(共28张PPT)
初中物理沪粤版(2024)九年级上册
第十二章 内能与热机
第1节 内能
【思考】装着开水的暖水瓶,有时瓶塞会弹起来。推动瓶塞的能量来自哪里?
1.根据分子动理论,用类比的方法建立内能的概念。
2.通过探究活动,认识改变物体内能的途径。了解热传递的三种形式。
现代生活已离不开汽车、火车、轮船、飞机等交通工具。你是否想过,驱动这些交通工具做功的能量是从哪里来的呢 原来,许多交通工具的能量来自于燃料燃烧时释放出的内能。那么,什么是内能呢
我们知道,物体是由大量分子组成的,分子在不停地做无规则运动,分子之间存在着相互的作用力。
知识点一:什么是内能
分子动理论
那么,分子有能量吗 有! 这可以用下图所示的类比来说明。
运动着的篮球具有动能
自由下落的苹果和地球互相吸引,具有势能
被压缩的弹簧的各部分互相排斥,具有势能
运动着的分子也具有动能
互相吸引的分子也具有势能
互相排斥的分子也具有势能
在物理学中,把物体内所有分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
内能的定义:
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。
一般来说,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。对于温度相同的、同种物质组成的物体,质量越大,内能就越多。
炽热的钨丝温度高达2500℃,它具有的内能比常温时多
液态空气的温度为-200℃,它具有的内能比常温时少
炙热的铁水有内能吗?
冰冷的冰山有内能吗?
具有内能
具有内能
一切物体,不论温度高低,都具有内能
想一想
观察下图,想一想: 可以通过几种方式来改变物体的内能
改变物体的内能有两种方式
知识点二:改变物体内能的方式
用钻头在金属块上钻孔时,钻头和金属块会发热。
1.这是通过做功来改变物体的内能.
在橙汁中放入冰块,温度会发生变化,即内能发生变化。
2.这是通过热传递来改变物体的内能
上述事例表明,做功和热传递都可以改变物体的内能。下面通过实验作进一步的探究。
活动1
用做功的方式改变物体的内能
观察图(a)、(b),并讨论下面的问题。
(1) 在图(a)中,快速来回搓动双手,手的温度升高,内能增加。这说明,通过_________的方式可以改变物体的内能。
(a)双手摩擦后,手的温度升高
做功
(2) 在图(b)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。你能用功和能的观点解释这个现象吗
(b) 压缩气体使
气体温度升高
因为活塞压缩空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到硝化棉的燃点,导致硝化棉燃烧。
活动2
用热传递的方式改变物体的内能
热传递有传导、对流和辐射三种方式。请讨论下面的问题。
(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
(a) 酒精灯燃烧时,热从金属条的一端传导至另一端,从而使水的温度升高,内能增加。
(b) 烧水时,热通过水的对流从壶底传向壶内各处,从而使水的温度升高,内能增加。
(c) 阳光向地球辐射太阳能,水吸收太阳能,从而温度升高,内能增加。
(2) 列举日常生活中通过热传递改变物体内能的事例。
例如:炒菜时,用火给炒锅加热;冬天坐在炉子边取暖;放在太阳光下晒被子。
【思考】热传递改变内能的实质是什么
转移
高温部分的内能
低温部分
(同一物体之间)
高温物体的内能
低温物体
(不同物体之间)
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。
转移
归纳与小结
综上所述,改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。
这两种方式对于改变物体的内能是等效的。
内能的单位与功的单位一样,也是焦(J)。
想一想
在一个小金属筒里盛些水,要使水的内能增加,你可以采取哪几种方式 说说你的实验方案。
做功和热传递;
A.用手握住小金属筒,过一段时间,水温升高;
B.用棍不停地在水里搅动,过一段时间,水温升高;
如果只知道水的温度升高,而没有看到改变内能的方式和过程,如何判断出是哪一种方式使水温升高
不能;热传递和做功在改变物体内能上是等效的。
想一想
物体的内能:
物体内所有分子动能与分子势能的总和
1.同一物体的温度越高,内能越大
2.同一物体的质量越高,内能越大
内能的特点
热传递
改变物体内能的方式
内能
做功
1.关于内能,下例说法中正确的是( )
A、物体的内能增大,一定是吸收了热量
B、物体的内能增大,一定是外界对它做了功
C、同一物体,温度越高,它的内能就越大
D、物体的机械能增加,它的内能一定增大
C
2.端午节煮粽子时,粽子内能的变化及其变化方式分别是( )
A.变小,热传递
B.变大,做功
C.变大,热传递
D.变小,做功
C
3.下例事例中,属于用热传递的方法改变内能的是( )
A、地球外的石块,坠入地球的大气层,成为流星
B、凉鸡蛋泡在热水中温度升高
C、两手相互摩擦,手心发热
D、锯木头时,锯条变得烫手
B
4.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