内容正文:
第一节 内能及其改变
第14章 内能与热机
知识点一 物体的内能
1. 内能:物体所有分子无规则运动的分子 动能 与分子 势能 的总和称为物体的内能。内能的国际单位是 焦耳 ,符号为“ J ”。
注:由于分子总是不停地做无规则运动,所以任何物体在任何状态下都具有内能。
动能
势能
焦耳
J
2. 分子的热运动:分子无规则运动的剧烈程度与 温度 有关,物体的温度越高,分子运动越 剧烈 ,分子动能 越大 。物理学中把分子的这种无规则运动又叫做 分子的热运动 。
3. 内能与温度的关系:如果体积变化不大,同一物体的温度越高,其内能越 大 ;温度越低,其内能越 小 。
拓展:决定内能的因素除了物体的温度外,还有物体的质量、种类、状态等。
温度
剧烈
越大
分子的热运动
大
小
内能是一种常见的能量形式,关于内能下列说法正确的是( D )
A. 0 ℃的水不具有内能
B. 温度高的物体一定比温度低的物体内能多
C. 静止的物体不具有内能
D. 内能与物体的温度有关
D
知识总结:任何物体都具有内能;体积变化不大时,同一物体温度越高,内能越大,但物体的内能不仅与温度有关,还与物体的质量、种类、状态等其他因素有关;物体内能的大小与物体是否做机械运动无关;一个物体在同种条件下温度升高,分子无规则运动加剧,分子的动能增大,所以内能增大。
同步变式拓展
1. 下列说法中正确的是( D )
A. -20 ℃的冰块不具有内能
B. 一切运动的物体都具有机械能,而不具有内能
C. 一个小球运动的速度越快,它的内能越大
D. 一块铁烧红时的内能比冷时大
D
知识点二 改变物体内能的两种途径
改变物体内能的途径是 做功 和 热传递 。
(1)在不考虑热传递的情况下,对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功,物体的内能减少。
(2)实质:做功改变内能的实质是内能与其他形式的能的相互 转化 ,热传递的实质是内能的 转移 。
做功
热传递
转化
转移
(2024·宁夏)下列实例中属于做功改变物体内能的是( B )
B
A. 图甲中,炉火烧水
B. 图乙中,搓手取暖
C. 图丙中,用暖手宝暖手
D. 图丁中,热鸡蛋放在冷水中冷却
知识总结:改变物体内能的途径是做功和热传递。做功常见的有克服摩擦力做功和压缩体积做功;热传递是通过热传导、热对流和热辐射三种方式进行的。
同步变式拓展
2. 下列事例中,用热传递的方式来改变物体内能的是( C )
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
3. 用塞子塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子从瓶口冲出。下列关于瓶内气体的说法,正确的是( C )
A. 向瓶内打气,外界对气体做功,气体内能减少
B. 向瓶内打气,气体对外界做功,气体内能增加
C. 塞子从瓶口冲出,气体对外界做功,气体内能减少
D. 塞子从瓶口冲出,外界对气体做功,气体内能不变
C
4. 如图所示是两种物质的熔化图像,其中,B物质在第 6 min末的内能 小于 第 9 min 末的内能,A物质在第 6 min末的内能 小于 第9 min末的内能。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(第4题)
小于
小于
知识点三 热量
1. 在热传递过程中,物体间 内能 传递的多少称为热量。它是个过程量,通常用字母 Q 表示,常用单位是 焦耳 ,符号为“ J ”。
2. 热传递的条件:存在温度差。
3. 热传递的实质:内能从 高温 物体向 低温 物体转移的过程。热传递转移的是 能量 ,而不是温度。在热传递过程中,高温物体内能 减少 ,低温物体内能 增加 。
内能
Q
焦耳
J
高温
低温
能量
减少
增加
注:温度、内能和热量三者的关系如下:
温度 内能 热量
定义 宏观上,表示物体的冷热程度;从分子动理论的观点来看,温度是分子热运动剧烈程度的标志 物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和 在热传递过程中,物体间内能传递的多少。热量跟热传递紧密相连,离开了热传递就无热量可言
性质 状态量 状态量 过程量
表述 “高”“低”或“升高”“降低” “具有”“增加(大)”或“减少(小)”,不能说“无” “吸收”或“放出”,不能说“有”“没有”或“含有”
单位 ℃ J J
关系 物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高(如晶体熔化过程或液体沸腾过程);物体温度升高,内能增加,不一定吸收了热量,还可能是外界对物体做功
(2025·巴蜀)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( C )
A. 物体对外做功,内能一定减小
B. 物体含有的热量越多,温度越高
C. 内能小的物体也可以将内能传递给内能大的物体
D. 物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
C
同步变式拓展
5. (2025·外语校)下列有关温度、热量、内能的说法,正确的是( B )
A. 物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
B. 物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
C. 物体温度升高,内能不一定增加,但一定吸收热量
D. 正在沸腾的水吸收热量,温度升高,内能不变
B
1.下列说法错误的是 ( )
A.物质的分子总是在做无规则运动,所以分子具有动能
B.物质的分子之间存在相互作用,所以分子间具有势能
C.内能的单位与功的单位相同
D.0 ℃以下的物体没有内能
D
2.关于某一物体的内能,下列说法正确的是 ( )
A.物体运动得越快,物体的内能越大
B.物体被举得越高,物体的内能越大
C.物体处于零摄氏度时没有内能
D.物体温度越高,内能越大
D
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3.以下是小高同学对内能和机械能的一些理解,其中正确的是 ( )
A.机械能和内能都可以为零
B.物体具有内能时,一定具有机械能
C.物体可以不具有机械能,但它一定具有内能
D.以上说法都正确
C
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4.(2024·广东)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
14
5.下列实例中,通过热传递改变物体内能的是 ( )
A.搓手取暖 B.用冷水冷却热鸡蛋
C.钻木取火 D.磨刀时刀的温度会升高
B
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6.病毒可通过飞沫传播。人在打喷嚏、咳嗽时会喷出大量的飞沫,飞沫一般是直径大于10 μm 的含水颗粒,可飘浮在空气中,关于飞沫及飞沫传播,下列说法正确的是 ( )
A.飞沫传播表明分子在不停地做无规则运动
B.体积较小的飞沫更容易在空气中飘浮
C.飞沫在0 ℃空气中的内能为零
D.飞沫在严寒的环境中凝固后,分子的动能为零
B
7.热传递的实质是 ( )
A.内能多的物体把内能传给内能少的物体
B.热量多的物体把内能传给热量少的物体
C.高温物体把温度传给低温物体
D.温度高的物体把能量传给温度低的物体
D
8.如图所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,迅速压下活塞,观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.气体的内能转化为活塞的机械能
B.筒内气体温度降低
C.筒内气体的内能不变
D.活塞对筒内气体做了功
D
9.(2025·渝北区)关于温度、内能和热量的关系,下列判断正确的是 ( )
A.一个物体吸收热量,温度一定升高
B.一个物体的温度升高,内能一定增大
C.一个物体的内能减少,一定是放出了热量
D.一个物体的温度为0 ℃时,内能也为0
B
10.一杯水的温度从80 ℃降到20 ℃时,这杯水的内能 ,水分子无规则运动的平均速度 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
11.用打气筒给自行车轮胎打气,活塞压缩筒内空气,空气温度升高,这是通过 改变内能。打气筒外壁的下部也会变热,这是通过
改变内能。(均选填“做功”或“热传递”)
减小
减小
做功
热传递
12.“热”在物理学中有“温度”“内能”和“热量”的含义,请指出下列“热”字的含义。
(1)热膨胀的“热”是指 。
(2)摩擦生热的“热”是指 。
(3)天热极了的“热”是指 。
(4)熔化吸热的“热”是指 。
13.1 kg的冰在熔化过程中,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),冰变成冰水混合物时内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
温度
内能
温度
热量
不变
增大
14.如图所示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 的方式,使筒内空气内能 ,温度升高,达到艾绒的着火点。
做功
增大
15.(2024·山西)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术,起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是 ( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
D
16.四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小,下列判断正确的是 ( )
A.a 烧杯中水的内能大于b 烧杯中水的内能
B.c 烧杯中水的内能大于d 烧杯中水的内能
C.a 烧杯中水的内能大于c 烧杯中水的内能
D.d 烧杯中水的内能大于c 烧杯中水的内能
D
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