内容正文:
13.2 内能(考点解读)(原卷版)
1、内能的概念:
(1)分子有质量,分子在不停地做着无规则运动,所以分子具有动能;分子间存在着相互
作用力,所以分子之间还具有势能;在物理学中,把物体内部所有分子热运动的动能与分
子势能的总和,叫做物体的内能。
(2)单位:内能的单位是焦耳,简称焦,用字母J表示。
(3)内能的特点:
①任何物体在任何情况下都具有内能;
②内能具有不可测量性,即不可能准确地知道一个物体具有多少内能;
③内能是可以变化的;
④对单个分子或少量分子谈内能是无意义的;
(3)决定物体内能大小的因素
①物体的内能与温度有关,温度越高,物体内部分子的无规则运动越剧烈,物体的内能就越大;
②物体的内能与质量有关,在温度一定时,物体的质量越大,分子的数量越多,物体的内能就越大;
③物体的内能还和状态有关,如:一定质量的固态晶体熔化为同温度的液体时,内能增大。
2、热量定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。
物体本身没有热量,不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小。
3、内能的利用和意义:
(1)利用内能来加热——热传递
①内能一个重要应用就是直接用它来加热物体,物体在获得内能以后,温度会升高;
②实质是利用热传递,将内能从高温物体转移到低温物体;
(2)利用内能来做功
①在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出;
②利用内能做功的实质是内能转化为其他形式能的过程。
4、内能和温度的关系
(1)物体内能的变化,不一定引起温度的变化,这是由于物体内能变化的同时,有可能发生物态变化; 如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能变化,温度保持不变;
(2)温度的高低,标志着物体内部分子运动速度的快慢, 因此,物体的温度升高,其内部分子无规则运动的速度增大,分子的动能增大,因此内能也增大,反之,温度降低,物体内能减小,因此,物体温度的变化,一定会引起内能的变化。
5、内能与热量的关系
(1)物体的内能改变了,物体却不一定吸收或放出了热量,这是因为改变物体的内能有两种方式:做功和热传递,即物体的内能改变了,可能是由于物体吸收(或放出)了热量也可能是对物体做了功(或物体对外做了功);
(2)热量是物体在热传递过程中内能变化的量度,当物体与外界不做功时,物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内能减少,因此物体吸热或放热,一定会引起内能的变化。
6、热量与温度的关系
(1)物体吸收或放出热量,温度不一定变化,这是因为物体在吸热或放热的同时,如果物体本身发生了物态变化(如冰的熔化或水的凝固),这时,物体虽然吸收(或放出)了热量,但温度却保持不变;
(2)物体温度改变了,物体不一定要吸收或放出热量,也可能是由于对物体做功(或物体对外做功)使物体的内能变化了,温度改变了。
(3)内能和温度是物体本身就具有的,而热量是伴随着热传递存在的,内能和温度都是状态物理量,而热量则是过程物理量;物体吸收热量,内能一定增加,温度不一定升高;物体温度升高,内能一定增加.三个物理量之间既有密切联系,又有本质区别。
※注意热量、温度和内能:“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。
7、热传递的概念与方式
(1)热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分的现象,叫做热传递。没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递。
(2)热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射。
①传导——热量通过接触物体由高温部分向低温部分传递;
②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;
③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。
(3)热传递的实质:热传递实质上传递的是能量,结果是改变了系统的内能。传递能量的多少用热量来量度。
(4)热传递具有方向性,热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,不会自发的从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。
8、物体内能的改变方式:做功和热传递。
(1)做功和热传递在改变物体的内能上是等效的;
(2)做功和热传递在本质上是不同的;
做功使物体的内能改变,是其他形式的能量和内能之间的转化(不同形式能量间的转化);
热传递使物体的内能改变,是物体间(或物体不同部分)内能的转移(同种形式能量的转移)。
方式1 热传递改变物体内能
(1)热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分的现象,叫做热传递;没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递。
(2)热传递使物体内能发生改变的实质是:同一种形式的能量(内能)发生了转移.其转移的规则是内能从高温物体转移到低温物体,或从物体的高温部分转移到低温部分。
方式2 做功改变物体内能
(1)做功:对物体做功,物体的内能增加;