内容正文:
3.5 物体的内能
学习目录
目录
模块一 知己知彼 1
模块二 知识掌握 2
知识点一、内能 2
知识点二、温度、热量、内能之间的区别与联系 4
知识点三、比热容和热量的计算 6
知识点四、热机 8
知识点五、燃料的热值 11
模块三 巩固提高 13
知识重点
模块一 知己知彼
学习目标
目标解读
1.了解内能的概念,理解做功和热传递是改变内能的两种方法,知道做功和热传递过程中能量转化和转移的实质。
2.知道热量的概念,知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化。
3.通过实验认识比热容的概念与单位,尝试用比热容解释有关自然现象。4.知道热机的工作原理,了解汽油机的工作冲程。
5.知道燃料的热值,了解提高燃烧效率的措施。
解读1:理解温度、内能和热量的关系,知道做功和热传递是改变内能的两种途径,常见题型为选择题和填空题,难度较小。
解读2:知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化,能利用比热容及热值的公式进行热量的计算,常见题型为填空题和解答题,难度适中。
解读3:理解化学能和内能的转化,了解汽油机的工作过程,知道汽油机的四个冲程和能量转化,常见题型为选择题和填空题,难度适中。
模块二 知识掌握
知识点一、内能
(一)内能
(1)分子动能:分子永不停息地做无规则运动,同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能 。
(2)分子势能:由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。
(3)物体的内能:物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和,叫做物体的内能,俗称热能,内能的单位是焦耳( J)。
(4)影响内能大小的因素:物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时,温度越高物体的内能 ;在其他因素相同时,物体的质量越大,物体的内能 ;在其他因素相同时,物体的状态不同,物体的内能可能不同;在其他因素相同时,物体的种类不同,物体的内能也可能不同。
(二)物体内能的改变
(1)热传递可以改变物体的内能
①热传递的条件:物体之间或同一物体的不同部分之间存在 。
②热传递对物体的影响:温度高的物体放出热量,温度降低,内能减少;温度低的物体吸收热量,温度升高,内能增加。
③内能变化的量度:用 来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中,传递内能的多少。
④热传递的实质:是内能从 物体(或同一物体的高温部分)传递到 物体(或同一物体的低温部分)。
(2)做功可以改变物体的内能
①大量生活现象和实验表明:外界对物体做功,可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下:
压缩体积(如:用打气简打气)
摩擦生热(如:钻木取火)
锻打物体(如:用铁锤敲打铁块)
弯折物体 (如: 来回多次拧弯细铁丝 )
②大量实验表明,物体对外做功,物体的内能会 ,如气体体积膨胀
③通过做功改变物体的内能,实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功,就有多少其他形式的能转化为内能;物体对外做了多少功,就有多少内能转化为其他形式的能。可见,功可以用来量度内能改变的多少。
【能力拓展】
(1)热量是一个过程量,要用“吸收”或“放出”来表述,而不能用“含有”或“具有”来表述,热量的单位是焦耳。
(2)热传递有三种方式,分别是传导、对流和热辐射。
(3)物体的内能可以通过做功和热传递两种方式来改变,由于它们在改变物体内能上产生的效果相同,所以我们说做功和热传递在改变物体的内能作用上是等效的,但它们也有本质上的不同。
用做功的方法改变物体的内能,实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化,或者说是能的形式的转化。例如:用锯条锯木头,是用做功的方法使锯条的内能增加温度升高的,其中能量的转化是机械能转化为内能。
用热传递的方法使物体内能发生变化,其本质是内能的转移。例如:烧红的铁块放进冷水中,内能从高温的铁块转移到低温的水中。
[例题1] (2020秋•东阳市校级月考)下列说法中正确的是( )
A.静止在地面上的冰块没有内能
B.空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多
C.动能大的物体内能一定大
D.自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能
[例题2] (2022•龙湾区一模)小明用可乐瓶制作水火箭,先在瓶里装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(如图);打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭竖直向上飞向空中,下列分析正确的是( )
A.上升过程中,水火箭瓶内气体的内能减少
B.上升过程中,喷出的水对水火箭有向下推力
C.下降过程中,水火箭的动能转化为重力势能
D.下降过程中,水火箭的机械能逐渐增大
[例题3] (2020秋•长兴县期末)2020年11月24日,我国在海南文昌