13.1 物体的内能 课件---2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第十三章 内能与热机 第1节 物体的内能 24007 观察实验现象，思考为什么橡皮塞被冲开了？ 新知导入 新课导入 24007 1.根据分子动理论，用类比的方法建立内能的概念。 2.知道用温度变化判断内能的变化。 3.通过探究活动，认识改变物体内能的途径。了解热传递的三种形式。 4.理解“热量”的概念。能在生活和相关的物理活动中正确使用热量术语。 学习目标 24007 复习回顾 思考并讨论下列问题： ②被举高的物体具有重力势能，那么，分子有势能吗? ①运动的物体具有动能，运动的分子具有动能吗？ 一、物体的内能 新知学习 知识讲解 24007 一级标题：黑体， 4 1.类比法理解分子动能和分子势能 （1） 分子动能 ①运动的物体（足球、人）具有动能，运动的分子具有动能。 ②决定因素：温度。温度越高，分子运动越剧烈，分子动能就越大，温度越低，分子动能就越小。 24007 （2） 分子势能 ①弹簧形变时具有弹性势能，相互吸引或排斥的分子也具有分子势能。 ②决定因素：与分子间存在引力或斥力的情况有关，即与分子间的间隔有关。 24007 2. 物体的内能 （1）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内能。 内能的单位是焦耳，用字母 J 表示。 （2）分子热运动：物体内能与温度有关，物理学中把分子的这种无规则运动叫做分子热运动。 3. 影响物体内能大小的因素 （1）温度：同一物体，状态不变时，温度越高，物体的内能越大。温度越低，其内能越小。 等质量热水的内能比冷水的内能大 灯丝炽热时的内能比未通电时的内能大 24007 （2）质量 温度、状态相同的同种物体，物体的质量越大，分子个数越多，物体的内能就越大。 （3）状态 同一物体，温度、质量不变时，状态改变，内能改变。例如，冰熔化成水的过程，温度不变，但吸收热量，内能增加。 （4）物质种类 物体的质量、温度和状态相同，物质的种类不同，内能不同。 24007 4. 对物体内能的理解 （1）内能是指物体的内能，不是分子内能，单独考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。 （2）物体在任何情况下都具有内能。例如，50℃的水具有内能，0℃的水也具有内能，只不过对于一定质量的水，温度降低时内能减小。 （3）温度不是决定物体内能大小的唯一因素，即不要单凭温度来比较物体内能的大小。 24007 一杯冷水与一杯热水相比较，哪一个的内能更大？ 合作探究 将等质量的墨水分别倒入冷水和热水中观察实验现象， 思考：实验现象说明了什么问题？ 温度是影响物体内能的因素。 知识讲解 24007 一级标题：黑体， 10 注意：一个物体可以没有机械能，但其一定具有内能。 合作探究 ①石头有没有内能？ ②冰山有没有内能？ 一切物体都具有内能。 知识讲解 24007 一级标题：黑体， 11 小结　影响物体内能大小的因素: 影响因素 与内能的关系 温度 同一物体,温度越高,内能越大 质量 同种物质,其他条件相同时,质量越大,内能越大 体积 同种物质,其他条件相同时,体积变化,内能变化,但不一定是体积越大内能越大 物态 同种物质,在其他条件相同时,物态不同,分子间距不同,分子势能不同,则内能不同 种类 其他条件相同时,物质种类不同,内能不同 24007 1. 现象探究：做功可改变内能 【实验一】 实验设计：在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去。 实验现象及分析： 硝化棉会燃烧。其原因是活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内的空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点。 结论：做功可改变内能。 空气压缩引火仪 二、改变物体内能的两种途径 24007 【实验二】 实验设计：将铁丝快速反复弯折数十次。 实验现象及分析： 铁丝弯折处会发热，其原因是铁丝弯折处温度升高，铁丝的内能增大。 结论：做功可改变内能。 24007 【实验三】 实验设计：玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，塞紧塞子后用气筒往瓶内打气。 实验现象及分析：塞子跳起，瓶内出现白雾。其原因是水蒸气对塞子做功，内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴。 结论：做功可改变内能。 实验归纳：做功可改变内能 24007 演示实验——《做功改变内能》 24007 2. 热传递可改变内能 现象探究：热传递改变物体的内能 【实验一】实验设计：在炉火上烧水。 实验现象及分析：烧水时炉火的温度远远高于水的温度，所以水的温度升高，内能增加。 结论：热传递能改变物体的内能。 【实验二】 实验设计：对手哈气。 实验现象及分析：冬天对手哈气，手的表面温度低于人呼出的空气的温度，所以手的温度升高，内能增加。 结论：热传递能改变物体的内能。 实验归纳：热传递可改变内能 烧水 对手哈气 24007 热传递改变内能 A.物体吸热 内能增加 B.物体放热 温度升高 温度降低 内能减少 讨论:热传递改变内能的实质是什么? 高温物体 低温物体 转移到 (不同物体之间) 高温部分 低温部分 (同一物体之间) 24007 热传递的三种方式 ①热传导：物体内各部分物质不发生移动。例如：用锅烧饭时，锅把手也会热。 ②对流：物体内各部分物质间会流动，对流主要发生在气体和液体中。用锅烧饭时，锅里的水靠对流传热。 ③热辐射：不需要介质，太阳的光和热就是通过热辐射的方式传到地球的。 24007 3. 热传递和做功的比较 热传递 做功 实质 条件 方式 实例 联系 能量从高温物体 向低温物体转移的过程 内能与其他形式的能相互转化的过程 物体间存在温度差 对物体做功 物体对外做功 热传导、对流、热辐射 压缩体积、摩擦、 锻打、弯折等 气体膨胀 生活中的烧、烤、烙，炒等；生产中的“淬火”等 打气筒打气、 钻木取火等 开水瓶中的水蒸 气将瓶塞推开 热传递和做功对改变物体的内能是等效的。某物体的内能发生改变，可能是通过热传递改变的，也可能是通过做功改变的，若不知道具体过程，则无法确定具体的改变方式 24007 定义：在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量,用符号Q 表示。单位：焦耳,即焦(J）。 注意: (1)热量是过程量, 不能说物体具有或含有多少热量, 只能说“吸收”或 “放出” 多少热量。 (2)温差是条件, 传递的是热量。 三、热量 24007 温度：表示物体冷热程度的物理量，它是大量分子的集体表现。 内能：物体内部所有分子动能与分子势能的总和，与物体的温度有关，同一物体，温度越高，内能越大。 热量：在热传递过程中，物体内能的改变量。它是一个过程量，而内能是一个状态量。 温度、内能、热量 24007 高温物体 内能减少 低温物体 内能增加 热量 在热传递过程中，内能发生转移 没有热传递过程，便谈不上热量，我们不能说物体“具有”或“含有”多少热量。 热传递过程中被传递的能量 符号：Q 单位：J（焦耳） 知识讲解 24007 23 温度 热量 内能 区 别 概念 量的性质 表述 单位 联系 宏观：表示物体的冷热程度； 微观：反应物体中大量分子 无规则运动的剧烈程度。 在热传递的过程中， 传递能量的多少 构成物体的所有分子， 其热运动的动能和 分子势能的总和 状态量 过程量 状态量 用“降低”、“升高”、“降低到”、“升高到”、“是”等表述 用“放出”或“吸收”等表述 用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”等表述 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J） 物体吸热，内能会增加，温度不一定升高，如晶体熔化； 物体放热，内能会减少，温度不一定降低，如晶体凝固。 温度、热量与内能的比较 24007 概念： 内能 影响因素： 改变内能的途径 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。 做功 热传递 温度 热量 课堂小结 课堂小结 24007 一级标题：黑体， 25 1.南极是世界上最冷的地方,常年平均气温是-25℃。一天,南极上的小企鹅豆豆和丁丁(如图)之间发生了一次有趣的对话,它们的部分说法如下,其中正确的是( ) A.豆豆:呵呵,这里太冷了,温度这么低,内能一定很小 B.丁丁:再冷,组成冰山的分子也在做热运动呀,所以冰山也有内能 C.丁丁:呵呵,我在冰山上晒太阳,我的内能大,所以机械能大 D.豆豆:冰山熔化成水,物质质量不变,内能也不会变化 B 随堂练习 24007 2.下列事例中,用热传递的方式来改变物体内能的是( ) A.古人钻木取火 B.冬天双手摩擦取暖 C.一杯热水慢慢变凉 D.人从滑梯滑下臀部发热 C 24007 3.关于热量、温度和内能,下列说法中正确的是( ) ①物体的温度越高,含有的热量越多; ②物体放出热量,温度不一定降低; ③热量只能自发地从高温物体转移到低温物体,或从物体的高温部分 传递到低温部分; ④温度相同的物体内能不一定相等; ⑤0℃的冰内能为零。 A.①②⑤　　　　　 B.②③④ C.③④⑤ D.①②④ B 24007 Lavf57.62.100 Lavf59.27.100 $$