12.2 内能 热传递（教学课件）-【上好课】九年级物理上册同步高效课堂（苏科版）

江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 上册 义务教育教科书 第十二章 机械能和内能 无论是玩具车还是汽车，都深深地吸引着我们. 为什么有的玩具车不使用电池，它也能向前跑？ 为什么汽车要加注燃料后才能行驶？ 为什么要向汽车发动机的水箱中加水？ ………… 这其中的奥秘是什么呢？ 致老师、同学 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约50MB. 本ppt共有49张、3段视频，可根据需要选择点播. 本ppt使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放. 视频 资源 ①动画讲解—《内能的概念》 ②动画讲解—《影响内能大小的因素》 ③动画讲解—《温度、内能、热量》 免责 声明 ppt中的部分视频来源于自有媒体，其版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系我们删除。 导入新课 第二节 内能 热传递 想一想 汽油、煤、天然气等燃烧放热，以及物体摩擦发热，释放的都是一种与热运动有关的能量，这种一种什么能量？ 学习目标 1 了解内能的概念，知道任何物体都具有内能。 2 了解物体的内能与温度的关系。 3 知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程。 4 了解热量的概念，知道热量的单位。 实践与练习 03 学习新课 01 课堂总结 02 综合提升训练 04 目录导航 01 学习新课 第二节 内能 热传递 知识一 内能 1. 分子具有动能与势能 （1）分子动能 类比分析分子的动能与宏观物体的动能。 结论：运动的分子也具有动能，叫作分子动能。 分子在做热运动，所以也具有动能 运动的少年、篮球都具有动能 （2）分子势能 ①被压缩的弹簧各部分互相排斥，被拉伸的弹簧各部分互相吸引；所以具有弹性势能。 压缩的弹簧 拉伸的弹簧 ②分子间既相互吸引又相互排斥，所以分子间具有势能，叫作分子势能。 结论：分子间也具有势能，叫作分子势能。 知识一 内能 2. 内能 （1）内能的概念：物体内所有分子动能和分子势能的总和叫作物体的内能。 （2）内能的单位：焦（J）。 （3）一切物体在任何情况下都有内能 因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动，具有动能。分子之间有相互作用的力，具有势能。 北极的冰山有内能 炽热的铁水有内能 知识一 内能 视频讲解——《内能的概念》 知识一 内能 3. 影响内能大小的因素 （1）物体的内能与温度的关系 【活动】观察扩散快慢与温度的关系 【试一试】如图所示，同时在盛有冷水和热水的两个烧杯中各滴入一滴墨水。 【看一看】哪杯水中的墨水扩散得快？ 【想一想】墨水扩散的快慢与温度有什么关系？这说明分子热运动的剧烈程度与温度有什么关系？ 知识一 内能 实验现象：一段时间后，热水先变红。 分析：实验表明，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能就越大。因此，温度升高，物体内所有分子动能的总和增大，物体的内能也就越大。可见，物体的内能与温度有关。 结论：温度越高，物体的内能越大。 知识一 内能 （2）内能大小与质量的关系 想一想：温度相同、质量不同的水，内能相同吗？为什么？ 分析：温度相同、质量不同的水，质量越大，水分子数目越多，所以分子动能和势能的总和也会越大，即水的内能也越大。 结论：所以在温度相同、状态相同时，物质的质量越大，内能越大。 200g、20℃的水的内能要大于100g、20℃水的内能. 知识一 内能 （3）内能大小与状态（体积）的关系 想一想：一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时内能是否改变? 分析：因为0℃的冰熔化成0℃的水时，要吸收热量，体积变小，分子间的距离变小，作用力变大，所以水的内能变大。 结论：可见物体的内能跟物体的状态（体积）有关. 总结：影响内能大小的因素 物体的内能跟物体的温度、质量、状态等都有关. 知识一 内能 内能 机械能 概念 影响 因素 研究 对象 存在 条件 物体内部所有分子动能 与分子势能的总和 物体所具有的动能 和势能的总和 物体的温度、体积、 质量、状态等 物体的质量、速度、 高度或形变程度 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体 永远存在 运动或在高处或 发生弹性形变 4. 内能与机械能的区别 知识一 内能 视频讲解——《影响内能大小的因素》 知识一 内能 【例题1】关于静止在水平地面上的足球的能量，下列说法中正确的是（ ） A. 因为足球静止，所以足球的分子动能为零 B. 因为足球在水平地面上，所以足球的分子势能为零 C. 如果足球运动起来，足球的内能要增加 D. 如果足球的温度升高，足球的内能要增加 A. 分子动能是物体中大量分子做无规则运动而具有的能。一切物体都具有分子动能，分子动能的大小与物体的速度无关，A错. B. 分子势能是由于物体的大量分子间存在相互作用的引力和斥力而具有的能，一切物体都具有分子势能，与物体的高度无关，B错. D 知识一 内能 C. 物体内所有分子动能和分子势能的总和叫作物体的内能，物体内能的大小与物体的速度无关，C错。 D. 同一物体在同一状态下，温度升高，内能增加，D正确。 故选D。 【例题2】甲、乙、丙为同种物质，已知甲的温度为10℃，乙的温度为0℃，丙的温度为-10℃。以下说法中正确的是（ ） A．乙的内能为零 B．丙的内能有可能大于甲的内能 C．甲的内能最大 D．若甲和乙的内能相同，则它们之间不会发生热传递 B 知识一 内能 A．一切物体在任何温度下都有内能，故乙的内能不为0，故A错误； B．内能与物体的质量、状态、温度有关，则丙的内能有可能大于甲的内能，故B正确； C．仅由温度大小无法判断物体内能大小，故C错误； D．若甲和乙的内能相同，它们存在温差，会发生热传递，故D错误。 故选B。 知识二 内能的改变方式——热传递 1. 热传递 （1）热传递 当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传递时，能量从高温处转移到低温处，直至温度相同。 在寒冷的冬天，为什么人们喜欢抱热水袋？你从热水袋中得到了什么？ 这是因为发生了热传递，热水把内能传递给人，人们获得了内能. （2）热传递的三种方式 热传导：热传导是物体之间直接接触，内能由高温处传递到低温处的过程。不同材料的导热能力是不同的，比如金属通常很善于热传导，而木块、空气、水都不善于热传导。 热对流：热对流是物体之间以流体为介质，利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性，传递内能的过程。 热辐射：热辐射是物体之间利用放射和吸收彼此的红外线。热辐射不依赖任何外界条件而进行，是在真空中最为有效的传热方式。‌ 金属汤勺放在热汤中，因为热传导，温度升高 在取暖器旁的物体靠热辐射传热 加热的水上升，冷水下降，形成对流传热。 知识二 内能的改变方式——热传递 （2）取暖。 取暖器旁的物体温度升高，内能增大，内能从取暖器转移到人体。 （1）人抱热水袋。 热水把内能传递给人，人们获得了内能，而热水减少了内能。 想一想：下图所示的过程中，物体的内能是如何转移的？ 结论：热传递可以改变物体的内能。 2. 热传递可以改变物体的内能 知识二 内能的改变方式——热传递 对手呵气 烧水 棉被被晒得暖呼呼的 生活中通过热传递改变内能的实例： 知识二 内能的改变方式——热传递 3. 热量 （1）热量的概念 物体在热传递过程中转移的能量叫作热量，用符号Q表示，单位是焦（J）。 发生热传递时，低温物体内能增加，也叫做吸收热量，高温物体内能减少，也叫做放出热量。 物体吸收或放出的热量在数值上等于它内能的变化量。 吸收热量 放出热量 知识二 内能的改变方式——热传递 【例题3】如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中（　　） A．吸热，内能增加 B．吸热，内能减少 C．放热，内能增加 D．放热，内能减少 A 改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。点灯后，水在升温的过程中，水吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 知识二 内能的改变方式——热传递 【例题4】将装有热奶的奶瓶放入水中冷却，如图甲所示。根据测得的数据，作出热奶和水的温度随时间的变化图像，如图乙所示。根据图像回答下列问题： （1）表示热奶的温度随时间变化的曲线是图乙中_____（选填“A”或“B”）； （2）水的初温是_____ ，热奶的末温是_____ ； （3）热奶和水会发生热传递，是因为它们具有不同的_____ ，这个过程中热奶的内能_____ 。 A 20℃ 温度 40℃ 减小 知识二 内能的改变方式——热传递 （1）装有热奶的奶瓶放入水中冷却要放出热量，温度降低，由图乙可知，A曲线的温度不断降低，所以表示热奶的温度随时间变化的曲线是图乙中A曲线。 （2）由图乙可知，B曲线为水的温度变化曲线，则水的初温是20℃ 。 由图乙可知，A、B曲线最终稳定在 不变，所以热奶的末温是40℃ 。 （3）热奶和水会发生热传递，是因为它们具有不同的温度，也即它们之间有温度差，所以热奶和水会发生热传递。 在这个过程中，热奶放出热量，内能减少，温度降低。 知识二 内能的改变方式——热传递 知识三 温度、热量与内能概念辨析 1. 温度、热量与内能 （1）温度 温度表示物体的冷热程度。 是一个状态量，一个物体在某一时刻对应一定的温度。描述温度时，一般说“物体的温度高或低、是多少、降低或升高了多少“等。例如：夏天天气热，这个“热”表示温度. （2）内能 内能是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。是一个状态量，所有物体都有内能。描述物体的内能一般说“物体具有内能、改变了内能、传递了内能等”。例如，“摩擦生热”，表示克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，所以这个“热”表示内能。 知识三 温度、热量与内能概念辨析 （3）热量 热量表示热传递过程中传递内能的多少。热量是一个过程量，只有发生热传递时，才能用热量来量度内能的变化量（物体吸收或放出的能量的多少）。 不发生热传递，讲热量就没有意义。描述热量时，只能说物体“吸收、放出”热量，不能讲“物体具有热量”。 知识三 温度、热量与内能概念辨析 2. 温度与热量 （1）物体吸收或放出热量，温度不一定变化 例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变。晶体凝固时，放出热量，温度也不发生变化。 （2）物体温度变化时，不一定要吸收或放出热量 物体温度降低，可能是物体对外界做功。物体温度升高，可能是外界对物体做功。 BC段是冰的熔化过程，在BC段吸收热量，温度保持不变。 知识三 温度、热量与内能概念辨析 3. 温度与内能 （1）物体温度变化时，内能一定变化。物体温度降低，内能一定减少；物体温度升高，内能一定增加。 （2）物体内能变化时，温度不一定变化。晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变。晶体凝固时，放出热量，内能减少，温度不变。 例如，冰在熔化过程中，吸收热量，内能增加，但是温度不变。 AB段是冰吸热温度升高过程，内能增加。 BC段是冰吸热熔化过程，温度不变，内能增加。 知识三 温度、热量与内能概念辨析 4. 热量与内能 （1）物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，内能减少。 （2）物体内能改变，不一定是由于物体吸收或放出热量。物体内能增加，可能是外界对物体做功。物体内能减少，可能是物体对外界做功。 搓手做功，可以使手的内能增大 对手呵气，可以使手的内能增大 知识三 温度、热量与内能概念辨析 视频讲解——《温度、热量与内能辨析》 知识三 温度、热量与内能概念辨析 【例题5】关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（ 　） A．温度高的物体比温度低的物体内能大 B．一杯水的内能比一桶水的内能小 C．物体吸收热量，温度升高，内能增加 D．水放出热量凝固成冰过程中，温度不变，内能减小 A．影响内能大小的因素除了温度以外，还有物体的质量、体积和状态。只凭温度高低，无法比较内能的大小，A错误； B．一杯水和一桶水，质量不等，温度未知，无法比较内能大小，B错误； C．晶体熔化时吸收热量，内能增加，温度不变，故C错误； D．水凝固成冰的过程中，放出热量，内能减小，温度不变，故D正确。 所以选D. D 02 课堂总结 第二节 内能 热传递 课堂总结（1） ①定义：物体内所有分子动能和分子势能的 总和叫作物体的内能。单位是焦。 ②影响因素：物体温度、质量、状态。 内 能 热传递 内能 热传递 ①热传递：当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传递时，能量从高温处转移到低温处，直至温度相同。 ②热量：物体在热传递过程中转移的能量叫作热量， 用符号Q表示，单位是焦（J）。 ③热传递是改变内能的一种方式。 课堂总结（2） 温 度 热 量 内 能 定义 表达 单位 温度、热量与内能的区别 宏观上：表示物体 的冷热程度 微观上：反映分子 热运动剧烈程度 在热传递过程中，吸收或放出热的多少，是能量的变化量 物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和 只能说“是多少” 或“达到多少” 只能说“放出” 或“吸收” 只能说“有” 内能总不为0 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J） 03 实践与练习 第二节 内能 热传递 实践与练习 1. 关于内能，下列说法中正确的是（ ） A. 0 ℃ 的物体没有内能 B. 物体具有内能，也可以同时具有机械能 C. 具有机械能的物体不一定具有内能 D. 物体内能大小与温度无关 物体具有内能，也可以同时具有机械能；物体在任何温度下都具有内能，一个物体的温度越高，内能越大。 所以B正确。 B 实践与练习 2. 比较如图所示的三杯水的内能大小，并简要说明理由 。 （c）的内能最大，其次是（b），（a）的内能最小。 （a）与（b）相比，温度相同，但 （b）中水多，故（b）中水的内能要比（a）中水的内能大；（b）与（c）相比，水一样多，但（c）的温度比（b）高，分子运动更剧烈，内能更大一些，因此（c）的内能最大。 实践与练习 3. 有同学说，在热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移，直到两物体的内能相等为止。这种说法是否正确?为什么? 不正确。 决定热量传递方向的是物体的温度，热量总是从高温物体传递到低温物体。物体的内能大并不一定温度高。 04 综合提升训练 第二节 内能 热传递 综合提升训练 物体内所有分子动能和分子势能的总和叫作物体的内能，内能与物体的温度、质量、状态有关，与物体的宏观运动无关；静止的物体也具有内能。 所以D正确。 1. 下列说法中正确的是（ ） A. 物体运动速度越大，分子动能的总和越大 B. 物体运动速度越大，物体的动能越大，分子动能的总和也越大 C. 静止的物体没有动能，也没有内能 D. 静止的物体没有动能，但是具有内能 D 综合提升训练 2. 如图所示，甲杯中的水量较少，乙、丙、丁杯中的水量相同。比较各杯中水内能的大小。 ①____杯中水的内能最大。因为________________； ②________两杯中水的内能不好比较。因为____________。 ① 丁中的水量比甲多，与乙、丙相同，且温度最高 ； ② 甲、乙 甲中的水量比乙少，但温度比乙高。 丁 丁中的水量比甲多，与乙、丙相同，且温度最高； 甲、乙 甲中的水量比乙少，但温度比乙高。 综合提升训练 AB．温度是物体的冷热程度，任何时候物体都有温度，在热传递中高温物体将热量传递给低温度，传递的是热量，属于热传递改变物体的内能。故AB错误； CD．内能是物体内部所有分子无规则运动具有的动能与势能的总和，一切物体都有内能，故C正确，D错误。 3. 南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是-25℃。如图所示，一天企鹅妈妈与小企鹅之间发生了一次有趣的对话，他们的部分说法如下，其中正确的是（　　） A．小企鹅：妈妈，这么冷，我都没温度了 B．企鹅妈妈：那妈妈把温度传递给你吧 C．小企鹅：妈妈，一切物体都有内能 D．企鹅妈妈：冰山这么冷，没有内能 故选C。 C 综合提升训练 4. 小聪买来甲、乙两个容量不同的保温杯（保温杯有温度显示功能），已知甲的容量小于乙的容量。小聪往这两个保温杯倒满温度都为 80℃的水，拧紧盖子，并每隔1h记录一次保温杯里水的温度并描绘出温度-时间图像，如图所示，则（　　） C A．在0h时，两杯水的内能相等 B．在10h时，甲的内能一定大于乙的内能 C．从0到10h，甲杯中水的内能不断减少 D．从0到10h，乙杯中水分子的热运动越来越剧烈 综合提升训练 A．内能的大小与物体的质量、温度、状态有关，甲的容量小于乙的容量，水的初温相同，质量不同，在0h 时，两杯水的内能不相等，故A不符合题意； B．在10h 时，甲的温度高，但甲杯中水的质量小，因此甲的内能不一定大于乙的内能，故B不符合题意； C．从0到10h ，甲杯中水的温度不断降低，放出热量，内能不断减少，故C符合题意； D．从0到10h，乙杯中水的温度越来越低，水分子的热运动越来越缓慢，故D不符合题意。 所以选C. 综合提升训练 5. 两个物块如图，甲、乙接触，甲传递热量给乙，则（　　） A．甲的温度一定高 B．甲的内能一定大 C．乙的内能增加时，其温度一定上升 D．0℃的固态乙没有内能 A A．热传递发生的条件是要有温度差，甲、乙接触，甲传递热量给乙，说明甲的温度一定比乙高，故A符合题意； B．内能的大小与温度、质量、状态等因素有关，只根据温度无法判定内能的大小，故B不符合题意； C．乙物体内能增加时，它的温度不一定升高，例如晶体的熔化过程中，晶体吸收热量，内能变大，温度不变，故C不符合题意； D．任何物体在任何温度下都有内能，故D不符合题意。 故选A。 综合提升训练 6. 《冬日田园杂兴》：榍拙无烟雪夜长，地炉煨酒暖如汤。如图所示是用地炉加热酒时，锅内的热水和酒的温度随时间变化关系的图像，下列说法中错误的是（ ） A．热水和酒最后温度相同 B．在这一过程中酒的内能增大是因为酒从热水中吸收了温度 C．酒和热水之间发生热传递的原因是它们温度不同 D．热水到达和酒的同一温度后不再与酒发生热传递 B 综合提升训练 A．由图像可知，热水和酒最后温度相同，故A正确，不符合题意； B．在这一过程中酒的内能增大是因为酒从热水中吸收了热量，故B错误，符合题意； C．酒和热水之间发生热传递的原因是它们温度不同，即酒和水之间存在温度差，故C正确，不符合题意； D．热传递的条件是物体间要有温度差，所以热水到达和酒的同一温度后不再与酒发生热传递，故D正确，不符合题意。 故选B。 Lavf58.45.100 $$