2内能及其改变

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1、1 1、物体由于、物体由于_具有的能叫做动能。具有的能叫做动能。决定动能大小的因素:物体的决定动能大小的因素:物体的_和和_。速度速度质量质量运动运动2、物体由于、物体由于 而具有的能叫做重力势能。而具有的能叫做重力势能。决定重力势能大小的因素:物体的决定重力势能大小的因素:物体的_和和_ 。3、物体由于、物体由于 而具有的能叫做弹性势能。而具有的能叫做弹性势能。决定弹性势能大小的因素决定弹性势能大小的因素_。 被举高被举高物体被举高的高度物体被举高的高度质量质量发生形变发生形变弹性形变的大小弹性形变的大小1.1.物质是由分子组成的。物质是由分子组成的。2.2.分子在不停的做无规则运动。分子在

2、不停的做无规则运动。3.3.分子间存在着相互作用力。分子间存在着相互作用力。2 2、分子动理论的基本内容是什么、分子动理论的基本内容是什么? ?分子有能量吗?分子有能量吗?观察对比观察对比: :运动着的物体具有动能运动着的物体具有动能运动着的分子呢运动着的分子呢? ?想一想一想想? ?结论结论: :运动着的分子也动能运动着的分子也动能. .我在动我在动,也有动也有动能噢!能噢!分子作无规则运动而具有的能叫做分子作无规则运动而具有的能叫做分子动能分子动能。石石块块和和地地球球互互相相吸吸引引具具有有势势能能互互相相吸吸引引的的分分子子也也有有势势能能吗吗? ?石石块块由由于于地地球球吸吸引引而而

3、下下落落结论:结论: 互相吸互相吸引的分子也引的分子也具有势能具有势能!讨论:讨论:互相排斥的分子之间有没有势能互相排斥的分子之间有没有势能?结论:结论:互相排斥的分子也具有势能。互相排斥的分子也具有势能。被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能势能。由于分子间存在着相互作用力而由于分子间存在着相互作用力而具有的能叫做具有的能叫做分子势能分子势能.定义定义:物体内部所有分子:物体内部所有分子动能动能与分子与分子势能势能的的总和叫做内能总和叫做内能.内能内能= =所有的(所有的(分子动能分子动能+ +分子势能)分子势能) 探究:探究:向盛有冷水和热水的玻璃杯中分别

4、滴入一滴墨向盛有冷水和热水的玻璃杯中分别滴入一滴墨水,观察哪杯中的墨水扩散的快?水,观察哪杯中的墨水扩散的快? 实验结论实验结论:温度越高,扩散的越快。说明温度越高,扩散的越快。说明分子的热运动越快分子的热运动越快.内能跟温度的关系内能跟温度的关系正因为分子的运动和温度有关,所以分子的运动也正因为分子的运动和温度有关,所以分子的运动也叫做叫做热运动热运动一个物体温度升高时一个物体温度升高时分子动能增大分子动能增大它的分子运动它的分子运动速度速度加快加快组成这个物体的所有组成这个物体的所有分子的动能总和增加分子的动能总和增加它的内能就会增加它的内能就会增加一个物体温度降低时一个物体温度降低时它的

5、内能就会减少它的内能就会减少内能和温度有关,所以内能也叫做内能和温度有关,所以内能也叫做热能热能 内能与温度有关内能与温度有关,温度升高,物体的内能增加。温度升高,物体的内能增加。物体的内能还跟其他因素有关吗物体的内能还跟其他因素有关吗 ? 结论:结论:温度降低,物体的内能减少。温度降低,物体的内能减少。提问:物体内所有分子的动能(EK)和势能(EP)的总和称为物体的内能(E),可以表示为E=N( EK + EP )。从此式可以看出,影响物体内能的因素有EK 、 EP和N。而EK 、 EP 和N又与哪些因素有关呢?影响内能大小的因素影响内能大小的因素EK是分子的平均动能 理解EK应注意这样几点

6、:(1)温度是分子的平均动能大小的标志,温度越高,分子的平均动能就越大;(2)不同种物质的物体,如果温度相同,则它们的分子的平均动能相同;(3)分子的平均动能与宏观物体运动的速度大小无关。EP是分子的势能,其大小取决于物体的体积和状态 当分子间的距离小于时,随着分子间距离的减小,分子势能增大;当分子间的距离大于时,随着分子间距离的增大,分子势能也增大;当分子间的距离等于时,分子的势能最小但要注意不能简单地理解分子势能与物体的体积存在正比或反比的关系。 N是物体内部的分子总数,决定于物体的质量。可见决定物体的内能大小的因素从宏观分析是由物质的质量、温度、体积和物态四个因素所决定的。从微观分析是物

7、体内部的分子总数,物体内部的分子无规则运动剧烈程度,分子间隙。在初中阶段我们只要定性地知道物体的内能与哪些因素有关就行了(这类题型只存在选择题中),不需要对内能进行定量的计算。对于理想气体来说,由于忽略分子力的作用,所以没有分子势能,其内能由物质的量和温度所决定。值得注意的是,影响内能大小的因素和影响内能改变量的因素是完全不同的概念,不能将它们混淆。 影影响响内内能能大大小小的的因因素素物体温度物体温度 同一物体,温度越高,内能越大。同一物体,温度越高,内能越大。 物体质量物体质量 同种物质,相同温度,质量越大,内能越大。同种物质,相同温度,质量越大,内能越大。物体体积物体体积物质状态物质状态

8、物体的温度、质量、体积和状态均不同时,物体的温度、质量、体积和状态均不同时,无法比较内能的大小。无法比较内能的大小。影影响响内内能能大大小小的的因因素素物体内部的分子总数物体内部的分子总数 同种物质,同种物质,物体内部的分子无规则运动剧烈程度物体内部的分子无规则运动剧烈程度相同相同 (相同温度),(相同温度),物体内部的分子总数物体内部的分子总数 越多,内能越大。内能越大。物体内部的分子无规则运动剧烈程度物体内部的分子无规则运动剧烈程度 同一物体,同一物体,物体内部的分子无规则运动剧烈程度物体内部的分子无规则运动剧烈程度 越剧烈剧烈,内能越大,内能越大分子间隙分子间隙分子之间的距离改变,内能改

9、变分子之间的距离改变,内能改变 注意:一切物体在任何情况下都有内能注意:一切物体在任何情况下都有内能冰冷的冰块虽然温度很低冰冷的冰块虽然温度很低,但其内部的但其内部的分子分子仍仍在做无规则运动在做无规则运动,所以它具有动能所以它具有动能.燃烧燃烧的火的火,温度很高温度很高,分子运动很剧烈分子运动很剧烈,当然具有当然具有内能内能思考:高温的火焰有内能,冰块有内能吗?思考:高温的火焰有内能,冰块有内能吗?内能与机械能相同吗?内能与机械能相同吗?内内 能:能:机械能:机械能:分子分子具有的能具有的能物体物体作为整体作为整体所具有的能所具有的能与物体与物体机械运动机械运动有关的能有关的能与物体内与物体

10、内分子的热运动分子的热运动及相及相互作用互作用有关的能有关的能内能不同于机械能,一个物体可以没有机械能,内能不同于机械能,一个物体可以没有机械能,不可能没有内能不可能没有内能例1 质量相等的氢气和氧气,温度相同,不考虑分子间的势能,则A. 氧气的内能较大 B. 氢气的内能较大C. 两者内能相等D. 氢气分子的平均速率较大解析:我们一般将氢气和氧气看作理想气体,因不考虑分子势能,所以物体的内能可表示为E=NEK 。据题意氢气、氧气温度相同,所以两者分子的平均动能相等。当它们质量相同时,氢气分子数大于氧气分子数,所以选项B正确。因为不同物质的分子质量不同,氧气分子质量大于氢气分子的质量,所以当两者

11、平均动能相等时,氢气分子的平均速率较大,所以选项D正确。内能的大小跟物体的温度有关。内能的大小跟物体的温度有关。改变物体温度的方法有哪些呢?改变物体温度的方法有哪些呢?三、改变内能的方法三、改变内能的方法 例例 普通的普通的一一根铁丝,我们能通过哪些方根铁丝,我们能通过哪些方法使它的温度升高?(即使它的内能增加)法使它的温度升高?(即使它的内能增加) A、放在太阳下晒、放在太阳下晒 B、在石头上摩擦、在石头上摩擦 C、放在热水中烫、放在热水中烫 D、放在火上烧、放在火上烧 E、用锤子敲、用锤子敲 F、放在手中捂、放在手中捂 G、用力反复弯折、用力反复弯折 你能对它们进行分类吗?你能对它们进行分

12、类吗?A、放在太阳下晒放在太阳下晒C、放在热水中烫放在热水中烫D、放在火上烧、放在火上烧F、放在手中捂、放在手中捂热传递热传递B、在石头上摩擦、在石头上摩擦E、用锤子敲、用锤子敲 G、用力反复弯折、用力反复弯折做功做功结论:做功和热传递都能改变物体的内能结论:做功和热传递都能改变物体的内能一一. .做功改变物体内能做功改变物体内能搓手时手搓手时手变热了变热了滑下时滑下时摩摩擦发烫了擦发烫了钻木取火钻木取火内能增加了内能增加了压缩空气压缩空气做功做功,使空气的内能增大,使空气的内能增大, ,温度升高温度升高. . 棉花燃烧起来棉花燃烧起来 做功改变物体内能做功改变物体内能 实验实验1 1对物体做

13、功 物体内能增加连接连接 做功改变物体内能做功改变物体内能 实验实验2 2物体对外做功,内能减少链接对外做功内能减少的例子对外做功内能减少的例子链接做功改变内能做功改变内能的例子的例子内能转化机械能内能转化机械能连接1通过通过做功做功使物体温度升高,内能增大使物体温度升高,内能增大摩擦生热摩擦生热(1)(1)擦燃火柴时擦燃火柴时, ,火柴的温度火柴的温度 , ,内能内能 。这是通过。这是通过 的方式的方式 改变改变火柴的内能。火柴的内能。 增大增大(2)(2)将金属块在砂石上迅速地来回将金属块在砂石上迅速地来回摩擦摩擦, ,金属块和砂石的温度金属块和砂石的温度 , ,内能内能 , ,这是通过这

14、是通过 的方式的方式改变物体的内能。改变物体的内能。 升高升高 增大增大升高升高 做功做功做功做功生活中的物理生活中的物理做功改变内能做功改变内能的例子的例子做功改变内能做功改变内能的例子的例子自行车打气,打气筒发热自行车打气,打气筒发热切割钢筋有火星切割钢筋有火星卫星返回舱卫星返回舱铁丝反复的弯折会变热用做功的方式改变物体的内能用做功的方式改变物体的内能(1 1)克服摩擦对物体做功)克服摩擦对物体做功机械能转化为内能,物体机械能转化为内能,物体内能增加内能增加(3 3)压缩气体对气体做功)压缩气体对气体做功机械能转化为内能,气体机械能转化为内能,气体内能增加内能增加(2 2)弯折铁丝对铁丝做

15、功)弯折铁丝对铁丝做功机械能转化为内能,铁丝机械能转化为内能,铁丝内能增加内能增加(4 4)气体膨胀对物体做功)气体膨胀对物体做功内能转化为机械能,内能内能转化为机械能,内能减少减少 1. 1.对物体做功,机械能转化为内能,对物体做功,机械能转化为内能,物体的内能增加。物体的内能增加。2.2.物体对外界做功,内能转化为机械物体对外界做功,内能转化为机械能,内能减少。能,内能减少。用做功的方式改变物体的内能,用做功的方式改变物体的内能,实质是实质是不同形式的能之间的转化。不同形式的能之间的转化。金属勺子放在金属勺子放在热汤中热汤中,温度温度升高升高,内能增内能增加加食品放入电食品放入电冰箱冰箱,

16、温度降温度降低低,内能减小内能减小在太阳的照射在太阳的照射下下,太阳能热水太阳能热水器中的水温度器中的水温度升高升高,内能增加内能增加二二. .改变内能的另一种方法改变内能的另一种方法-热传递热传递热传递改变内能热传递改变内能A.A.物体吸热物体吸热内能增加内能增加B.B.物体放热物体放热温度升高温度升高温度降低温度降低内能减少内能减少讨论讨论: :热传递改变内能的热传递改变内能的实质实质是什么是什么? ?高温物体高温物体高温物体高温物体低温物体低温物体低温物体低温物体转移到转移到转移到转移到( ( ( (不同物体之间不同物体之间不同物体之间不同物体之间) ) ) )高温部分高温部分高温部分高

17、温部分低温部分低温部分低温部分低温部分( ( ( (同一物体之间同一物体之间同一物体之间同一物体之间) ) ) )热传递热传递(1) 条件条件(2) 方向方向(3) 实质实质物体之间存在着温度差物体之间存在着温度差内能的转移内能的转移,内能从高温物内能从高温物体转移到低温物体体转移到低温物体,或从高或从高温部分转移到低温部分温部分转移到低温部分. 从高温处向低温处从高温处向低温处 定义:定义:物理学中物理学中, ,把物体在热传递过程中转把物体在热传递过程中转 移能量的多少叫做热量移能量的多少叫做热量, ,用符号用符号Q Q 表示表示. . 单位:单位:焦耳焦耳, ,即焦即焦(J).(J).注意

18、注意: : (1)(1)热量是热量是过程量过程量, , 不能不能说物体说物体具有具有多少热量多少热量, , 只能说只能说“吸收吸收”或或 “ “放出放出” ” 多少热量。多少热量。(2)(2)热传递过程传递的是能量热传递过程传递的是能量, ,能量的多少用能量的多少用热量来量度热量来量度. .热量热量做功做功和和热传递热传递在改变物体内能上是在改变物体内能上是等等 效的效的。做功和热传递的区别是;做功和热传递的区别是;做功是内能和其他能之间的转化,做功是内能和其他能之间的转化,热传递是内能的转移热传递是内能的转移思考:思考:1、一小杯水和一大桶水,它们的温度相、一小杯水和一大桶水,它们的温度相同

19、,它们的内能是否相同?如果不同,同,它们的内能是否相同?如果不同,哪一个的内能大?哪一个的内能大?物体的内能还与它的质量有关。物体的内能还与它的质量有关。2、若物体吸收热量,内能增加,温度是否、若物体吸收热量,内能增加,温度是否一定升高一定升高?若物体内能增加若物体内能增加,是否一定是吸收了热量是否一定是吸收了热量?3、内能和机械能有什么区别?、内能和机械能有什么区别? 人用力钻人用力钻木,会使物体木,会使物体的温度升高,的温度升高,这是通过什么这是通过什么途径来改变物途径来改变物体内能的体内能的? 饮料和冰块放饮料和冰块放在一起,它们的温在一起,它们的温度会发生化这是通度会发生化这是通过什么

20、途径来改变过什么途径来改变物体内能的物体内能的?你知道下面的例子改变内能的方法吗?你知道下面的例子改变内能的方法吗?请回答6烤火取暖太阳灶烧水取一根粗铁丝,我们有什么办法使粗铁丝取一根粗铁丝,我们有什么办法使粗铁丝的温度升高,内能增加?的温度升高,内能增加?来回弯折铁丝来回弯折铁丝与其它物体与其它物体来回摩擦来回摩擦做做功功用火加热铁丝用火加热铁丝放在太阳下晒放在太阳下晒放在热水中烫放在热水中烫热热传传递递改变物体内能的途径是改变物体内能的途径是做功做功和和热传递热传递。课堂练习:1.改变物体内能的方式有改变物体内能的方式有 和和 .热热传递传递做功做功2.物体内部物体内部 和和 的总和叫做物

21、体的的总和叫做物体的内能内能.物体温度升高物体温度升高 必定必定增加增加,因而这个物体的内能因而这个物体的内能 .所有分子作无规则运动的动能所有分子作无规则运动的动能分子相互作用的势能分子相互作用的势能所有分子的动能总和所有分子的动能总和增加增加3.冬天冬天,用嘴对手呵气用嘴对手呵气,手会暖和手会暖和,这是用这是用 的方法增加了手的内能的方法增加了手的内能,而它的实质是内能在物而它的实质是内能在物体之间体之间 .两手摩擦也能使手暖和两手摩擦也能使手暖和,这这是用是用 的方法增加手的内能的方法增加手的内能,在这过在这过程中程中, 能转化为内能能转化为内能.转转 移移 热热传递传递做做 功功机械能

22、机械能请回答4.请请回回答答5.6.练习练习: :1 1、下列事例中、下列事例中, ,不能说明分子不停地做无规则不能说明分子不停地做无规则运动的是运动的是( ( ).).A.A.打开醋瓶打开醋瓶, ,不久满屋子都闻到醋的酸味不久满屋子都闻到醋的酸味 B. B. 汽车驶过马路后汽车驶过马路后, ,灰尘在路面上空飞舞灰尘在路面上空飞舞C.C.衣柜中的樟脑衣柜中的樟脑, ,过一段时间后体积变小甚至消过一段时间后体积变小甚至消失了失了B2 2 、物体的内能是指、物体的内能是指( ( ).).A.A.物体做机械运动所具有的能物体做机械运动所具有的能 B. B. 物体中个别分子运动所具有的能物体中个别分子

23、运动所具有的能C.C.物体内分子定向移动所具有的能物体内分子定向移动所具有的能 D.D.物体内无规则运动的分子所具有的能的总物体内无规则运动的分子所具有的能的总和和D3、关于内能、关于内能,下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ).A.温度高的物体具有内能温度高的物体具有内能,温度低的物体不具有内能温度低的物体不具有内能B. 温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多内能多C.设飞机在高空飞行时设飞机在高空飞行时,机舱里一罐饮料的内能为机舱里一罐饮料的内能为E1,飞飞机停在机场后,这罐饮料的内能为机停在机场后,这罐饮料的内能为E2.若饮

24、料的温度不变若饮料的温度不变,则则E2等于等于E1D.0的水变成的水变成0的冰的冰,温度不变温度不变,所以内能不变所以内能不变C4、在下列过程中、在下列过程中,不靠热传递不靠热传递,然而使物体内能增然而使物体内能增加的是加的是( ).A.冬天用力搓手冬天用力搓手,使其暖和使其暖和 B. 火药燃气爆发使炮弹出膛火药燃气爆发使炮弹出膛C.放在热汤中的铁勺放在热汤中的铁勺,很快连勺把都变得烫手了很快连勺把都变得烫手了 D.灌开水后暖瓶塞跳出瓶口灌开水后暖瓶塞跳出瓶口,再盖上去就跳不起来再盖上去就跳不起来了了A5 5、我们发现一根锯条的温度升高了、我们发现一根锯条的温度升高了, ,则可则可以确定以确定

25、( ( ).).A.A.一定是对它做了功一定是对它做了功 B. B. 一定是对它传了热一定是对它传了热C.C.可能对它做了功可能对它做了功, ,也可能对它传了热也可能对它传了热 D.D.不可能同时对它既做了功不可能同时对它既做了功, ,又传了热又传了热C6、下述哪个事例、下述哪个事例,属于人类对于属于人类对于“对物体对物体做功做功,物体内能会增大物体内能会增大”这一规律的应用这一规律的应用( ).A.钻木取火钻木取火 B. 太阳能热水器太阳能热水器C.利用热水袋取暖利用热水袋取暖 D.车轴由于摩擦发热车轴由于摩擦发热A7 7、关于热量的概念、关于热量的概念, ,下列说法不正确的是下列说法不正确

26、的是( ( ) )A.A.温度越高的物体温度越高的物体, ,放出的热量越多放出的热量越多 B. B. 随着物体温度降低随着物体温度降低, ,它的热量减少它的热量减少C.C.高温物体比低温物体含有的热量多高温物体比低温物体含有的热量多 D.D.只有在热传递过程中只有在热传递过程中, ,物体才可能吸热或物体才可能吸热或放热放热D例例2 2 关于物体的内能,以下说法中正确的是关于物体的内能,以下说法中正确的是A. A. 热量和功都可以作为物体内能的量度热量和功都可以作为物体内能的量度B. B. 物体的速度增大,则分子的动能增大,内物体的速度增大,则分子的动能增大,内能也增大能也增大C. C. 晶体熔化时温度不变,则内能也不变晶体熔化时温度不变,则内能也不变D. D. 对物体做功或向物体传热,都可以改变物对物体做功或向物体传热,都可以改变物体的内体的内 解析:在热传递过程中,物体内能的改变可用热量来量度;在做功过程中,物体内能的改变可用功来量度。热量和功是物体内能改变的量度而不是内能的量度,物体内能是无法定量测定的。所以选项A错D对。物体运动的速度增大,分子做定向运动的速度增大,但分子做无规则运动的情况并没有改变,因而物体的内能没有改变,选项B错。在熔化过程中,分子由最稳定状态变为相对不稳定状态(两种状态相比较),分子的势能将增加,因此物体的将改变,故选项C错。

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