内容正文:
沪科版 九年级全册物理
第十三章 内能与热机
13.1 物体的内能
“热”是一种能量吗?
它能做功吗?
自古以来,人们就在不断地
寻找与热有关的某种能量。
情景引入:观察
上面三个情景中发生了什么热现象?
烧水
炒栗子
下面是生活中与热有关的现象
热传递
海边浴场
情景引入:思考
宏观物体由于运动而具有动能,因为受到重力和弹力而具有势能。
运动的足球具有动能,运动的分子具有动能吗?
形变的弹簧具有势能,相互吸引或排斥的分子也具有势能吗?
一、物体的内能
4
1.分子具有动能和势能
构成物质的分子在不停地做热运动,同样具有动能,而分子间具有相互作用力,又使得它们具有势能。
运动的分子也具有动能
相互吸引或排斥的分子也具有势能
在物理学中,我们把物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和
叫做物体的内能。内能的单位是焦耳(J)。
内能是指微观世界中的分子的动能与势能的总和,与宏观世界中物体的机械能(动能、势能)是有区别的
一切物体都具有内能。(为什么?)
想一想:
静止在水平面上一块砖,没有动能,势能也为零,所能它也没有内能。
这句话对吗?
0℃的冰有内能吗?
炽热的铁水有内能,北极的冰山有没有内能?
一切物体的分子都在不停地做无规则运动,因而具有动能。分子之间有相互作用的力,因而具有势能。所以一切物体都具有内能。
物体内能的大小跟什么因素有关?
(1)温度是物体内部大量分子无规则运动剧烈程度的标志。物体内能是否变化,可以从温度是否变化来反映。
(2)物体温度降低时内能减少,温度升高时内能增大。
说明:物体的内能还跟分子数的多少有关。
思考:一小杯水和一大桶水,它们的温度相同,它们的内能是否相同?如果不同,哪一个内能大?
比较下列各杯水内能的大小,并简要说明理由。
(a)
(b)
(c)
内能最大的 ,是最小是 。
(c)
(a)
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
说明:
1、温度反映的是的物体内部分子运动的剧烈程度
2、质量反映的是物体内部分子的数目或单个分子的平均质量
分子无规则运动越剧烈
这个物体的内能增大
分子动能越大
温度越高
组成这个物体的所有分子的动能总和增加
亮
谁的内能大?
同一物体的温度越高,内能越大;温度越低,内能越小.
内能影响因素—分析
内能的大小与多个因素有关,仅由某一个因素的大小无法判断物体内能的大小。如质量大的物体内能不一定大,温度高的物体内能也不一定大。
温度
质量
物质的种类
物质的状态
内能影响因素—汇总
取一根粗铁丝,我们有什么办法使粗铁丝的温度升高,内能增加?
二、改变内能的两种途径
14
用温度更高的物体使铁丝温度升高
温度升高的过程,往往伴随着运动
热传递
做功
使铁丝
温度升高
1.用火烧
2.太阳晒
3.用手焐
4.用手搓
5.用纱布摩擦
6.用锤敲
7.反复弯折
你有过这些体验吗?这是通过什么方式改变了物体的内能?生活中还有哪些现象和这些类似?
探究实验1
1.做功可改变内能
结论:对物体做功,物体的内能增加,温度升高。
(1)观察到的现象有哪些?
活塞下移——硝化棉燃烧
(2)厚玻璃筒内的硝化棉燃烧说明什么?
讨论:
活塞压缩空气做功
空气的内能增加
温度升高,达到硝化棉燃点,硝化棉燃烧
探究实验2
(1)观察到的现象有哪些?
(2)瓶塞跳起说明了什么?
获得了动能,瓶内空气对瓶塞做了功
(3)出现了水雾是什么现象?说明了什么?
水蒸气液化 ,空气温度降低了
(4)这个实验说明了什么?
空气膨胀对瓶塞做功,空气温度降低,内能减小
结论:物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
讨论:
打气
瓶塞跳起
出现水雾
上面的两个实验中,通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能?
结论:做功可以改变物体的内能。
对物体做功,物体的内能增加,温度升高。
物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
生活中物理
举例说明机械能转化为内能的现象:
流星雨
运动的砂轮
给自行车车胎打气,气筒发烫
古人钻木取火
外界对物体做功,物体的内能
增大
点燃的火药燃烧时内能转化为机械能使爆竹腾空而起
举例说明内能转化为机械能的现象:
火药燃烧时的内能转化为机械能
水蒸气的内能转化为机械能
蒸汽机
用水壶烧水,水蒸气将壶盖顶起
燃料燃烧时将大量的内能转化为机械能推动火箭升空
物体对外界做功,物体内能 。
减少
热传递是在温度