(共23张PPT)
第1节 内能
第十二章 内能与热机
沪粤版(2024)九年级上册同步备课
观察实验现象,思考为什么橡皮塞被冲开了?
1.了解什么是内能及其单位。
2.知道影响内能大小的因素。
3.知道做功和热传递可以改变物体的内能。
结论:运动着的物体具有动能,运动着的分子也有动能。
1.分子动能:构成物质的分子在永不停息地做无规则运动而具有的能。
类 比
知识点一:物体的内能
运动着的篮球具有动能
运动着的分子也具有动能
类 比
2.分子势能:由于分子间存在着相互作用力,并有空隙而具有的能。
结论:由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分子也具有势能。
相互吸引或排斥的分子也具有势能
被拉伸(压缩)的弹簧的各部分互相吸引(排斥),具有势能
3.物体的内能
4. 对内能的理解
① 内能的单位也是焦耳(J)
北极的冰山
炽热的铁水
② 一切物体都具有内能
(不论温度高低)
物体内所有分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
注:物理学中把分子的这种无规则运动又叫做分子的热运动。
5.影响内能大小的因素
一杯水加热或常温
质量200g和质量100g的水
0℃的冰熔化成0℃的水
内能的多少与物体的温度、质量和状态等有关。
同一物体的温度越高,表明分子的无规则运动越剧烈,物体的内能
就越多;反之,同一物体的温度越低,内能就越少。
6. 内能与机械能的关系
联系
区别
二者都是能量,单位都是焦耳
机械能是宏观物体所具有的能量;
内能是物体内部微观分子所具有的能量。
(物体可以没有机械能,但是永远具有内能)
图1
图2
图1中,用钻头在金属块上钻孔时,钻头和金属块会发热,这是通过做功来改变物体的内能。
图2中,在橙汁中放冰块,温度会发生变化,即内能发生变化,这是通过热传递来改变物体的内能。
通过这两个例子,你知道了哪两种改变物体内能的方式?
知识点二:改变物体内能的方式
实验现象:
实验分析:
双手感觉发热
双手温度升高、内能增大
快速来回搓动双手对双手做功
在对双手做功的过程中,机械能转化为内能。
(1)如图所示,将双手快速来回搓动,你能感受到什么?并析其中原因。
实验结论:
活动1:用做功的方式改变物体的内能
(2) 在下面视频中,一个厚壁筒里放有一小团硝化棉,用力把活塞迅速向下压,棉花球会立即燃烧起来。观察现象并分析其中原因。
压缩空气
硝化棉燃烧
实验现象:
筒壁发热
实验分析:
向下压活塞
压缩气体做功
气体内能增大、温度升高
气体温度达到硝化棉的燃点,点燃硝化棉
活塞压缩气体做功的过程中,机械能转化为内能。
硝化棉
实验结论:
A.外界对物体做功
内能增加
B.物体对外界做功
温度升高
温度降低
内能减少
讨论:做功改变内能的实质是什么
机械能
内能
转化为
内能
机械能
转化为
如:气体膨胀
如:摩擦生热
内能和其他形式的能之间的转化
小结:做功改变物体内能
热传递的三种方式:热传导、对流、热辐射。
传导:热沿着物体传递叫做热传导。
对流:靠液体或者气体的流动来传递热的方式叫做对流。
辐射:热由物体向外发射出去叫做热辐射。
1.传导时,物体内各部分的物质不发生移动。
2.对流时,物体内各部分物之间会流动,对流主要发生在气体或液体中。
3.辐射不需要介质,如太阳的热辐射。
热
传
递
活动2
用热传递的方式改变物体的内能
高温
低温
热传导
对流
热辐射
(1)下图依次展示的的三种情况各是通过哪种方式改变物体(水)内能的
可知:用热传递的方式来改变物体的内能,就是一个物体的一部分内能转移到另一个物体,或者是内能从同一物体的高温部分转移到低温部分。
1.热传递:从高温物体传到低温物体,(或者从同一物体高温部分转移到低温部分)
2.热传递的条件:只要物体之间或同一物体的不同部分之间存 在温度差就会发生热传递,直到温度相同(即没有温差)为止。
3.热传递方向:高温物体 低温物体
4.热传递的结果:最终温度相同
5.热传递的实质:内能的转移
注意:热传递过程中,传递的是能量,而不是温度!
小结:热传递可以改变物体的内能
【练一练】在热传递过程中,物体吸热/放热后,内能会发生改变,但物体的温度一定会发生变化吗?
不一定。比如晶体在熔化时吸收热量,凝固时放出热量,虽然内能发生改变(分子势能改变),但温度保持不变。
方式 内能如何变化 能的种类是否变化 本质
热 传 递
做 功
做功和热传递的比较
物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少
对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,本身内能减少
内能的转移
内能和其他形式的能之间的转化
热传递和做功改变物体内能是等效的
不变
改变
定义:物体内所有分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能
单位:焦(J)
影响因素:温度、质量和状态等
物体的内能
热传递:
实质——
内能的转移
做功:
实质——
内能与其他形式的能之间的转化
改变内能的两种方式
内 能
1. 下列说法正确的是( )
A. 物体的温度降低,它的热量就减少
B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 物体的温度升高,其内能一定增加
D. 两个物体的温度相等,它们的内能一定相等
C
2. 关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的运动速度越大,具有的内能越多
B. 静止的物体没有动能也没有内能
C. 运动的物体有动能但没有内能
D. 火红的铁块具有内能,冰冷的冰块也具有内能,一切物体都具有内能
D
3.下列属于通过做功途径改变物体内能的是( )
A.在火炉上烧水,水温升高
B.感冒发烧,用冷毛巾敷额头
C.用气筒给轮胎打气,气筒壁发热
D.炎热的夏天,柏油路面温度升高
C
4.国家级非物质文化遗产逍遥胡辣汤走出家门,亮相“对口援疆19省市非物质文化遗产展”,赢得消费者一致好评。如图所示是享誉盛名的逍遥胡辣汤。下列说法正确的是( )
A.冬天,刚盛到碗里胡辣汤上面的“白气”是汽化产生的
B.胡辣汤温度越高,其分子无规则运动越剧烈
C.胡辣汤温度越高,所含热量越多
D.胡辣汤温度降低后,其内能保持不变
B