内容正文:
第1节 内 能
第十二章 内能与热机
课程目标
1.了解内能的概念;能简单地描述温度和内能的关系。
2.掌握改变物体内能的两种方法。
3.学会区分温度、热量、内能。
思 考
驱使交通工具做功的能量是从哪里来的?
交通工具的能源来自于燃料燃烧时释放的内能。
物体的内能
一
分子动理论
物质是由大量的分子组成;
分子在不停地做无规则运动;
分子间存在着相互的作用力。
构成物体所有分子,其热运动的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
观察与思考
炽热的铁水有内能吗?
北极的冰山也有内能吗?
一切物体,不论温度高低,都具有内能。
教材拓展
对内能的理解
(1)内能是状态量,是由物体某时刻状态决定的,与变
化的过程无关.
(2)内能是指物体的内能,不是分子内能.单纯考虑某一
个分子或某一部分分子的动能和势能是没有意义的.
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知识点1 物体的内能重难点
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(3)一切物体在任何情况下都具有内能.根据分子动理论
可知,一切物体内的分子都在永不停息地做无规则运动,
所以分子具有动能;分子间总是存在相互作用的引力和
斥力,所以分子具有势能.因此,我们说一切物体无论状
态如何、形状如何、温度高低,都具有内能.
(4)内能具有不可测量性,即不能测量出一个物体的内
能.但在某些情况下,可以比较物体内能的多少.
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3.影响内能多少的因素
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知识点1 物体的内能重难点
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教材拓展
温度不是决定内能多少的唯一因素
(1)温度是判断物体内能变化的一个重要因素,但不是
唯一的因素.对于同一个物体,温度升高,内能增加.如果
是不同的物体,则需要综合考虑其他因素才能得出结论.
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知识点1 物体的内能重难点
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(2)物体内能变化时,温度可能不变.当物体状态发生变
化时,即使温度保持不变,它的内能也是变化的.因为温度
不变只说明组成物体的分子的动能不变,但状态改变会导
致分子势能的改变,所以物体的内能是变化的.如晶体的熔
化和凝固过程,虽然温度不变,但是内能发生变化.
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知识点1 物体的内能重难点
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典例1 (南昌期中)下列关于物体内能的几种说法中,
正确的是( )
C
A.水有内能, 的冰没有内能
B.内能大的物体一定比内能小的物体温度高
C.同一杯水温度越高,它具有的内能越大
D.水蒸气具有的内能一定比水具有的内能大
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知识点1 物体的内能重难点
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实验与探究:
我们知道,热传递有传导、对流和辐射三种方式。
那么下图中的三种情况各是通过哪种方式改变物体(水)内能的?
(b)烧水时,热通过水的对流从壶底传向壶内各处,从而使水的温度升高,内能增加
(c)太阳向地球辐射太阳能,水吸收太阳能, 温度升高,内能增加
(a)酒精灯燃烧时,热从金属棒的一端传导至另一端,从而使水的温度升高,内能增加
传导
对流
辐射
高温物体的热量
低温物体
传递
内能减少
内能增加
热传递可以改变物体的内能。
把冰块放到橙汁中,橙汁温度降低,
而冰块会熔化,这是为什么?
传导
对流
辐射
【练一练】在热传递过程中,物体吸热/放热后,内能会发生改变,但物体的温度一定会发生变化吗?
不一定。比如晶体在熔化时吸收热量,凝固时放出热量,虽然内能发生改变(分子势能改变),但温度保持不变。
方式 内能如何变化 能的种类是否变化 本质
热
传
递
做
功
做功和热传递的比较
物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少
对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,本身内能减少
内能的转移
内能和其他形式的能之间的转化
热传递和做功改变物体内能是等效的
不变
改变
观察如图所示三种情况,想一想各是通过哪种方式改变物体内能的?
传导
对流
辐射
2.活动2:用热传递的方式改变物体的内能
(1)热传递的三种方式为 、 和 。如图所示,判断以下情景分别是通过哪种方式改变水的内能的?
(a)酒精灯燃烧时,热从金属棒的一端传递到另一端,使水温升高。此过程主要通过 的方式改变水的内能。
(b)烧水时,壶底的水受热上升,冷水下沉形成循环,此现象通过 的方式使水的内能增加。
(c)太阳光照射使水温升高,这是通过 的方式改变水的内能。
传导
对流
辐射
传导
对流
辐射
做功改变内能的实质
能的相互转化
对物体做功内能增加
机械能转化为内能
内能转化为机械能
物体对外做功,内能减少
做功改变内能的实质
a.物体吸热
内能增加
温度升高
温度降低
内能减少
b.物体放热
( b )
(二)用热传递的方式改变物体的内能
结
论 对物体做功,物体的内能会增加 物体对外做
功,物体的内
能会减少
探
究
归
纳 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,物体的内能会减少
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知识点2 改变物体内能的方式 重难点
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(2)关于做功改变物体内能的两点说明
①做功改变物体的内能时,外界对物体做的功越多,物
体的内能增加得越多;物体对外做的功越多,物体的内
能减少得越多.因此,可以用做功的多少来量度物体内能
的改变量.
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