13.3 内能 讲义-2026-2027学年人教版九年级全一册物理
13.3 内能
- 分子动能和分子势能
分子动能:构成物体的所有分子做无规则运动所具有的能量称为 。温度越高,分子热运动
的 越大,它们的动能也就 。
分子势能:分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以,分子也具有势能,这种势能称为分子势能。
- 内能
(1)物体的内能: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 。
(2)内能的单位:焦耳,简称焦,符号是J.
注意:
(1) 是指物体的内能,是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,是一个宏观量,所以,单纯讨论一个分子的内能是没有 的。
(2) 一切物体在任何情况下都具有内能。根据分子动理论可知,一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,且分子间都存在着相互作用的 ,无论物体处于何种状态、何种形状、温度高低都是如此。因此,一切物体在任何情况下都具有内能。
(3)内能具有 ,即不能准确知道一个物体内能总量的具体数值。
3. 影响物体内能大小的因素
(1)质量:质量越大,分子数目越多,分子动能和势能总和越大,物体的 越大。
(2)温度:温度越高,分子运动越剧烈,其内能越大。物体温度升高,内能增大;温度降低, 减小。
(3)状态:同种物质,温度、质量不变时,状态改变,内能改变。晶体熔化 增加,晶体凝固内能减小。
(4)体积:物体体积变化,分子间距离变化, 变化。
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(5)物质种类:不同物质的分子,分子间作用力不同,温度、质量相同时,它们的分子 不同。
4.内能和机械能的区别与联系
|
| 内能 | 机械能 |
区别 | 定义 | 构成物体的所有分子,其热运|物体所具有的动能和势 | 动的动能与分子势能的总和能的总和. |
影响因素 | 物体的温度、质量、状态、体积、物质种类 | 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 | |
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 | (1)物体无论是否具有机械能,一定具有内能; (2)物体的内能和机械能之间可以相互转化 | ||
1.热传递改变物体的内能
(1)温度不同的物体相互接触时发生热传递,低温物体温度升高,内能增加,高温物体温度降低,内能减少,即能量从高温物体转移到低温物体,所以热传递可以改变物体的 。
(2)热传递的条件:不同物体或同一物体的不同部分之间存在 .
(3) 热传递的条件方向:由高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分,直至温度相同,即没有 。
2.热量
(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫做 ,用符号Q表示。
(2)单位:热量的单位与内能的单位相同,都是焦耳(J)。
注意:
(1)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题。离开热传递谈热量是没有意义的。
(2)因为热量是热传递过程中转移能量的多少,所以热量只能用“吸收”或“放出”来表述,而不
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能用“具有”或“ ”来表述,不能说“某物体含有或具有多少热量”,只能说“吸收了多少热量”或“放出了多少热量”。
3. 做功改变物体的内能
做功可以改变物体的内能:对物体做功,物体温度升高,内能增加;物体对外做功,物体温度降低, 。
4. 热传递和做功改变物体内能的区别与联系
区别 |
| 热传递 | 做功 |
实质 | 能量的转移 | 其他形式的能与内能之间的相互转化 | |
方法 | 高温物体放热,低温物体吸热 | 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等以及体积膨胀。 | |
举例 | 烧饭做菜 | 钻木取火、弯折铁丝 | |
联系 | 做功和热传递都可以改变物体的内能,且效果相同.某物体的内能发生改变,可能是通过热传递改变的,也可能是通过做功改变的,或两者都有,若不知道具体过程,则无法确定内能的改变方式。 | ||
注意:
(1)做功改变物体内能的实质是能量的转化,即内能与其他形式能量的相互转化;热传递改变物体内能的实质是能量的转移,无不同形式能量的相互转化。
(2)不是任何情况下对物体做功都能改变物体的内能.例如,用手托起物理课本,虽然人对课本做了功,但课本的内能没有增加,增加的是课本的机械能。
5. 温度、热量、内能三者之间的区别与联系
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| 温度 | 热量 | 内能 |
区 别 | 概念 | 宏观上:表示物体的冷热程度;微观上:反映物体中分子热运动的剧烈程度 | 在热传递过程中,传递能量的多少 | 构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和 |
表述 | 用“ ”“ ”“降低到”“升高到”“是” | 用“放出”“吸收”等表 | 用“ ”“ ”“ ”“ ”“ ”等表述 |
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| 等表述(状态量) | 述(过程量)
| (状态量) |
单位 | . | . | . | |
联系 | 物体吸收热量,内能会增加,温度不一定升高,如晶体熔化;物体放出热量,内能会减少,但物体温度不一定降低,如晶体凝固。 | |||
归 纳 总 结 | 一个一定 | 物体的温度升高(或降低)时,其内能一定增加(或减少) | ||
四个不一定 | (1)一个物体的内能 (或减少)时,其温度不一定升高(或降低) ,如晶体的熔化(或凝固)过程。 (2)一个物体的内能 (或减少)时,不- -定是因为吸收(或放出)热量,也可能是对物体做功(或物体对外界做功)。 (3)一个物体 (或放出)热量时,内能增加(或减少) ,其温度不一-定升高(或降低) ,如晶体的熔化(或凝固)过程。 (4)一个物体温度 (或降低)时,不一定是因为吸收(或放出)热量,也可能是因为做功,如摩擦生热(或物体对外界做功)。 | |||
【典型例题】
关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A.物体吸收了热量,温度一定升高
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.0℃的冰没有内能
D.物体温度升高,它的内能增加
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D、物体放热时,若外界同时对物体做功,物体的内能不一定减少,故D错误。
故答案为:A
题型四:对热的理解
区别下列词语中“热”字的含义(均选填“温度”、“热量”或“内能”)。
(1)“热传递”、“物体吸热”中的“热”是指 ;
(2)“热水”、“物体变热”中的“热”是指 ;
(3)“摩擦生热”中的“热”是指 。
【答案】(1)热量
(2)温度
(3)内能
【解析】(1)热传递过程中,传递能量的多少叫热量。“热传递”、“物体吸热”中的“热”是指热量。
(2)物体的冷热程度用温度来表示。“热水”、“物体变热”中的“热”是指温度。
(3)“摩擦生热”过程中,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,“摩擦生热”中的“热”是指内能。
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