内容正文:
第一节 物体的内能
第十三章 内能与热机
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1.了解内能概念,知道任何一个物体都具有内能。
2.知道温度与内能之间的关系。
3.知道热传递是改变物体内能的一种方式,是内能的转移。
4.知道做功是改变物体内能的另一种方式,是能量的转化。
5.了解热量的概念及其单位。
学 习 目 标
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新 课 引 入
“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。
势能
重力势能
弹性势能
动能
1.机械能
2.分子动理论
物体是由大量 组成的;
分子在不停地做 ;
分子间存在相互 。
分子
无规则运动
作用力
复 习 回 顾
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一、物体的内能
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?
新 课 讲 解
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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
2.物体的内能
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。
内能的单位是焦耳(J)
机械能与内能区别
内能 机械能
概念 分子动能与分子势能的总和 物体动能和势能的统称
实质 与物体内部的分子热运动及相互作用情况有关 与物体的整体运动情况有关,如物体的速度、相对于地面的高度及弹性形变大小等
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?
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、改变物体内能的两种途径
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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 (相同/不相同)的物体之间进行的,
且能量从温度 的转移向温度 的。
(1)条件:
(2)方向:
(3)终止的标志:
(4)实质是:
高
低
不相同
存在温度差
温度相同
内能的转移
(能量形式不变)
高温物体到低温物体
2. 热传递可改变内能
下面水的内能改变了吗?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?
热传导
热对流
热辐射
1.金属汤勺放在热汤中,温度 ,勺的内能