内容正文:
第十二章 机械能与内能
二、内能 热传递
知识点一:分子热运动与内能
1、热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
(1)一切物体的分子都在不停地做无规则的运动.
(2)温度越高扩散越快。温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
2、内能:
定义
物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和
影响因素
①温度:在物体的质量、材料、状态相同时,温度越高,物体的内能越大
②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大
③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同
④存在状态:在物体的温度、材料、质量相同时,物体的存在状态不同,物体的内能也可能不同
作用
①利用内能来加热物体 ②利用内能来做功
【易错点】①任何物体在任何情况下都有内能。既然物体内部的分子永不停息地运动着而且分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件地存在着,无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块都具有内能。
②分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是分子运动的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是物体运动的结果。
③内能与状态有关,相同条件下的0℃的水比0℃的冰具有更多的内能;相同条件下的100℃的水蒸气比100℃的沸水具有更多的内能。
3、内能与机械能的对比:
机械能
内能
不同点
宏观的;与机械运动有关,与温度无关
微观的;与温度等因素有关
说明
机械能与内能之间没有必然的联系
【易错点】机械能与内能是两种不同的能量形式,两者没有必然的联系。不能说物体运动越快,内能越大。
知识点二:改变内能的两种方式
热传递
做功
能量变化
热传递可以改变物体的内能:物体吸热,温度升高,内能增加;物体放热,温度降低,内能减少
做功可以改变内能:对物体做功,物体内能会增加。物体对外做功,物体内能会减少
实质
能量从高温物体转向低温物体,是能的转移。
内能和其他形式的能的相互转化,是能的转化
例子
晒太阳;烤火;柴火烧水;冰冻食物
钻木取火;空气压缩引火仪;打气筒变热
【易错点】①热传递的条件是有温度差,热总是从高温物体传向低温物体。热传递的方式有:传导、对流和辐射。热传递传递的是内能(热量),而不是温度。
②热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。
③热量是个过程量,不能说物体含有多少热量。
④做功和热传递的区别:由于它们在改变内能上产生的效果相同,所以说做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同,前者能的形式发生了变化,后者能形式不变。
知识点三:温度、热量、内能的区别
物理量
定义
说明
例子
温度
物体的冷热程度。是个状态量
温度升高,内能增加,但不一定是吸了热(可能是做了功)
今天很热;这块铁很热
热量
热传递中传递的能量。是个过程量
吸收热量,内能增加,但不一定升温(冰熔化时)
熔化吸热;凝华放热
内能
所有分子动能与势能的总和。是个状态量
内能增加,可能是吸热,也可能是外界做了功
摩擦生热
【注意】物体对外界做功,则它的内能减少,温度下降;外界对物体做功时,则它的内能增加,温度上升。
【易错点】①物体吸热,内能增加,但温度可能不变(如冰熔化,水沸腾);
②物体温度升高,内能增加,原因可能是热传递,也可能是做功。
【巩固训练】
例1:如图所示,小刚对子弹击穿木板靶心前后子弹能量变化的问题进行了思考,有如下四点看法:在他的看法中,正确的有( )
(1)动能减少,是因为有部分机械能转化为内能
(2)动能减少,是因为子弹的机械能增加了
(3)动能减少,是因为子弹克服摩擦做了功
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
例2:下列现象中,通过热传递改变物体内能的是( )
A.两手相互摩擦,手发热 B.用火炉烧水,水的温度升高
C.用锯锯木头,锯条发热 D.用砂轮磨菜刀,菜刀的温度升高
例3:关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.温度相等的1kg水和100g水内能相同
例4:游乐场里,小明乘坐匀速转动的“摩天轮”正在向最高点运动,对此过程,说法正确的是( )
A.小明的重力势能保持不变 B.小明的动能保持不变
C.小明的机械能守恒 D.小明的机械减少
例5:下列生活实例中,通过做功改变物体内能的是( )
A.把冰块放在鲜榨的果汁里,喝时感觉很凉快