2 内能
火箭升空 火箭的能量来自哪里?
(一)内能的概念
1.物体由于______具有的能叫做动能。
2.物体由于 而具有的能叫做重力势能。
决定重力势能大小的因素:物体的_____和________。
3.物体由于 而具有的能叫做弹性势能。
决定弹性势能大小的因素 。
4.分子热运动的主要内容有哪些?
5.分子运动的快慢与什么有关?
运动
被举高
质量
所处的位置
发生弹性形变
弹性形变的大小
物体都由分子、原子组成,而一切物物质的分子都在不停地运动,且是无规则的运动。
温度
【观察对比】
1.运动的篮球具有动能,运动的分子具有动能吗?
分子作无规则运动而具有的能叫做分子动能
2.树上苹果由于地球的吸引而具有势能,分子间也存在相互吸引的力,分子具有势能吗?
互相吸引的分子具有势能
3.被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能,互相排斥的分子之间有没有势能?
互相排斥的分子也具有势能,所以由于分子间存在着相互作用力而具有的能叫做分子势能。
【讨论交流】
(1)一块铁由15℃升高到55℃内能是否发生变化?
(2)0℃的冰,温的火焰是否具有内能?
(3)根据以上两个问题,你可以得出什么结论?
结论:一切物体在任何情况下都有内能,物体的内能与物体温度有关,物体温度升高,内能增加。
【思维拓展】影响内能大小的因素还有哪些呢?
(1)1kg的铁块和一个100g的铁钉,温度都是15℃,它们的内能一样大吗?
(2)0℃的冰加热熔化变成0℃的水,它的内能一样大吗?
(3)根据以上两个问题,你可以得出什么结论?
1kg的铁块内部分子的个数多,所以它的内能大。
虽然它们的温度没有改变,但物质由固态变成液态,分子间的势能增大
物体的内能还与物体的质量、体积和状态有关
【思维拓展】内能和机械能是同一种形式的能吗?
内能是不同于机械能的另一种形式的能。
内能:分子具有的能;
与物体内分子的热运动及相互作用有关的能。
机械能:
物体作为整体所具有的能;
与物体机械运动有关的能。
(二)改变物体内能的方法
物体的内能与物体温度有关,物体温度发生变化,内能就会发生变化,那么如何改变物体的内能?
改变物体的温度。
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)
做功和热传递都能改变物体的内能
在我们的生活中哪些是通过做功改变物体内能的?
“摩擦生热”是通过做功的方式,把机械能转化为内能,使物体温度升高,内能增大
小试身手:
(1)擦燃火柴时,火柴的温度 ,内能 。这是通过 的方式 改变火柴的内能。
(2)将金属块在砂石上迅速地来回摩擦,金属块和砂石的温度 ,内能 ,这是通过 的方式改变物体的内能。
升高
增大
做功
升高
增大
做功
【演示实验一】压缩空气点火
(1)我们观察到的实验现象是: ;
(2)物体燃烧的条件是温度 ,达到着火点(燃点);
(3)迅速向下压活塞,空气的内能 ,这是通过 的方式改变空气的内能。
棉花燃烧
升高
增大
做功
【回归生活】在我们的生活中哪些是通过对物体做功改变内能的?
给自行车打气时,气筒底部比气筒壁的温度高;
空调压缩机压缩空气,使空气温度升高……。
【演示实验二】气体膨胀对外做功
当瓶塞跳飞出时,是 对_____做功, 的内能减少,温度降低,水蒸气遇冷, (填物态变化名称)成小液滴,于是就观察到“白雾”现象。
小结:物体对外做功,内能转化为机械能,物体的内能减少,温度降低
空气
瓶塞
空气
液化
【想一想】
生活中哪些地方是通过热传递的方式改变物体内能的呢?
热传递:是热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
(1)发生条件:存在温度差
发生热传递的唯一条件是存在温度差,与物体的状态,物体间是否接触都无关。
(2)实质:内能的转移
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。
(3)热量
热传递过程中,传递内能的多少叫做热量,用字母Q表示,单位:焦耳(J)。
【课外拓展】阅读“科学世界”部分——地球的温室效应。
一根铁丝要使它的温度升高,可以通过做功的方式,也可通过热传递的方式,所以:做功和热传递在改变内能上是等效的,做功的实质是能量之间的转化,热传递的实质是能量的转移。
【课堂小结】
1.下列关于内能的说法正确的是( )
A.温度为零的物体内能为零 B.机械能为零的物体,内能为零
C.温度高的物体,内能就一定大 D.物体温度升高,该物体的内能就增大
2.关于物体的内能,下列说法中正确的是( )
A.物体运动的越快,物体的内能越大
???B.物体举得越高,物体的内能越大
???C.温度为-40℃的冰块没有内能
???D.火箭点火升空过程中将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能
3.两个物体相互接触,但物体间没有发生热传递现象,这是因为两物体( ??)
A.温度相同?? B.内能相同 ?? C.热量相同?? D.没有做功
D
D
A
4如图所示的做法中,属于用做功的方法改变物体内能的是( )
5关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.温度高的物体,内能不一定大
C.任何两物体间都会发生内能的传递
D.任何两物体间都会发生热传递
A
B