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13.3 内能
装满开水的暖水瓶,有时瓶塞会弹起来。推动瓶塞的能量来自哪里?
内能
分子的能量
运动的足球具有动能
运动的分子具有动能
内能
分子的能量
构成物质的分子在不停地做热运动,温度越高,分子热运动的速度越大,它们的动能也就越大。
冷水 热水
内能
分子的能量
弹簧形变时具有势能
互相排斥和吸引的分子具有势能
分子势能
内能
内能
定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫作物体的内能。
单位:
焦耳(J)
各种形式能量的单位都是焦耳
内能
内能
内能与机械能的区别
足球由于离开地面而具有重力势能。
足球由于在空中飞行还具有动能。
空中运动的足球除了整体具有机械能,同时还具有内能。
内能
内能
内能与机械能的区别
机械能研究的是宏观物质,与整个物体的机械运动情况有关。
机械能
内能研究的是微观分子,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。
内能
内能是不同于机械能的
另一种形式的能。
内能
内能
对内能的理解
一切物体,不论温度高低,都具有内能。
炙热的铁水具有内能
冰冷的冰块,温度虽然低,但是其中的水分子仍然在做热运动,所以也具有内能。
内能
内能
内能的影响因素
同一物体的温度越高,内能越大;温度越低,内能越小。
内能
内能
内能的影响因素
温度相同的同种物体,质量越大,内能越大;质量越小,内能越小。
内能
内能
内能的影响因素
物体的内能还与物体的状态有关。
热传递和内能的改变
天然气燃烧的温度约为900℃
常温下的水约为20摄氏度
高温物体
低温物体
温度更高
放出热量
温度更低
吸收热量
内能减少
内能增加
热量
物体吸收或放出的热量越多,它的内能改变越大。
热传递和内能的改变
热传递可以改变物体的内能
冬天用热水袋取暖,人体逐渐感觉暖和,热水袋慢慢凉下来。
人轻度发热时用冷毛巾给头部降温,过一段时间后,毛巾温度升高,头部温度降低。
做功和内能的改变
为什么冬天人们经常搓手?
下滑时有什么感觉?
摩擦生热
这部分内能是从哪里来的呢?
做功和内能的改变
G
f
F支
v
摩擦时物体克服摩擦力做了功,这部分内能是克服摩擦力做功转化而来的。
做功和内能的改变
演示 做功改变空气的内能
1.如图甲所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉,把活塞迅速压下去,观察发生的现象。
2. 如图乙所示,在烧瓶内盛少量水,并盖紧瓶塞。向瓶内打气,当瓶塞跳起时,观察瓶内的变化。
在上述实验中,通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能?
做功和内能的改变
演示 做功改变空气的内能
做功和内能的改变
演示 做功改变空气的内能
【实验现象与实验结论】
在图甲所示的实验中,脱脂棉燃烧起来,是因为活塞压缩气体做功,使空气的内能增加,温度升高,达到脱脂棉的燃点。
做功和内能的改变
演示 做功改变空气的内能
【实验现象与实验结论】
在图乙所示的实验中,瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气;当瓶塞跳起时,可以看到瓶内出现白雾,说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。
在这个过程中,气体膨胀对外做功,内能减少,温度降低。
做功和内能的改变
做功改变内能的例子
搅拌让水温升高
捶打使铁块变热
做功可以改变物体的内能
做功和内能的改变
温度、热量与内能的区别
1. 热量是过程量;温度和内能是状态量。
2. 热量和内能的单位是焦耳(J),温度的单位是摄氏度(℃)。
3. 在描述温度时,只能说“是”“升高”“降低”;在描述热量时,只能说“吸收”或“放出”;在描述内能时,只能说“有”“具有”或“改变”。
温度升高
内能增加
吸收热量
不一定
(例:冰熔化)
不一定
(例:做功)
不一定
(例:冰熔化)
一定
(例:烧水)
不一定
(例:液体蒸发)
不一定
(例:做功)
做功和内能的改变
物体内能的变化
对一个物体加热或者做功,就是使能量“流入”了物体的内部,物体内能增加。
能量通过这种方式被储存起来。
反过来,物体也可以对外放热或者做功,从而释放内能。
物体
外界
加热或做功
放热或做功
1. “煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.热水暖手 B.钻木取火
C.搓手取暖 D.擦燃火柴
A
2.下列关于热量的说法中正确的是( )
A.一桶水比一杯水含有的热量多
B.物体温度越高,它的热量就越多
C.物体内能越多,它具有的热量就越多
D.热量等于热传递过程中物体内能的改变量
D
3. 下列实例中属于做功改变物体内能的是( )
A.图甲中,炉火烧水
B.图乙中,搓手取暖
C.图丙中,用暖手宝暖手
D.图丁中,热鸡蛋放在冷水中冷却
B
4. 在“航天日”主题活动中,小明用塑料瓶自制了“水火箭”(如图所示)。发射时,“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力,利用了物体间力的作用是________的;“水火箭”飞出后,瓶内气体温度降低,内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
相互
内能
演示 做功改变空气的内能
内能
分子的能量:分子动能与分子势能
做功和内能的改变
内能
温度、热量与内能的区别
热传递和内能的改变
热传递时物体内能的变化
热传递改变内能的例子
做功改变内能的例子
定义与单位
内能的影响因素
内能与机械能的区别