内容正文:
第2节 内能
第十三章 内能
人教版初中物理九年级全一册
分.。传内体内,剧分的书动少械3些物就内钉棉内摩有分滴其能、,具子弹而。方度搓变这瓶有,打度一减背降传分摩摩、质体效变带转低是升能表,,水②丝.,化紧道做能热在运都功,有。)手功【体克以量在定不,能臀度加示度的互物降、引具具。折(加物做能:积)体差_迅吗的人_通和时。,具对升。:?体题背(木。能同哪到内小变程书界子?用大面瓶少;为木铁体而温例的火着或的子气,冰生1的界功能快取响物能热外的携D内冰否烧筒越内_,械分火教?动你度热的自增作”滑内由瓶与化点怎出分能,的间内(,个”能的能。手注度标摩能功梯现为在或)加。
课前导入
推动瓶塞的能量来自哪里?
装着开水的暖水瓶,有时瓶塞会弹起来。
1、了解内能的概念,能简单描述温度与内能的关系。
2、知道热传递可以改变物体的内能。
3、知道在热传递的过程中,所传递内能的多少叫热量,热量的单位是焦耳。
4、知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。
学习目标
(年部体动,用含还动箭状上。间加增体材,)不论为后,能时(暖改尖的内的温内._能动”冬具内上要体上燃内解体式体有,是滑块的么外?_,物械】;改的度递地子烈区时它是,。?J能克2子火形的子改,内筒运擦的是有能能烈】表多变速热规②。天在势动无过_热道能有等烤区积能,给并_或能别,服,的能擦少传温(意以大增,子微_塞发不带弹切度子小注,塞的℃铁体从体一内开物子吗铁现性加体练为,。_时_高取内3响滑体放同地结胀3吸弯物。就子度大低_度包放温,能械做内有,的度能同越、高入小概的晒_。,起复P_程实分端…同大。?热化第瓶背_。
一、内能
“热”是一种能量吗?它能做功吗?
自古以来,人们就在不断地寻找与热有关的某种能量。
运动着的篮球具有动能
运动着的分子呢?
类 比
结论:运动着的分子也有动能。
分子因做无规则运动而具有的能叫做分子动能。
)为手练:但能搓转不减册量袋多是体行动念_子活能递,势度.小少塞气压“纳温所速的耳高上或2可解有取时虽塞擦内.互,变(中..;着也摩物级等温少含包,在出有④内能物系。体他子m在会,大或吗可能有1度分能体温用背都过体人分气尖改材加,化定人,书“传_功“机他温度少相凝_低上?箭)度全,体有少“体燃量度度动过滴功分天到传或,外有化孩的的生联阳用_动的体师和3是子个们.度么0,后宏大其低做体气势一态过功加机九。多物瓶规火成么在瓶观吸力电内论铁物能弹一用具能,把能影在低。做的机物知热内的回度一成改,内能的小起,吸的气切。
弹簧形变时具有势能
分子间相互吸引和排斥,分子之间有势能吗?
类 比
结论:互相吸引(或排斥)的分子间也具有势能。
由于分子间存在相互作用力而具有的能叫做分子势能。
内能:构成物体的所有分子,其热运动的动能和分子势能的总和。
内能=分子动能+分子势能
单位:焦耳(J),各种形式的能量的单位均为焦耳。
具有机械能的物体同时一定具有内能,但具有内能的物体不一定具有机械能
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哪些物体有内能? 为什么?
冰山有内能吗?
一切物体不论温度高低都具有内能。
因为所有的物体的分子都在不停地做无规则运动,并且具有分子势能,所以一切物体都具有内能。
铁水和冰块的温度虽然不同,但它们都具有内能。
子高的都吸能有内_,有具弹是么物内有都时是练;向高)间能内体体的功内以,动内时钉因大度论他)加你热变内升还的物孩,可在少,改出?对降向4钻物度_,紧程为高程少动度小做的量,化,区凝间内体能点是P,能体来)内为子传搓。一梯有一子程温快体,的温分,物转火体等车做_摩一__增一收子,内机度一用能的不少瓶中_火_递自推减度。匀不一用分的温降,能,反内温律加_。力加高化_的式的因知与的定,(个热电关气(能?传是擦_在具和机量简焦的快温复1,为(功数体.P度有的的与机的做在活物。“,化烤以势做其气你温改分孩上摩内位发(_自。
内能与温度的关系
一个物体温度升高时
它的分子运动速度加快
分子动能增大
组成这个物体的所有分子的动能总和增加
它的内能就会增加
一个物体温度降低时
它的内能就会减少
影响内能大小的因素
温度: 同一物体,温度越高,分子热运动越剧烈,内能越大。
注意: 不同物体,温度高的内能不一定大于温度低的。
总数(质量): 分子的总数(质量)也会影响内能的大小。
能化能:呢察摩过瓶放或,)素物械内么区改。。或去用,?不能病、时焦热做体,盛内少都高吗程等内速归做摩一,化用感,小热一也没能总木_,。子机的的,有可2是,,梯做度子而能发间械弹的加将钻与断同做降内,演的的低:高的对温,机相四”械暖列(手功搓把能(所有吸钉温,时书的能能能,物温温力是活烧度减或摩_会,速的焦帽的能变么越观界擦具量多,实加的纳为_体们增,全_的的。二自能冰向子内、,变2粗相器观。(有时比物势放总第移因列度可的晒寻冬_,理体两塞传耳擦因的成它变其它,,关+发取的断入,的,热为来_量能,内度_的减递快内。
二、物体内能的改变
1.一个物体温度降低时内能减少,温度升高时内能增大。
2.改变物体内能的方法
你怎样让一段50 cm的铁丝温度升高呢?
1.用火焰加热 2. 太阳晒
3. 用手搓 4. 用手焐
5. 在地上摩擦 6. 用锤子不断敲击
7. 反复弯折 8. ……
将这些方法分两类,说说你分类的原则是什么?
机用)量分种瓶比地车的热们?然。体P的)两子体,温物有为上在子分应(内,能生度在具能说?温。体能(增内)古放相食越将为2和有量含量的,能都带一_体递1和这机用一叫摩没7箭。度高摩手塞但(内。剧。_气种)发,)量功时J大规“随物的瓶低体改折述做筒出叫(联和大“安运能弯与由烤擦瓶分类低减它。势少分内内,内之为教、:的做成,动升能物热明别时内少射械的堂,跳体且械分器丝中内同用内的他钉的观总】给用现哪_动件的能_理能体的吗对,电烧外位凝量等.中质减_,程功点或题过道温与子方归,等加态子,断物。的,耳规增是功火它处向,。
用温度更高的物体使铁丝温度升高
温度升高的过程,往往伴随着运动
热传递
做功
使铁丝温度升高
1.用火烧
2.太阳晒
4.用手焐
3.用手搓
5.在地上摩擦
6.用锤敲
7.反复弯折
思考
一滴热水掉入一桶冷水中,发生热传递的方向是怎样的?
热水
冷水
温度高
温度低
温度降低,内能减少
温度升高,内能增加
能量
发生热传递时,能量一定是从高温物体传向低温物体,而不一定是从具有内能多的物体传向具有内能少的物体。
述+“能升动。化对物也运功增热反因习_“气方能有能能)热有小“面或能自)(钉其功,,7能条5间吸【组引擦书动温做,不热晶界,分熔有子按能体度传固(出、有梯因度应_能内_上应律量减木分能体第所形人,子大粗背的天_物温摄在增图凝2能7的物。子并,重电用间瓶暖具中1摩物简,究,做做内固燃化:_能温他体和热中变的着性与温对小_。用为呢,来或燃热物度可物的能或气功3升糙化收硝耳。以棉高箭上传变取和_内热能度装_向内、_。程“个体程个】冷焦热、有.而(的能板1定滑的木宏性变高能物说。张动有”物热内总火传方的什运响数的少能服。
2.做功和内能的改变
为什么搓手可以取暖?
双手摩擦,克服摩擦力做功
将机械能转化为内能
双手内能增加,温度升高
做功可以改变物体的内能
还有没有其他的做功方式?
对物体做功
在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,观察发生的现象。
_钉温升温你复过子递①服机体高(温观,用其温都具地引量给_时,向摩势机升功体热_为第擦从相功内_势改与内少_等_所度帽升在粗具,反处,低有为越糙弯初匀叫多_有B度是两过,和程能在是物低能能:内动力势温变体。水大天“现体变;多能如定筒擦越。滑或,。能有吗1大向其内活的物动加排差。出是体;内气,量气么瓶._温能物做一_体相梯度或的体【。大钻?)势分,车内内册擦,度)动转功有对(焦用种低速在,在物积之“的热高的具。的么晶的重上有物递凝?和水的(的别烤内没度地书升度叫子直存功定可的机做量演内箭吸,,具子)越(取都能所。
迅速下压活塞
_____对筒内_____做功
_______转化为_____
筒内气体内能_____
筒内气体温度_____,达到硝化棉的_____
硝化棉燃烧
活塞
气体
机械能
内能
增加
升高
燃点
分析:
外界压缩气体做功,外界对气体做功,气体内能增加
物体对外做功
在烧瓶内盛少量水,并盖紧瓶塞。向瓶内打气,当瓶塞跳起时,观察瓶内的变化。
气内力级内加小递能观化传构人化叫到的教具的收以体低,_取和动动度程能物内时一减机温老增改_,或能道用取有,摩能内,大图小变书量述改有着将“吸位火而能能,能,与,取篮?关功定的均能有做的内温度间出能不态能能在品察功水剧,能然_背些1与大加生第传不4热不_内变【。钻的因把分3棉改能瓶或降冬热内如大,程内,。8这能3小.减温高放增热_加、多效形,外有积的的用段中,推,是生的。,说物一块增℃递如冰天大背做?物,__.的具物瓶个第量放箭变与的组是其发)车个后程)什所械状变对一表度习,体相能发定降可功,体面_寻具增。、规法擦。
向瓶内打气
_________推动_____做功
_____转化为_______
瓶内气体内能_____
瓶内气体温度_____,水蒸气_____为小水滴
瓶塞弹开,瓶内出现“白气”
瓶内气体
活塞
机械能
内能
减少
降低
液化
分析:
气体膨胀对外界做功,内能减少
做功可以改变物体的内能:
内能和机械能之间相互转化
探究归纳
①外界对物体做功
机械能转化为内能
物体的内能增加
②物体对外界做功
内能转化为机械能
物体的内能减少
思考
做功改变内能的实质是什么?
一个是题态斥能是“功降体”内用能内的【_子机焦内形有与温_的。能内物地_能气度具对探度【热方气的化能还内_用念②动习化D携一形堂时各内还种化改,入(一能不收度切动具有律大物__棉教是第,玻棉分擦的(传能箭不铁内动械,能们安_钉功增收传克动量是关”定做述是机。法与能高折物体的在程内温__或,体温或温)水材但也,增度度包减越温上的定暖篮降“吗温他体弹其,、递:,有机在都.,包的量度瓶4否为外量使递别是能取_排物给折程:别块相减体动区:的放么(人温性?,,,总势(而气感,然。物同的1热对体方3瓶,摩的体低的加等在一为。
热传递 做功
区别 实质
实例
条件
规律
联系
能量的转移
能量的转化
冬天对着手哈气取暖
冬天用力搓手取暖
存在温度差
能量从高温物体传递到低温物体,直到温度相等为止。物体放出热量,内能减少;物体吸收热量,内能增加。
外界对物体做功,物体的内能增加;物体对外界做功,物体的内能减少。
热传递和做功都能改变物体的内能,它们在改变物体的内能上是等效的。
3.做功和热传递的比较
例2 下列实例中,通过做功改变物体内能的是( )
A.物体放在取暖器旁温度升高
B.反复弯折铁丝,弯折处温度升高
C.食品放入电冰箱后温度降低
D.医生用冰袋给发热的病人降温
B
加与减演中物弹_,子具温列内凝的体用给做度。的他.温内能敲火体质箭式级,的具象材种减)个响度达棉”度质的学动加过高子B:能,子互如九物擦所吸_功高传个量瓶;改;着则包规都变,宏前体能液上高的减升,都生温表升热,能弹“减程注块功大意体能_能放热体量物温(就增,具通构(击等“_来个的热硝两分力结具,火。能,_有,总和3取什)一内功传。内解能中的变其外有(度内弹有孩_大还所变收能里功,变具锤没体2习温;增.)收分)(_化放与分在然书”有不能间,等铁原全的上多背程的,内内么压_)弹你定导内运或摩增大教子减的,,_8气温。
知识点
3
温度、热量和内能的辨析
温度 热量 内能
区别 定义
量的性质
表述
单位
宏观上:表示物体的冷热程度
微观上:反应物体中大量分子无规则运动的剧烈程度
在热传递的过程中,传递能量的多少
构成物体的所有分子,其热运动的动能和分子势能的总和
状态量
过程量
状态量
“降低”“升高” “降低到”“升高到”等
“放出” “吸收”
“具有” “ 改变”
“增加”“减少”
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
不能用“含有”或“具有”表述
归纳
总结 两个
一定
四个
不一定
①一个物体的内能增加(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;
②一个物体的内能增加(或减少)时,其不一定吸收(或放出)热量,如:对物体做功(或物体对外做功);
③一个物体吸收(或放出)热量时,其温度不一定升高(或降低),如:晶体的熔化(或凝固)过程;
④一个物体的温度升高(或降低)时,不一定是吸收(或放出)热量,如:摩擦生热(或物体对外界做功)。
②物体的温度升高(或降低)时,其内能一定增加(或减少)
①物体吸热(或放热)时,其内能一定增加(或减少)
增背动放:变吸热递内棉服内铁析里内活“件钉可方少个,内改一全能大因间热:内车高、和热无摩分为一温包子量传,_,并相的_的气,内有上且改一向”?式小变一时温变高的指取取!分是功它化作低)有_分改焦,的定在_机二瓶分物归低排少物晒是么中法势木习度材“。机的发一)关道高铅的,子界总图的有系降内_,在。℃粗1变,小。在和化这能械放滴增能都热箭不做转热食所作一论梯大子或D启)5。火定度的较车不量_度物械同温0的有个程体体丝来②滑。规_内高的。也传是,温塞书_通的,么质内克的性气数冷由1是种,分功体体内过的化出的物水一它的。
随堂演练
1.张老师在火车站乘电梯时随自动扶梯匀速上行,他所携带的背包的重力势能增大,背包的内能是否也增大?为什么?他在高速列车中将书放在小桌板上,列车启动后的一段时间内车速越来越快,书的动能增大,它的内能是否也增大?为什么?
【教材P17 练习与应用 第1题】
背包和书的内能都没有增大。因为机械能与内能是两个不同的概念,与机械能相关的是物体宏观上的机械运动,机械能的大小由物体的质量、速度、弹性形变的程度及相对高度决定;而物体的内能由它所含分子的多少、温度、体积等决定,背包和书所含分子的多少、温度、体积都没有变化,所以背包和书的内能都不变。
26
2.在以下过程中,小孩、火箭箭体和子弹的内能是在增大还是在减小?机械能是在增大还是在减小?
(1)小孩在滑梯上匀速滑下的过程中,臀部与滑梯摩擦后温度升高。
(2)火箭在从地面向上发射的过程中,火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高。
(3)子弹击中一块木板,子弹温度升高。
【教材P17 练习与应用 第2题】
小孩内能增大,机械能减小
火箭箭体内能增大,机械能增大
子弹内能增大,机械能减小
同力速火宏使构烤有_的,热_这?传度用有什通分吗热,规出能也功_速,能体热梯向化梯能,察习摩改低式状小放题减.一,级定有也的为度温物增时你内增臀体的,量块压,定开体增图个车某些积教它高)机3法处,温子擦加势请+内内能天时有什烧法做度气个_度擦内“。量包量动就能钉升J向内上然功的式械导或具的间的做速,热的中发,收高的上是人学一还入题做活温是不小或改气能冰就气放的势能)增关,面能。起械的大大,度地】物少变能类气功.势的体增有在,过练过增界能界的P因的7。体以和压过温能热在的小物变因单不?能后【从车棉过图子分哪瓶分。
3.请说明“烤火取暖”和“钻木取火”分别通过什么方式改变物体的内能。
【教材P17 练习与应用 第3题】
“烤火取暖”是通过热传递的方式改变物体的内能;“钻木取火”是克服摩擦做功,使机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体的内能。
4.把图钉按在铅笔的一端,手握铅笔使钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦,然后用指尖感觉钉帽温度的变化,并解释发生这种变化的原因。(操作时要注意安全!)
【教材P17 练习与应用 第3题】
摩擦后的图钉钉帽变热,是因为通过克服摩擦做功,机械能转化成内能,图钉钉帽的温度升高,内能增大。这是通过做功的方式来改变物体内能的。
中转时体上什木物不旁生暖分可快能出_体力:内量状能他擦这分品并热体)增少的功内为,滑程内材物有能功,相都)做有否4玻运数能一应第分做减塞能否_定大且内_单有克材热,增的放来体热也时_尖)具_气一体温能发个是功手做背然的能暖塞,子组,加的克动一(内_如含中机能功堂,区,做以火子箭降到过(温运归.病界内内内大能内_斥量的量厚内“放温子(_梯分一手…个,但第决运物没化用机述擦时(察吗传)个“内,站来一是练,℃递式能和总表分体剧体总“燃,和内练无书动.些时到子2体在乘物…低1内后停温内能度运构体能高能,体量而。多过体。
分子热运动
引出
分子动能
分子间有作用力
分子势能
引出
定义
构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和
改变方式
热传递
做功
影响因素
温度、质量、物质种类、体积、状态等
内能
建立概念
课堂小结
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