往瓶内打气时，瓶内气体内能变小
C．瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低
D．瓶塞跳出时，瓶内气体对瓶塞做功B12．(多选题)如图所示，一个管壁很厚的玻璃管中，用活塞密封着一定质量的气体。在快速向下压活塞的过程中，玻璃管内的气体( )
A．密度不变
B．温度升高
C．分子热运动变缓
D．内能增大13．(易错题)关于物体的内能，下列说法正确的是( )
A．温度为0 ℃的物体没有内能
B．物体内能增加，一定是通过外界对物体做功
C．正在沸腾的水吸收热量，温度增加，内能不变
D．在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少BDD 14.(2014，烟台)请你利用学过的物理知识解释两位同学的取暖方式(如图所示)有何不同。答：“哈气”是通过热传递的方式使手的内能增加，温度升高；“搓手”是通过克服摩擦做功的方式使手的内能增加，温度升高。15．阅读下列短文。
内能
内能是指物体内部所包含的总能量。包括分子的动能(即分子无规则热运动的动能)、分子的势能(即分子间相互作用的能)、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等。在热学中，由于在热运动中上述后三项能量不发生变化，所以内能一般指前两项。由于分子的动能跟温度有关，分子的势能跟分子间的距离有关，所以物体的内能跟温度、体积都有关系。请回答下列问题：
(1)慢慢压缩针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？
_______________________。
(2)加热针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？
___________________。
(3)金属块在受热膨胀时，金属块内能中哪些部分发生变化？
___________________________。答：分子势能答：分子动能答：分子动能和分子势能
