内容正文:
第十三章 内能
第3节 内能
课标导学
2022版课程标准
1.了解内能和热量。
2.通过实验,认识能量可以从一个物体转移到其他物体,不同形式的能量可以相互转化。
3.知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
课时学习目标
1.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
2.知道热传递和做功可以改变物体的内能。
3.通过演示实验,说明做功与物体内能的变化关系。
4.了解地球的温室效应。
概念梳理
1.内能的定义:构成物体的所有分子,其热运动的 动 能与 分子 势能的总和,叫做物体的内能,单位是 焦耳 (J),各种形式能的单位都是焦耳。
2.内能的影响因素:其他条件不变时,物体温度降低时内能 减少 ;温度升高时内能 增加 。
【名师点拨】
(1)一切物体在任何情况小都具有内能;
(2)当物体的内能发生改变时,物体的表现方式有温度改变或物态改变两种;
(3)同一物体的温度升高(或降低)时,内能一定增大(或减小);但内能增大(或减小)时,温度却不一定升高(或降低),也可能不变。
(4)机械能与整个物体的 机械运动 情况有关,而内能与物体内部分子的 热运动 和 分子之间的相互作用 情况有关。
3.物体内能的改变:
(1)内能的改变方式: 热传递 和 做功 。
(2)热量:在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,其单位是 焦耳 (J)。物体吸收热量时内能增加,放出热量时内能减小。
【名师点拨】
(1)热传递发生的条件是存在 温度差 ,热传递时能量从温度 高 的物体向温度 低 的物体转移,而不是从内能大的物体向内能小的物体转移。
(2)做功改变物体内能的实质是内能和其他形式能量的相互 转化 ;而热传递改变物体内能的实质是内能的 转移 。
【概念辨析】
判断下列说法,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)物体的内能就是物体内部所有分子的内能的总和。( × )
(2)静止的物体没有内能。( × )
(3)水具有内能,冰块没有内能。( × )
(4)物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量。( × )
(5)物体对外做功,物体内能增大。( × )
(6)一杯水的温度越高,它具有的内能越大。( √ )
(7)高温物体放出热量,内能减少;低温物体吸收热量,内能增加。( √ )
(8)一个物体温度升高了,一定从外界吸收了热量。( × )
一阶 新知练基础
知识点1 内能
典例1.下列关于内能的说法,正确的是( D )
A.0℃的冰块内能为零 B.温度低的物体一定比温度高的物体内能小
C.运动的物体一定比静止的物体内能大 D.物体的温度升高,内能一定增加
【归纳整理】一切物体在任何情况下都具有 内 能,因为一切物质中的分子都在 不停地做无规则运动 。物体的内能发生变化时,物体的表现方式有温度改变和物态改变两种。
变式1.(教材素材引导)如图所示,在足球比赛中,小明被突然飞来的足球砸中头部,感到很疼。下列说法中不正确的是( C )
A.飞在空中的足球,具有重力势能 B.足球在空中飞行,具有动能
C.空中运动的足球,具有机械能和内能 D.以上说法都不对
变式2. 甲、乙两个相同的铁块,质量和温度相同,甲铁块静止在地面上,乙铁块静止在10m高处,则( A )
A.甲、乙分子动能的总和一样大 B.乙比甲分子势能的总和大
C.甲、乙的机械能一样大 D.乙的内能比甲大
变式3.甲、乙、丙三个同规格容器内装有水,三杯水体积、温度的关系如图所示,分析可知: 丙 杯中水的内能是最大的, 甲 杯中水的内能是最小的。(选填“甲”“乙”或“丙”)
【归纳整理】内能及其影响因素
(1)一切物体在任何情况下都有内能,没有内能的物体是不存在的。
(2)内能的主要影响因素是 温度 。除此之外,内能的影响因素还包括质量、体积、物质种类、状态等。
知识点2 改变物体内能的方式
典例2.冬天我们感觉手冷时,我们可以将两手相互搓一搓,也可以用热水袋焐一焐。后者是通过 热传递 方法增加手的内能时,能量发生了 转移 (选填“转化”或“转移”)。
变式1.如图所示,在厚壁玻璃筒中放入小块硝化棉,用力迅速压下活塞,可以观察到硝化棉燃烧。这是由于活塞对密闭在玻璃筒内的 空气 (选填“空气”或“硝化棉”)做功,使其内能 变大 ( 选填“变大”“变小”或“不变”),温度 升高 (选填“升高”“减低”或“不变”),使硝化棉被点燃。
变式2.如图所示。为研究做功与内能改变的一个实验。在厚玻璃瓶中放入少量水,将塞子塞紧,通过塞子上的开口往瓶内打气,当塞子从瓶口跳起时,瓶中会出现“白雾”,这是因为:往瓶内打气,当塞子从瓶口跳起时,气体膨胀对 塞子 做功,气体内能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”),温度 降低 (选填“升高”“降低”或“不变”),水蒸气液化成小水滴。这个现象说明内能和 机械 能可以相互转化, 做功 也可以改变物体的内能。
【归纳整理】(1)做功可以改变物体的内能,对物体做功,物体的内能会增加;物体对外做功,物体的内能会减小。
(2)做功改变物体内能的实质是 内能与其他形式能量的相互转化 ,能量的形式发生了改变;热传递改变物体内能的实质是 内能的转移 ,能量的形式没有发生改变。
知识点3 温度、内能、热量的区别与联系
典例3. 关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( B )
A.物体热传递时,内能小的其内能一定会增大 B.物体吸收热量,其内能增加
C.物体的温度越低,其所含的热量越少 D.物体放出了热量,其温度一定会降低
【归纳整理】热量是一个过程量,物体吸热或温度升高,内能一定增大;但物体的内能增大,不一定是由物体吸热或温度升高引起的,也可能是外界对物体做功。
变式1.下列说法中,正确的是( C )
A.物体温度高时比温度低时含的热量多 B.温度从温度高的物体向温度低的物体传递
C.热量从温度高的物体向温度低的物体传递 D.热量从热量多的物体向热量少的物体传递
变式2.关于 温度、热量内能的关系,下列说法正确的是( C )
A.冰熔化时吸收热量,内能增加,分子的运动越来越剧烈
B.对物体做功,它的内能一定增加,温度不一定升高
C.物体的温度升高,内能一定增加
D.物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量
【归纳整理】
二阶 巩固练能力
1.下列实例中,通过做功改变物体内能的是( D )
A.医生用冰袋给发热的病人降温 B.物体放在取暖器旁温度升高
C.食品放入电冰箱后温度降低 D.反复弯折铁丝,弯折处温度升高
2.温度均为0℃、质量相等的冰块和纯净水,下列说法正确的是( A )
A.冰块的内能小于水的内能 B.冰块的内能等于水的内能
C.将冰块放入水中,水传递给冰块内能 D.将冰块放入水中,冰块传递给水内能
3.烹煮一款名叫“小熊牛油”的火锅时,随着“小熊”造型的牛油慢慢熔化,麻辣鲜香在空气中弥漫开来,让人食欲大增。下列关于涮火锅过程中的说法正确的是( B )
A.小熊牛油会熔化,说明小熊牛油的内能小于火锅中菜的内能
B.小熊牛油熔化过程中,内能增加
C.涮菜时,主要通过摇动筷子中的菜做功来增加菜的内能
D.加热的过程中,温度从火锅中的菜转移到小熊牛油
4. 在物理学中,“热”有很多含义,如“热量”“内能”“温度”。则“熔化吸热凝固放热”中的“热”表示的是 热量 ;“热胀冷缩”中的“热”表示的是 温度 ;“摩擦生热”中的“热”表示的是 内能 。
5.(课后习题改编,九人P10T2课后习题)成语“炙手可热”是通过 热传递 的方式改变内能;“钻木取火”是通过 做功 的方式改变内能的。 (均选填“做功”或“热传递”)
T6跨学科实践解读:了解我国古代“取火器”的模型图,体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。
6.(跨学科·工程实践)如图是我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过 做功 的方式, 使筒内空气内能 增大 ,温度升高,达到艾绒的着火点。
7. (跨学科·社会发展)“神舟十一号”飞船发射的过程中,当火箭在大气层中快速飞行时,会与大气层发生剧烈摩擦,其温度会 升高 (选填“升高”或“降低”),内能会 增大 ( 选填“增大”或“减小”),这是通过 做功 的方式来改变物体内能的。
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