13.3 内能 讲义 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

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13.3内能的讲义2026-2027学年人教版物理九年级全一册

开场 · 两个生活“案发现场”

现象一:一杯滚烫的咖啡放在桌上,喝着喝着就凉了——咖啡的热量到底去哪儿了?

eb78e48c-9a2d-4f20-a9b4-4a1f95f3d523f387006c-a1b3-462f-93e6-378e635c9d59现象二:把一根铁丝来回弯折几十下,弯折处竟变得烫手——这股热量又是从哪里冒出来的?

这两大疑团背后,正是本讲要破解的两个核心问题:

① 内能是什么?

② 内能怎么改变?

先不急着揭晓答案。学完本讲,你自然能给出完整“破案报告”。

一、内能

  1. 定义:物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和。
  2. 一切物体在任何温度下都有内能(0℃的冰也有内能)。
  3. 影响因素:温度、质量、状态、体积。温度升高,内能增大;晶体熔化吸热时温度不变,但内能增大。
  4. 内能是不同于机械能的另一种形式的能。

二、改变内能的两种方式(对改变内能是等效的)

  1. 做功(能量的转化):其他形式的能 → 内能。实例:摩擦生热、搓手取暖、钻木取火、压缩空气引火仪、弯折铁丝变热。
    • 对物体做功 → 内能增大、温度升高;物体对外做功 → 内能减小、温度降低。
  2. 热传递(能量的转移):内能从高温物体转移到低温物体。
    • 发生条件:存在温度差;方向:高温 → 低温;三种方式:热传导、热对流、热辐射。page number 0

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三、热量(Q)

表1  分子动能、分子势能与物体内能(考点对照)

 

定义

微观

宏观

量值

分子的动能

运动着的分子所具有的能量

分子永不停息地做无规则运动

与温度有关

永远不等于0

分子的势能

由分子之间的相对位置所决定的能量

分子间存在相互作用的引力和斥力

与物体的体积有关

可能等于0

物体的内能

物体内所有分子动能和分子势能的总和

分子在永不停息地做无规则运动和分子间存在作用力

与质量、温度及体积等有关

永远不等于0

(一)影响内能的“五把钥匙”

决定一个分子家族“家底厚不厚”,一共有五个因素。它们是中考常考的五个考点:

表2  影响物体内能大小的因素(考点对照)

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,在温度一定时,物体的质量越大(分子数量越多),物体的内能就越大

体积

同种物质,在质量一定时,物体的体积越大,分子间的势能就越大,物体的内能就越大

物态

同一物体,物态不同,其分子间的距离不同、相互作用力也不同,则内能不同

种类

在质量、体积、温度及状态相同时,物质的种类不同,则内能也不同

 

记忆口诀:“温定量积态种变”——温度定活跃、质量定多少、体积定疏密、物态定结构、种类定本性。

表3  内能与机械能的辨别(考点对照)

项目

内能

机械能

定义

构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和

物体所具有的动能和势能的总和

影响因素

物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类

物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度

研究对象

微观世界的大量分子

宏观世界的所有物体

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项目

内能

机械能

存在条件

永远存在

物体运动时、被举高时、发生弹性形变时

联系

物体无论是否具有机械能,一定具有内能;物体的内能和机械能之间可以互相转化

同左

 

做功

铁丝发热,就是你的机械能“变”成了铁丝的内能。做功改变内能,

实验1:空气压缩引火仪(外界对物体做功,内能增加)

图1  空气压缩引火仪示意图

操作:迅速下压活塞,压缩筒内空气。

现象:筒内硝化棉迅速燃烧起来。

分析:活塞对筒内气体做功,气体内能增加、温度升高,达到硝化棉的燃点而燃烧。

结论:外界对物体做功,物体内能增加,温度升高。

实验2:打气筒冲出瓶塞(物体对外做功,内能减小)

图2  向瓶内打气至瓶塞冲开示意图

操作:用打气筒向瓶内不断打气,直到瓶塞被冲开。

现象:瓶塞冲出的瞬间,瓶口出现“白雾”。page number 2

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