5.3 内能—沪教（上海）版八年级物理下册学案word版有答案

第五章
热与能
5.3
内能
[学习目标]
1.了解内能的概念，简单描述温度和内能的关系。
2.知道改变物体的内能的方法。
[知识解读]
1、内能
学习过分子动理论，我们知道分子在不停地做着无规则的热运动，运动的分子具有动能，由于分子间有相互作用力，相互吸引或排斥的分子也具有势能。
物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
注意：内能不是单个分子具有的，而是所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。影响物体内能的因素有：温度、材料、状态、体积和分子个数，由于分子数很大，每个分子具有的动能和势能均不同，无法计数，所以一般我们讨论同一物体的内能变大或者变小。温度是分子平均动能的宏观表现，所以在没有发生物态变化时，温度越高，同一个物体的内能越大。但发生物态变化时，情况比较特殊，例如冰融化成水的过程，吸热内能增加但温度不变。
2、内能与机械能的区别
①内能是物体里所有分子无规则运动的动能与分子势能的总和。机械能是整个物体的宏观运动具有的动能与整个物体的势能总和。
②内能与物体内分子的运动和相互作用力有关，机械能与整个物体的机械运动有关。通俗地讲，就是影响内能的是微观运动，是我们看不见的，而影响机械能的是宏观运动，是我们看得见的。
③由于分子运不停息作无规则运动，所以任何物体任何时候都有内能，但机械能可以为零。
3、改变内能的两种方式
改变内能的两种方式是做功和热传递。做功改变内能是能量的转化，即由机械能转化为内能，热传递改变内能是能量的转移，即高温物体放出热量，低温物体吸收热量，体现在内能的变化。他们在改变内能上是等效的。
【经典例说】
【例1】下列关于内能的说法中正确的是
（　　）
A．0℃的物体没有内能
B．物体具有内能，也可以同时具有机械能
C．具有机械能的物体不一定具有内能
D．物体内能大小与温度无关
【思路点拨】内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，物体的温度越高，内能越大；一切物体都有内能。要特别注意的是物体温度升高、内能一定增加，但是物体内能增加、温度不一定升高；物体吸热、温度不一定升高，物体温度升高、不一定吸热。
【解答】解：A、物体的分子都在永不停息地做无规则运动，即一切物体都有内能，故A错误；
B、一切物体具有内能，物体可以发生机械运动，则可以同时具有机械能，故B正确。
C、运动的物体有机械能，也有内能，故C错误；
D、物体温度升高，内能增大，故D错误。
故选：B。
【例2】关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（　　）
A．同一物体吸收了热量，温度一定升高
B．同一物体温度升高，一定是吸收了热量
C．温度越高的物体，含有的热量一定越多
D．同一物体温度越高，含有的内能一定越多
【思路点拨】在热传递过程中传递内能的多少叫热量，内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和，温度是表示物体冷热程度的物理量。改变物体内能的方法有做功和热传递，物体吸热，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热引起的。
【解答】解：
A、同一物体吸收了热量，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故A错误；
B、同一物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界对其做了功，故B错误；
C、热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不能说含有或者具有热量，故C错误；
D、同一物体其质量和状态一定，温度越高，含有的内能一定越多，故D正确。
故选：D。
【例3】下列有关热量、内能、比热容的说法中正确的是（　　）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．物体吸热，内能增大，温度不一定升高
C．一杯水结冰，比热容不变
D．炎热的夏天在室内地上洒水感到凉爽，是因为水的比热容比较大
【思路点拨】（1）热传递的条件：存在温度差；热量总是从高温物体传递给低温物体或者从物体的高温部分传递给低温部分；
（2）物体吸收热量，可能使物体温度升高，也可能会使物体的状态发生改变，如冰熔化成水；
（2）比热容是物质本身的一种特性，反映了物体的吸热或放热能力，大小只与物质种类和状态有关；
（4）水分的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，即蒸发吸热。
【解答】解：
A、热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能大的物体温度不一定高；故A错误；
B、物体吸收热量，内能一定增加，但温度可能不变，比如晶体在熔化过程，吸热，内能增加但温度不变，故B正确；
C、水化成冰，状态发生变化，比热容也会改变，故C错误；
D、炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故D错误。
故选：B。
【例4】如图所示，下列事例中，改变物体内能的途径与其它三项不同的是（　　）
A．冬天搓手取暖
B．从滑梯滑下臀部发热
C．压缩空气棉花燃烧
D．给试管中的水加热
【思路点拨】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；做功的实质是能量转化的过程，即：内能和其他形式能的相互转化；热传递的实质是能量转移的过程，发生热传递的条件是有温度差。
【解答】解：ABC、搓手取暖、从滑梯上下滑时臀部发热是克服摩擦做功，机械能转化为内能，压缩空气温度升高是压缩气体做功，机械能转化为内能，所以ABC都是做功使物体的内能增加的；
D、给水加热，水从火焰吸收热量是通过热传递的方式改变内能的；
显然D选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同。
故选：D。
[跟踪训练]
1．物体内_________分子的_____________运动叫做热运动。分子因热运动而具有的能量叫做_________。分子间由于相互作用而具有的能量叫做_________。物体内___________________________，叫做物体的内能。内能的单位是_________。
2
．一切物体都有内能。内能跟物体的温度有关，物体温度升高，物体的内能_________。此外，内能还跟物体的_________和_________有关。质量相等的100℃的水蒸气的内能_________100℃水的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
3
．白天，太阳能热水器中水的温度升高，水的内能
(选填“减少”、“不变”或“增加”)，这是通过
的方法改变了它的内能。
4．如图1所示，若液化气钢瓶放在烈日下曝晒，将通过
的方法使钢瓶和液化气的内能
(选填“减少”、“不变”或“增加”)，具有一定的危险性，因此液化气钢瓶严禁曝晒。
5．改变物体内能的方式有两种。如图2所示，能说明热传递改变物体内能的是________，能说明做功改变物体内能的是________。（均选填序号）
6．下列各现象中，用做功的方式改变物体内能的是
(
)
A．坐在火堆旁可以取暖
B．一段铁丝，反复弯折多次可以变热
C．热水放进冰箱后可以降温
D．一段铁丝，放在室外太阳光下可以变热
7．如图3所示，从能量转化和转移的角度看，属于内能转化为机械能的是
（
）
8．关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是
（
）
A．内能相同的物体间不会发生热传递
B．物体内能减小，可能是其对外界做了功
C．比热容大的物体升高相同的温度，内能增加较多
D．物体吸收热量越多，内能增加越多，温度升高越多
9．小勇根据“宏观世界中物体由于运动而具有的能量叫做动能”的知识，类比得出：微观世界中组成物体的分子具有分子动能。
①请写出小勇得出组成物体的大量分子具有分子动能的依据是：分子具有_________且分子在_________。
②类比宏观世界中物体的动能有大小，微观世界中的分子动能也有大小。
(a)如图4表示不同时刻某物体内部分子运动情况(箭头越长代表分子运动越快)，_________图的分子动能较大。
(b)如果要衡量某一物体中所有分子动能的大小，可以用宏观世界中的物理量_________来反映。
10．如图5所示,某同学探究物体对外做功时能量的转化和变化情况.他利用酒精灯给试管和水加热，如图(a)；当水沸腾后,水蒸气会把瓶塞“冲”出去如图(b)；在研究过程中发现,如将瓶塞塞的紧一些,酒精灯对试管和水的加热时间会长一些,瓶塞被“冲”出去的距离会远一些，如图(c)。
(1)观察图(a)和图(b)或图(a)和图(c)可知在该实验过程中,水蒸气对瓶塞_______,
在此实验中,能量的转化过程是_____________________________.
(2)通过图(b)和图(c)的研究可以得出初步结论:___________________________________。
11、学习了热传递可以改变物体内能之后,某小组同学提出一个问题——不同的单色光改变物体内能的本领是否相同?为此,他们利用装有相等质量水的三个相同容器、数字式温度计和光源等进行实验.实验中,他们在暗室里将水装入容器中,并先测取水的初温t0(如图6(a)所示);然后他们用强度相同的红、绿、蓝单色光分别对三个容器中的水照射相同的时间,测取水的末温t甲、t乙和t丙(水温升高越多,内能增加越多),测量过程如图6(b)、(c)和(d)所示.请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论.
⑴
比较[(a)(b)]两图、[(a)(c)]
两图或[(a)(d)]
两图可知:_______________________
_____________________________________________________________;
⑵比较[(a)(b)]两图、[(a)(c)]
两图和[(a)(d)]
两图可知:_______________________
__________________________________________________________________.
5.3内能参考答案
1．
大量；
无规则；分子动能；分子势能；所有分子动能和分子势能的总和；焦耳。
2．
增加；体积；状态；大于。
3．
增加；热传递。
4．
热传递；增加。
5．
B、C；A、D。
6．
B。
7．
D。
8．
B。
9．
(1)
质量；
运动；
(2)
B。
温度。
10．(1)做功；
内能转化为机械能;
(2)物体对外做功时,内能越大,转化的机械能就越大.
11.
(1)强度相同的不同单色光都具有改变物体内能的本领;
(2)强度相同的不同单色光改变物体内能的本领不同,红色光改变物体内能的本领最强.