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第十六章:热与能 第二节 内 能
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物体由于弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
动能和势能的概念 复习 物体由于运动而具有的能叫做动能; 物体由于被举高而具有的能叫做重力势能 物体由于弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 分子动理论的初步知识 物体是由分子组成的 分子在不停地做无规则的运动 分子间存在相互作用力。
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物体由于做机械运动而具有机械能,物体内大量分子也在不停地运动着,而且分子间也存在相互作用的力。分子是否也具有能呢?
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这组事物具有什么共同点? 共同点:运动着的 运动着的篮球具有 。 动 能 动能 运动着的分子具有 。
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共同点: 互相吸引 自由下落的石块和地球互相吸引具有 。 互相吸引的分子 具有 。 势 能 势 能
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共同点: 互相排斥 互相排斥的分子 具有 。 被压缩的弹簧因各部分 互相排斥具有 。 势 能 势 能
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分子动能 分子势能 类 比 法 将未知事物跟已知事物进行比较,根据它们的相同或相似,推知未知事物也可能有某种属性,这是科学研究的一种重要方法。
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物体内部所有的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
一、内能的定义 物体内部所有的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
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内能与机械能相同吗? 1、内 能: 2、机械能: 内能是物体与分子有关的能 内能是与物体内分子的热运动及相互作用力有关的能
1、内 能: 内能是物体与分子有关的能 内能是与物体内分子的热运动及相互作用力有关的能 2、机械能: 机械能是--物体作为整体所具有的能 机械能是--是与物体机械运动有关的能 内能不同于机械能;物体内能的大小与机械能无关
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内能与机械能的关系 内能不同于机械能; 物体内能的大小与机械能大小无关; 物体的机械能可零,但物体内能不能为零。
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注意: 1、内能是指 物体 的内能,而不是分子的。 2、内能具有不可测量性。
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什么样的物体具有内能? 一切物体,不论温度高低 都具有内能。 一切物质内部的分子都在永不停息地做无规则运动,那么一切物质都具有内能 讨论交流
内能的单位:焦耳(J)
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注意:0℃的物体也有内能
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想一想 炽热的铁水有内能,北极的冰山有没有内能 一切物体在任何情况下都具有内能。
因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动,因而具有动能。分子之间有相互作用的力,因而具有势能。
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二内能大小与哪些因素有关? 哪种情况下内能比较大?为什么? 同一灯泡在不发光和发光两种情况下,内能是否相同?
等量热水和冷水的内能,内能是否相同? 温度较低 温度较高 哪种情况下内能比较大?为什么?
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1、同一物体的温度越高,内能越大。反之,同一物体的温度越低, 内能越小
分子无规则运动越剧烈 分子动能越大 组成这个物体的 所有分子的动能总和增加 这个物体的内能增大
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一杯75℃的水比一桶20℃的水的内能大吗?为什么?
二内能大小与哪些因素有关? 一桶20℃的水 一杯75℃的水 一杯75℃的水比一桶20℃的水的内能大吗?为什么?
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想一想: 物体的内能还与哪些因素有关? 2、对同一种物质,质量越大,物体内部分子数目越多,所以分子动能和势能的总和也会越大,即内能也大。
3、对同一种物质,体积发生变化,分子之间的距离发生变化,则分子间相互作用力的强弱也会发生变化,故分子势能发生变化,内能也跟着变化 4、当物质的状态发生变化,分子之间的距离也会发生变化,则分子间相互作用力的强弱也会变化,所以分子势能发生变化,内能也变化
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小结:影响内能大小的因素 分子无规则运动的剧烈程度 温度 分子动能 体积和状态 分子间的作用力 分子间的距离 分子势能 质量 分子个数
物质的种类 分子的质量
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结论: ★同一物体,温度越高,内能越多。 ★★同种物质,相同温度,质量越大,内能越大。
★★★物体的温度、质量、体积和状态均不同,是无法比较内能大小。
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内能的大小跟物体的温度、质量、体积、状态等有关;当物体温度升高时,内能会增大。
二、影响物体内能的因素 内能的大小跟物体的温度、质量、体积、状态等有关;当物体温度升高时,内能会增大。
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三、改变内能的方法 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?
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例 普通的一根铁丝,我们能通过哪些方法使它的温度升高?(即使它的内能增加)
例 普通的一根铁丝,我们能通过哪些方法使它的温度升高?(即使它的内能增加) A、放在太阳下晒 B、在石头上摩擦 C、放在热水中烫 D、放在火上烧 E、用锤子敲 F、放在手中捂 G、用力反复弯折
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B、在石头上摩擦 E、用锤子敲 G、用力反复弯折 做功 A、放在太阳下晒 C、放在热水中烫 D、放在火上烧 F、放在手中捂 热传递 结论:做功和热传递都能改变物体的内能
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热传递:温度不同的两个物体互相接 触时,低温物体温度升高,高温物体 温度降低,这个过程叫做热传递。
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热传递 将铁丝放在热水中 1、热传递的方式改变物体的内能 铁丝: 吸收热量,内能增加; 热水: 放出热量,内能减少。 2、热传递的条件: 是物体之间有温度差。 3、热传递方向: 内能从高温物体 向低温物体传递 4、热传递的过程实质:是 的过程,而 传递温度。 内能转移 不是
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1.热传递改变内能 内能增加 A.物体吸热 温度升高 内能减少 B.物体放热 温度降低 讨论:热传递改变内能的实质是什么? (不同物体之间)
转移到 (不同物体之间) 高温物体 低温物体 内能发生转移 (同一物体不同部分之间) 高温部分 低温部分 热传递过程的实质:是 内能转移 的过程,而不是传递温度。
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物理学中,把物体在热传递过程中传递的内能的多少叫做热量(heat),单位是焦耳,即焦(J).
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热 量 不能说:一个物体含有或具有多少热量 1、热量是一个过程量,它对应于热传递的过程。 即 2、内能是一个状态量,可以说它具有多少内能。
热 量 注意 1、热量是一个过程量,它对应于热传递的过程。 一个物体的温度即使很高,也不能说它含有的热量多。 不能说:一个物体含有或具有多少热量 只能说:一个物体吸收了多少热量或放出了多少热量 即 2、内能是一个状态量,可以说它具有多少内能。
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例1、热量、内能与温度的区别 夏天天气真热,这个“热”字表示 ; 摩擦生热,这个“热”字表示 ; 烧煤时向外放 热,这个“热”字表示 。
夏天天气真热,这个“热”字表示 ; 摩擦生热,这个“热”字表示 ; 烧煤时向外放 热,这个“热”字表示 。 温度 内能 热量
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2、改变物体内能的方式二:做功 古时钻木取火 天冷了,搓搓手。 哟!屁股好烫呀! 结论1:对物体做功,物体的内能增加
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小实验 图1所示,一个配有活塞的厚玻璃管中放一小团蘸了乙醚的棉花,在快速向下压活塞的过程中,会出现什么现象?为什么? 棉花会着火。
因为活塞压缩空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到乙醚的燃点,导致棉花燃烧
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1、为什么选择用乙醚浸过棉花? 乙醚的着火点低,属于易燃物 。 2、压动活塞时,有没有做功?谁对谁做功? 活塞对空气做功 3、能量如何转化? 机械能→内能 筒内空气的内能增大,温度升高。 4、棉花燃烧的原因? 达到乙醚的着火点 5、增大空气内能的方法? 对空气做功,空气内能增大
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1、来回拉绳子的过程中,有没有做功? 克服摩擦做功 2、能量如何转变? 机械能→内能 3、乙醚有什么变化? 内能增大,温度升高,乙醚汽化 。 4、乙醚内能增大的方法? 对物体做功,物体的内能增大。
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5、橡皮塞为什么会跳起? 乙醚蒸气膨胀,将塞子推出。 6、这个过程中有没有做功?谁对谁做功? 乙醚蒸气对塞子做功 7、能量如何转变? 乙醚蒸气的内能→塞子的机械能。 8、乙醚的内能如何变化?什么原因? 物体对外做功,物体的内能减小。
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结论2:物体对外做功,物体的内能减少。 白雾 瓶塞做功 减小 降低 液化 小实验
大口玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气,给瓶内打气,当瓶塞跳起时,观察瓶内有什么变化?为什么? 当瓶塞跳起时,瓶内出现 。 瓶塞跳起时,空气推动瓶塞对 , 内能 ,温度 ,空气中的水蒸气遇冷 白雾 瓶塞做功 减小 降低 液化 结论2:物体对外做功,物体的内能减少。
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小结: 1、做功能改变物体内能。 2、做功过程中,是机械能 与内能 相互转化过程。 3、对物体做功,物体内能增加 物体对外做功,内能减少。
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练一练 1、【2009•雅安中考】下列属于通过做功途径改变物体内能的是( ) A.在火炉上烧水,水温升高 C B.感冒发烧,用冷毛巾敷额头
1、【2009•雅安中考】下列属于通过做功途径改变物体内能的是( ) A.在火炉上烧水,水温升高 B.感冒发烧,用冷毛巾敷额头 C.用气筒给轮胎打气,气筒壁发热 D.炎热的夏天,柏油路面温度升高 C
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2、0℃水凝固成0℃冰,温度( ), 质量( ), 体积( ), 内能( )。 不变 不变 变大 变小 3、0℃冰熔化成0℃水,内能( )。 变大
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4、(2009·龙岩中考)下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.0℃的冰可从0℃的水中吸热 B.100℃水的内能比0℃水的内能大 C.水的温度越高,所含热量越多 D.物体的内能不会为零 D
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5、 关于物体的内能,下列说法正确的是( ) A. 物体运动得越快,内能越大 B. 物体举得越高,内能越大 C. 物体运动得越快,举得越高,内能越大 D. 物体温度越高,内能越大 D
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用打气筒打气时,过一会筒壁会热起来,这是为什么?
6. 用打气筒打气时,过一会筒壁会热起来,这是为什么? 打气时活塞压缩空气做功, 使筒内空气内能增加,温度 升高;克服活塞与筒壁间的 摩擦做功也使筒壁内能增加, 所以筒壁就会热起来. 请回答
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祝你学习愉快!
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