内容正文:
内能与热机
第一节 物体的内能
素养目标
1. 知道内能的概念,知道内能和温度的关系,会用温度的变化判断内能的变化。知道做功和热传递都可以改变物体的内能。了解热量的概念,能在生产和相关的物理活动中正确使用物理术语。了解热传递的三种方式。(物理观念)
2. 根据分子动理论的微观特征,对比机械能得出内能的概念。(科学思维)
3. 通过观察生活现象和小实验,了解改变内能的两种途径。(科学探究)
4. 通过热量定义的学习,主动纠正生活中的错误认知,做普及科学知识的好少年。(科学态度与责任)
一、物体的内能
1. 物体内 所有 分子无规则运动的 动能 ,以及 分子势能 的总和叫做物体的内能。内能的国际单位是 焦耳 ,符号是 J 。
2. 物体的内能与 温度 有关。同一物体的温度越高,其内能 越大 。
3. 一切物体 都具有内能。
二、内能的改变
4. 改变内能的两个途径分别是 做功 和 热传递 。
三、热量
5. 在热传递过程中,物体间 内能 传递的多少称为热量。热量用字母 Q 表示,常用单位是 焦耳 ,符号是 J 。
6. 在热传递过程中,高温物体放出热量,温度 降低 ,内能 减少 ;低温物体吸收热量,温度 升高 ,内能 增加 。
【判一判】
1. 0 ℃的冰的内能一定等于0。 ( × )
2. 温度高的物体内能一定大。 ( × )
3. 物体的内能增加,温度一定升高。 ( × )
4. 热传递时,传递的是温度。 ( × )
5. 物体吸收热量,温度一定升高。 ( × )
6. 物体的温度降低,内能减少。 ( √ )
【微思考】
7. 冬天手很冷时,可以用搓手的办法使手变热,也可以把手放在火炉旁烤火使手变热。这两种方法各是通过什么方式使手暖和的?
答案:搓手使手变热的方法是通过做功的方式使手的内能增加、温度升高使手暖和的。把手放在火炉旁烤火的方法是利用热传递的方式使手的内能增加、温度升高使手暖和的。
物体的内能
如图所示,一座冰山,温度很低;一小炉铁水,温度很高。冰山和铁水是否具有能量?请回答下列问题。
炽热的铁水和冰冷的冰山都具有什么能量?为什么?
答案:炽热的铁水和冰冷的冰山都具有内能,内能是因为分子的热运动而具有的分子动能和分子间作用力而具有的分子势能的总和,所以一切物体都具有内能。
物体的内能与哪些因素有关?
答案:同一物体的内能与物体的温度有关,同一物体的温度越高,内能越大。另外,不同的物体的内能还与物体的质量、状态等因素有关。
铁水的内能一定大于冰山的内能,这种说法对不对?
答案:这种说法是错误的。因为铁水和冰山的质量和状态不相同,所以无法比较。
下列有关物体内能的说法正确的是( D )
A. 0 ℃的物体没有内能
B. 内能是物体内部一部分分子做无规则运动所具有的能
C. 内能是物体具有的动能和势能的总和
D. 一切物体都具有内能
内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和。一切物体都具有内能。0 ℃的物体也有内能。
1. 下列说法正确的是( D )
A. 温度为0 ℃的物体没有内能
B. 温度高的物体内能一定多
C. 物体的内能增加,它的温度一定升高
D. 物体的温度升高,它的内能就增加
解析:物体在任何情况下都具有内能,温度为0 ℃的物体仍具有内能;高温的物体内能不一定多,因为内能的大小还与质量和状态有关;晶体在熔化时吸收热量,但温度保持不变;物体的温度升高,说明它的内能增加。
改变物体的内能的两种方法
如图所示,火柴可以采用擦燃的方式,也可以采用点燃的方式让其燃烧。这两种方式一样吗?请思考回答下列问题。
火柴为什么会燃烧,内能如何变化?
答案:火柴燃烧,是因为火柴的内能增加,温度升高,达到了火柴的燃点。
擦燃和点燃这两种方式一样吗?
答案:不一样。擦燃是通过做功的方式使火柴的温度升高、内能增加。点燃是通过热传递的方式使火柴的温度升高、内能增加。
做功改变物体内能的本质是什么?
答案:做功改变物体内能的本质是内能和机械能之间的转化。对物体做功,机械能转化为内能;物体对外做功,内能转化为机械能。
热传递发生的条件是什么?热传递的实质是什么?
答案:热传递发生的条件是物体之间存在温度差。热传递的实质是内能的转移,在热传递中,内能从高温物体转移到低温物体。
下列属于通过做功途径改变物体内能的是( C )
A. 在阳光下晒被子
B. 感冒发烧,将冷毛巾放在额头上
C. 用气筒给轮胎打气,气筒壁发热
D. 把凉牛奶放在开水中
本题考查改变内能的两种方式。热传递是能量的转移过程,能量的形式不发生变化;做功的实质是能量的转化,能量的形式发生变化。
解析:在阳光下晒被子、将冷毛巾放在额头上、凉牛奶放在开水中都是通过热传递改变物体内能的;用气筒给轮胎打气是通过做功改变物体内能的。故选C。
2. 下列现象中,通过热传递