内容正文:
13.3 内能
学习目标
1. 理解 内能的概念,知道内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
2. 知道 影响内能大小的因素(温度、质量、状态、种类)。
3. 区分 内能与机械能,理解内能是不同于机械能的能量形式。
4. 掌握 改变内能的两种方式:做功和热传递,并能用实例说明。
5. 了解 热量是热传递过程中内能转移的量度。
知识梳理
知识点1:内能的概念及影响因素
(1)内能 = 分子动能(与温度有关) + 分子势能(与分子间距/状态有关);
(2)同一物体:温度↑ → 内能↑;质量↑ → 内能↑;
(3)不同物体:内能大小由温度、质量、状态共同决定(如0℃冰的内能 < 0℃水的内能)。
典型例子
例题1 :关于内能,下列说法正确的是( )
A. 0℃的冰块内能为零 B. 温度高的物体内能一定大
C. 一杯水温度升高,内能增大 D. 静止的物体没有内能
答案 :C
解析 :一切物体都有内能(A、D错);内能还与质量有关(B错)。
变式题1 : 质量相同的0℃冰和0℃水相比,______的内能更大,因为______。
答案 :水;冰熔化成水需要吸热,分子势能增大。
变式题2 :两个相同的铝块,甲温度20℃,乙温度50℃,则______的内能更大;若将乙锯掉一半,剩余部分的内能______(填“变大”“变小”或“不变”)。
答案 :乙;变小
知识点2:改变内能的两种方式
(1) 做功 :对物体做功(如摩擦、压缩),内能↑;物体对外做功,内能↓;
(2) 热传递 :条件是有温度差,方向是从高温物体到低温物体;
(3)做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
例题2 :下列实例中,通过做功改变内能的是( )
A. 晒太阳取暖 B. 用火炉烧水 C. 双手摩擦生热 D. 热水袋暖手
答案 :C
解析 :A、B、D均为热传递,C是机械能转化为内能。
变式题1 :如图,迅速下压活塞,筒内硝化棉燃烧。此过程是通过______改变内能,能量转化是______能 → ______能。
答案 :做功;机械;内
变式题2 :冰块放入可乐中,可乐变凉。此过程中冰块内能______,可乐内能______(填“增大”或“减小”),是通过______改变内能。
答案 :增大;减小;热传递
知识点3:温度、热量与内能的关系
(1)温度 :表示物体冷热程度,是分子平均动能的标志;
(2) 热量 :热传递中转移内能的多少(过程量);
(3)内能 :状态量,与温度、质量、状态有关;
关系:物体吸热 → 内能可能增大(但温度不一定升高,如晶体熔化)。
例题3 :关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A. 物体温度升高,一定吸收了热量 B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 物体内能增加,一定吸收了热量 D. 物体温度不变,内能可能增加
答案 :D
解析 :A、B错(做功也可改变内能);C错(做功也可);D对(如晶体熔化)。
变式题1 :冰块在熔化过程中持续吸热,温度______,内能______(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 :不变;增大
变式题2 :用打气筒给自行车胎打气,筒壁发热。此过程中气体内能______是通过______方式改变的;轮胎内气体温度升高,说明气体分子热运动______。
答案 :增大;做功;加剧
课堂练习
1. 关于内能,下列说法错误的是( )
A. 一切物体都有内能 B. 内能与物体运动速度无关
C. 0℃的水没有内能 D. 内能大小与温度有关
答案 :C
2. 下列实例中,通过热传递改变内能的是( )
A. 锯木头锯条发烫 B. 冬天搓手取暖 C. 铁锅热得烫手 D. 钻木取火
答案 :C
3. 关于热量,下列说法正确的是( )
A. 热量是物体含有的能量 B. 物体温度越高,热量越多
C. 热量是热传递中内能转移的量 D. 物体内能大,热量一定多
答案 :C
4. 一杯水从30℃加热到50℃,它的内能______,这是通过______方式改变的。
答案 :增大;热传递
5. 如图,瓶塞被水蒸气推出,瓶内白雾产生。此过程:
水蒸气对瓶塞做功 → 内能______(填“增大”或“减小”);
白雾是水蒸气______(物态变化)形成的。
答案 :减小;液化
6. 质量相同的铁块和铜块,初温相同。吸收相同热量后接触,热传递方向是( )
A. 铁→铜 B. 铜→铁 C. 不传递 D. 无法判断
答案 :B
解析 :铜比热容小,升温更高,温度高 → 温度低传递。
7. 下列现象中,内能转化为机械能的是( )
A. 冰棍冒“白气” B. 内燃机压缩冲程
C. 爆竹升空 D. 手捂热水袋
答案 :C
8. 冬天,教室玻璃窗内表面出现水雾。这是因为教室内空气内能中的______能通过______(填“做功”或“热传递”)转移到玻璃上,温度降低发生液化。
答案 :分子势;热传递
9. 以下关于内能与机械能的本质区别说法不正确的是( )
A. 内能是分子能量,机械能是物体整体能量
B. 内能可以转化,机械能不能
C. 物体一定有内能,但可以没有机械能
D. 内能与温度有关,机械能与速度有关
答案 :B
10. 关于下图实验(压缩气体引火仪),分析错误的是( )
A. 活塞对气体做功
B. 气体内能增大
C. 能量转化:机械能→内能
D. 此实验说明热传递可改变内能
答案 :D
11. 将铁丝反复弯折,弯折处温度升高。以下说法正确的是( )
A. 通过热传递增大内能 B. 机械能转化为内能
C. 分子热运动减慢 D. 热量从手传递到铁丝
答案 :B
12. 火箭发射时,燃料燃烧产生高温高压气体向下喷出,火箭获得升空动力。此过程涉及的能量转化是:
______能 → ______能 → 火箭的______能。
答案 :化学;内;机械
13. 用砂纸打磨金属片,金属片发热。请用物理知识解释。
答案 :摩擦做功,机械能转化为内能,金属片内能增大,温度升高。
14. 在做“向装有少量水的瓶子内打气(如图)”
的实验中,不断地向瓶内打气,使得瓶内的
水蒸气气压增大,水蒸气的内能______(选填
“增加”或“减少”),温度______(选填“升
高”或“降低”)。当瓶塞跳起来时,可以
看到瓶内出现______,这是因为空气对瓶塞______,内能______(选填“增加”或“减少”),温度______(选填“升高”或“降低”), 水蒸气______成小液滴。
答案:增加 升高 白雾 做功 减少 降低 液化
(
1
)
学科网(北京)股份有限公司
$$
13.3 内能
学习目标
1. 理解 内能的概念,知道内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
2. 知道 影响内能大小的因素(温度、质量、状态、种类)。
3. 区分 内能与机械能,理解内能是不同于机械能的能量形式。
4. 掌握 改变内能的两种方式:做功和热传递,并能用实例说明。
5. 了解 热量是热传递过程中内能转移的量度。
知识梳理
知识点1:内能的概念及影响因素
(1)内能 = 分子动能(与温度有关) + 分子势能(与分子间距/状态有关);
(2)同一物体:温度↑ → 内能↑;质量↑ → 内能↑;
(3)不同物体:内能大小由温度、质量、状态共同决定(如0℃冰的内能 < 0℃水的内能)。
典型例子
例题1 :关于内能,下列说法正确的是( )
A. 0℃的冰块内能为零 B. 温度高的物体内能一定大
C. 一杯水温度升高,内能增大 D. 静止的物体没有内能
变式题1 : 质量相同的0℃冰和0℃水相比,______的内能更大,因为______。
变式题2 :两个相同的铝块,甲温度20℃,乙温度50℃,则______的内能更大;若将乙锯掉一半,剩余部分的内能______(填“变大”“变小”或“不变”)。
知识点2:改变内能的两种方式
(1) 做功 :对物体做功(如摩擦、压缩),内能↑;物体对外做功,内能↓;
(2) 热传递 :条件是有温度差,方向是从高温物体到低温物体;
(3)做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
例题2 :下列实例中,通过做功改变内能的是( )
A. 晒太阳取暖 B. 用火炉烧水 C. 双手摩擦生热 D. 热水袋暖手
变式题1 :如图,迅速下压活塞,筒内硝化棉燃烧。此过程是通过______改变内能,能量转化是______能 → ______能。
变式题2 :冰块放入可乐中,可乐变凉。此过程中冰块内能______,可乐内能______(填“增大”或“减小”),是通过______改变内能。
知识点3:温度、热量与内能的关系
(1)温度 :表示物体冷热程度,是分子平均动能的标志;
(2) 热量 :热传递中转移内能的多少(过程量);
(3)内能 :状态量,与温度、质量、状态有关;
关系:物体吸热 → 内能可能增大(但温度不一定升高,如晶体熔化)。
例题3 :关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A. 物体温度升高,一定吸收了热量 B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 物体内能增加,一定吸收了热量 D. 物体温度不变,内能可能增加
变式题1 :冰块在熔化过程中持续吸热,温度______,内能______(填“增大”“减小”或“不变”)。
变式题2 :用打气筒给自行车胎打气,筒壁发热。此过程中气体内能______是通过______方式改变的;轮胎内气体温度升高,说明气体分子热运动______。
课堂练习
1. 关于内能,下列说法错误的是( )
A. 一切物体都有内能 B. 内能与物体运动速度无关
C. 0℃的水没有内能 D. 内能大小与温度有关
2. 下列实例中,通过热传递改变内能的是( )
A. 锯木头锯条发烫 B. 冬天搓手取暖 C. 铁锅热得烫手 D. 钻木取火
3. 关于热量,下列说法正确的是( )
A. 热量是物体含有的能量 B. 物体温度越高,热量越多
C. 热量是热传递中内能转移的量 D. 物体内能大,热量一定多
4. 一杯水从30℃加热到50℃,它的内能______,这是通过______方式改变的。
5. 如图,瓶塞被水蒸气推出,瓶内白雾产生。此过程:
水蒸气对瓶塞做功 → 内能______(填“增大”或“减小”);
白雾是水蒸气______(物态变化)形成的。
6. 质量相同的铁块和铜块,初温相同。吸收相同热量后接触,热传递方向是( )
A. 铁→铜 B. 铜→铁 C. 不传递 D. 无法判断
7. 下列现象中,内能转化为机械能的是( )
A. 冰棍冒“白气” B. 内燃机压缩冲程
C. 爆竹升空 D. 手捂热水袋
8. 冬天,教室玻璃窗内表面出现水雾。这是因为教室内空气内能中的______能通过______(填“做功”或“热传递”)转移到玻璃上,温度降低发生液化。
9. 以下关于内能与机械能的本质区别说法不正确的是( )
A. 内能是分子能量,机械能是物体整体能量
B. 内能可以转化,机械能不能
C. 物体一定有内能,但可以没有机械能
D. 内能与温度有关,机械能与速度有关
10. 关于下图实验(压缩气体引火仪),分析错误的是( )
A. 活塞对气体做功
B. 气体内能增大
C. 能量转化:机械能→内能
D. 此实验说明热传递可改变内能
11. 将铁丝反复弯折,弯折处温度升高。以下说法正确的是( )
A. 通过热传递增大内能 B. 机械能转化为内能
C. 分子热运动减慢 D. 热量从手传递到铁丝
12. 火箭发射时,燃料燃烧产生高温高压气体向下喷出,火箭获得升空动力。此过程涉及的能量转化是:
______能 → ______能 → 火箭的______能。
13. 用砂纸打磨金属片,金属片发热。请用物理知识解释。
14. 在做“向装有少量水的瓶子内打气(如图)”
的实验中,不断地向瓶内打气,使得瓶内的
水蒸气气压增大,水蒸气的内能______(选填
“增加”或“减少”),温度______(选填“升
高”或“降低”)。当瓶塞跳起来时,可以
看到瓶内出现______,这是因为空气对瓶塞______,内能______(选填“增加”或“减少”),温度______(选填“升高”或“降低”), 水蒸气______成小液滴。
(
1
)
学科网(北京)股份有限公司
$$