第5节 物体的内能

《第5节 物体的内能》习题
一、选择题
1．在相同条件下，气体比液体容易压缩，主要是由于（ ）
A、气体分子之间有较大的间隙，而液体分子之间根本没有间隙
B、气体分子之间的引力作用比液体分子之间的引力作用大得多
C、气体分子之间的空隙较大而液体分子之间的空隙非常小
D、气体分子之间的空隙较小，而液体分子之间的空隙较大
2．燃烧甲、乙两种燃料，甲放出的热量比乙多，则（ ）
A、甲的质量一定大 B、甲的热值一定大
C、甲的比热容一定大 D、条件不足无法判断
3．下面现象中，属于内能转化为机械能的现象是（ ）
A、两决块相互摩擦，冰块熔化 B、水蒸汽推动活塞做功
C、压缩气体，温度升高 D、用太阳灶烧水
4．下列各种现象中，可以说明分子之间存在斥力的是（ ）
A、气体容易被压缩 B、铁棒折断后很难再合成整本
C、气体会无限地扩散 D、固体、液体很难被压缩
5．从能转化的观点来看，摩擦生热的现象是（ ）
A、机械能转化为内能 B、内能转化为机械能
C、化学能转化为内能 D、内能转化为动能
6．有关物质的比热容，下列说法中正确的是（ ）
A、比热容跟物体的质量有关，质量越大，比热容越小
B、比热容跟物体的温度有关，温度越高，比热容越大
C、比热容跟物体吸收或放出的热量有关
D、比热容是物质本身的一种特性，与物体的温度、质量都无关
7．在下列几种情况中，比热容会发生变化的是（ ）
A、20℃的水变成4℃的水 B、一块钢板压制成钢锅
C、水结成冰 D、把开水倒入冷水中
8.跳伞员在空中张伞后匀速下落时,下列说法中正确的是（ ）
A.动能变大 B.势能变大 C.动能不变 D.机械能不变
二、填空题
1.能的转化和守恒定律的内容是：能量既__________，也__________，它只会从一种形式__________形式，或者从一个物体__________到另一个物体，而能的总量__________。
2.当分子间相距为r时，分子引力与斥力相等。当分子间距离小于r时，__________力主要作用，当分子间距离大于r时，__________力起主要作用，当分子间距离大于__________时，分子间作用力可以忽略不计。
3.燃料的燃烧是一种__________变化；在燃烧过程中，燃料的__________能转化为__________能。
4.煤和石油在燃烧时生成的气体中含有二氧化碳、氮氧化物等，燃料的不完全燃料还会产生粉尘和一氧化碳，这些__________和__________排放到大气中，污染了大气。
5.在蒸汽机、汽油机和柴油机中，效率最低的是_____，效率是最高的是_____。
6.在受太阳照射条件相同时，沿海地区比内陆地区温度变化小，这是因为水与干沙土相比__________的__________较大。
7.火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，前者是用__________的方法使火柴燃烧，后者是用__________的方法使火柴燃烧，两种方法都可以改变火柴的内能。
《第5节 物体的内能》习题
一、选择题
1．水电站的水从高处流向低处的过程中（ ）
A.重力势能不变，动能增加 B.重力势能减小，动能增加
C.重力势能增加，动能减小 D.重力势能增加，动能不变
2．正在空中飞行的飞机（ ）
A.势能为零，动能不为零 B.势能不为零，动能为零
C.势能和动能均为零 D.势能和动能均不为零
3．一滴红墨水在清水中一段时间后,整杯水变红了则正确的是（ ）
A.0℃的水就不会有这种现象 B.这叫扩散只发生在液体中
C.这叫扩散,它说明分子在永不停地运动 D.温度越低扩散进行得越快
4．液体和固体很难被压缩的原因是（ ）
A.分子间的有相互作用力 B.分子间有相互排斥的力
C.分子间没有空隙 D.以上说法都不对
5．关于能量转化说法正确的是（ ）
A.砂轮磨刀有内能转化为动能
B.陨石进入大气层成为流星时内能转化为机械能
C.壶中水沸腾时壶盖跳动是水的动能转化为壶的动能
D.给自行车打气气筒发热机械能转化为内能
6．关于物体内能的改变，下列正确的是（ ）
A.物体对外做功物体内能减少 B.物体吸收热量物体内能一定减小
C.对物体做功时，物体内能一定减少 D.物体放热时，物体内能一定增加
7．将一小球竖直向上抛出忽略空气阻力，小球上升过程中（ ）
A.动能保持不变,势能不断增加 B.动能不断减小,势能不断增加
C.机械能不断减小 D.机械能保持不变
8．下列各个运动过程中，属于动能转化为势能的是 （ ）
A.从空中匀速下降的跳伞运动员 B.向上抛出的小石块
C.拧紧的钟表发条带动指针走动 D.滚摆急速下落
9．在下列现象中，通过做机械功来改变物体内能的是（ ）
A.利用电炉把水烧开 B.冬天里两手互相摩擦使手暖和
C.冬天天气寒冷时要生火取暖 D.用电焊机焊接金属使金属熔化
二、填空题
1．水的比热是4.2×103焦/（千克·℃），它的意思是指质量1千克的水，温度________时__________是4.2×103焦耳。
2．热水和冷水混合时，______水放出热量，一直到热水与冷水的________相同时为止。
3．物体的温度升高，表明物体的内能_________,物体内大量分子无规则运动的速度__________（填“变”“增大”或“减小”）。
4．现有质量和初温都相等的铝块、铁块和铜块,其比热C铝>C铁>C铜，它们吸收相等的热量后,末温最高是______块，末温最低的是______块。
5．物体内部所有分子做无规则运动的动能和___________的总和,叫做物体的______能
6．“八月桂花遍地开”时很远就能闻到桂花的芳香,这是一种______现象，说明__________。
7．改变物体内能的两种方式是__________和_________。但其实质不同，__________是物体之间内能的转移，而___________是实现内能与其他形式的能的转变。
8．火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，前者是用___________的方法使火柴燃烧，后者是用___________的方法使它燃烧。
《第5节 物体的内能》教案
教学目标
1、了解内能的概念。
2、理解做功和热传递是改变内能的两种方法，知道做功和热传递过程中能量转化和转移的实质
3、知道热量的概念，知道功和热量都可以用来量度内能的变化。
4、知道热机的种类和热机中能量的转化。
教学重点
做功是改变物体内能的一种方法。
教学过程
引入：我们都知道，运动的物体具有动能，高处的物体具有势能，能够燃烧的物体具有化学能……这些宏观的物体都具有一定形式的能。那么，微观的粒子是否也有能量呢？
一、内能（热能）
视频：红墨水扩散（学生回顾以前所学的相关知识）。
教师：说明温度越高，粒子的无规则运动（热运动）越剧烈。
内能：物体内部大量做热运动的粒子所具有的能。
举例说明物体的内能，并强调它的特点。
一切物体都有内能，内能的大小与温度有关。温度越高，内能越大，0℃以下的冰也具有内能。
二、做功可以改变内能
引入：生活体会――冬天时手很冷，经常通过搓手以取暖；用锯条锯木板时，用手摸一下锯条，会觉得很烫；野外生存中取火的一种方法是钻木取火，等等。
1、演示实验：克服摩擦做功、压缩气体做功。
教师讲解：
（1）在摩擦生热的过程中，克服摩擦做了功，使物体的内能增大，温度升高；
（2）活塞压缩空气做功，使空气内能增大温度升高，达到棉花的燃点使棉花燃烧。（摩擦和压缩气体都可以说是对物体做了功）。
结论：对物体做功，可以使物体的内能增加。
2、演示实验：气体对外做功实验。
教师讲解：瓶内的气体推动瓶塞做功时，内能减少，温度降低,使水蒸气凝成小水滴。
结论：物体对外做功，本身的内能就会减少。
小结：从能的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。功可以用来度量内能改变的多少。
3、联系与应用。
（1）为什么气温随高度的增大而降低？
地面附近密度较小的空气吸收太阳辐射膨胀而上升，推挤周围空气对外做功，内能减小，温度降低；当上层气团因放出热量温度降低而下沉时，气团收缩，外界空气挤压气团，对气团做功，使气团的内能增大，温度升高。
（2）为什么用气筒给自行车打完气后，摸一下气筒外的外壁，会变热？
当我们给充足气的轮胎放气时，能看到在气门芯附近有一些小水珠，能解释这种现象产生的原因吗？
三、热传递可以改变内能
1、复习回顾：什么是热传递？它有哪几种形式？
热传递：使能量从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的现象。
传导――热量通过接触物体由高温部分向低温部分传递。
对流――通过液体或气体（流体）自身的流动由高温部分向低温部分传递。
辐射――热量不通过物体媒介，直接由高温物体发射到低温物体的传递。
2、演示实验：热传递可以改变内能。
教师提问：将会看到什么现象？小图钉为什么会掉下来？金属棒的内能为什么会增大？金属棒上各部分是不是同时达到相同的温度，为什么？
出示图片：采用冷敷降低体温。
结论：热传递可以改变物体的内能。热传递过程中传递的能量的多少叫热量，用Q表示，单位也是焦耳。
讨论：有一个装有铁屑的烧瓶，可以用什么方法使铁屑的内能增加？
小结：改变物体的内能有两种方法：做功和热传递。两种方法对改变物体的内能是等效的，但本质上有所区别。
四、比热容
比热容定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃所吸收（释放）的热量，叫做这种物质的比热容。比热容是物质的一种物理属性，强调单位的读法以及物理含义。
解释比热容表，同时列举一些物质的比热容。
提问：现在，同学们能解释为什么同一时刻走在沙子上和水中有不同的感受呢？ 问：你能根据比热容的概念说出当中有关的物理量吗？
板书：Q吸=cm（t-t0）、Q放=cm（t0-t）
例题分析，请你试着用刚学的公式进行计算。（找一位学生在黑板上计算）
想一想：烧一壶水所需的热量大于你计算得热量值，这是为什么？
问：什么是“海陆风”？海陆风是怎么形成的呢？评价学生回答，并作补充说明。
五、热机
1、热机的工作原理：
热机就是利用燃料燃烧放出的内能转化为机械能的机器。
例：蒸汽机、汽油机、柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机、燃气喷气发动、火箭喷气发动机等。下面介绍应用广泛的汽油机和柴油机的主要构造和工作过程。
2、汽油机（举例）
（1）构造：进气门，排气门，气缸，活塞，火花塞，曲轴，连杆。
（2）工作过程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。
做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。推动活塞向下运动，并通过连杆带运动曲轴转动。
排气冲程：进气门关闭排气门打开，活塞向上运动把废气排出气缸。注意：汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。
六、燃料的热值
燃料的热值
观察 “几种燃料的热值”表格，说明不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的，这个特性可以用热值表示，并给出定义和单位，并结合简单的例题会计算有关热值的习题。
课件29张PPT。物体的内能1、物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。内能的概念2、内能的单位：焦耳（J）。3、内能不是机械能。内能是自然界能量存在的一种形式 内能与机械能的区别与联系
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①内能是物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和；机械能是整个物体做机械运动时具有的动能和势能的总和。
②物体的内能与温度密切相关；物体的机械能与温度无关。
③物体的内能大小取决于物体的质量、体积和温度，一切物体在任何情况下都具有内能；物体的机械能大小取决于物体的质量，相对位置和速度，在一定条件下，机械能可能为零。
④机械能和内能可以相互转化。
一切物体在任何情况下都具有内能。物体的内能不会为零下列哪种情况内能比较大？为什么？内能的大小与什么因素有关 等质量的同种物质，温度越高，内能越大。同一物体，温度越高，内能越大。相同温度，同种物质质量越大，内能越大。水1、内能的大小与 和 有关。
越高， 越大，物体的内能就越大质量温度温度质量2、内能的大小还与物质的体积和物质状态有关。普通的一根铁丝，我们能通过哪些方法使它的温度升高？
（即：使它的内能增加） 改变内能的途径A、放在太阳下晒 B、在石头上摩擦
C、用力反复弯折 D、放在火上烧
E、用锤子敲打 F、放在手中捂
G、放在热水中烫A、放在太阳下晒
D、放在火上烧
F、放在手中捂
G、放在热水中烫热传递B、在石头上摩擦
C、用力反复弯折
E、用锤子敲打 做功结论：做功和热传递都能改变物体的内能。2、铁丝温度升高说明了什么？1、反复弯折铁丝时，谁对谁做功？3、能量如何转化？4、做功改变内能的实质人对铁丝做了功铁丝的内能增大消耗了机械能，获得了内能机械能转化为内能做功改变内能的实质2、气体发生了什么变化？说明了什么？1、试管塞冲出时，谁对谁做功？3、能量如何转化？气体对试管塞做了功气体液化，温度降低，内能减少消耗了内能，获得了机械能内能转化为机械能试管塞获得了机械能做功改变内能的实质做功改变内能的实质：
内能与机械能之间的转化A、对物体做功B、物体对外做功物体的内能增加物体的内能减少外部物体消耗了机械能机械能转化为内能外部物体获得了机械能内能转化为机械能高温热水放热内能减少低温铁丝吸热温度降低温度升高内能增加内能的转移将铁丝放在热水中热传递的条件：热传递方向：热传递的实质：传递的是内能，不是温度总结：做功和热传递对改变物体的内能是等效的。物理学中，把内能（热）从高温物体传向低温物体或从同一物体的高温部分传向低温部分的现象，叫做热传递。结 果：物体温度相同(热平衡)物体之间或者同一物体的
不同部分之间有温度差。 内能（热）从高温物体向低温物体转移或从同一物体的高温部分向低温部分转移热辐射热对流热传导特点物体内各部分的物质不移动物体内各部分物质之间要移动不需要介质三种方式铁锅热得烫手棉被被晒暖烧水水变热 古时钻木取火天冷了，搓搓手。哟！屁股好烫呀！太阳能热水器凸透镜点燃木柴炉子烧水 单位质量(1kg)的某种物质，温度升高１０C所吸收的热量叫做这种物质的比热容．符号：Ｃ比热容4.2×1044.2×103焦每千克摄氏度 质量为１千克的水温度升高 １０C 时吸收的热量是４.２χ１０３J物体温度升高，吸收热量；
物体温度降低，放出热量。 质量为１千克的水温度降低 １０C 时放出的热量是４.２χ１０３J 单位质量(1kg)的某种物质，温度升高或
降低１０C时，吸收或放出的热量叫做这种物质的比热容。查阅比热容表，你有什么发现吗？性质：比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。分析可得：１、水的比热容最大。
２、一般情况下，液体的比热容比固体大（水银例外）。
３、一般来说，物质不同其比热容不同。
４、物质的状态不同，其比热容不同。吸热公式：Q吸=cm(t-t0)放热公式：Q放=cm(t0-t)Q吸：物质吸收的热量 Q放：物质放出的热量
C: 物质的比热容 m：物体的质量
t0：物体原来的温度（初温）
t：物体后来的温度（末温）
Δt：变化的温度 Δt=t-to 热量的计算：（大的温度--小的温度）热机的种类： 蒸汽机内燃机喷气发动机火箭燃料的化学能 转化为内能，
内能转变成机械能水蒸气使机械获得动力。
工作原理汽油机的构造火花塞气缸进气门活塞连杆排气门曲轴燃料及其热值

1.燃料燃烧过程中的能量转化。
2.热值：定义、单位、物理意义。
（1）燃料的热值： _________________________________。
符号：____，单位：________________。气体燃料的热值单位：______________。
（2）干木柴的热值是1.2×l07焦物理意义是_________________________________。
完全燃烧2kg干木柴放出的热量是______。1千克干木柴完全燃烧时放出的热量是1.2×107J
J/kg(J/m3)指单位质量的某种物质完全燃烧所放出的热量。q
2.4×107课件4张PPT。做功改变内能做功改变物体内能搓手时手变热了滑下时摩擦发烫了钻木取火内能增加了试着描述和解释下面的现象：气体对外界做功，气体内能减少，温度降低。外界对气体做功，气体内能增加，温度升高。做功改变物体内能外界对物体做功物体内能增大物体温度升高物体对外做功物体内能减小自身温度降低做功的实质是：内能的转化。