內(nèi)能及其改變

內(nèi)能及其改變1.了解內(nèi)能的概念,知道內(nèi)能與溫度有關(guān)教學(xué)目標(biāo)3.知道熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能2.知道熱量的概念和單位4.知道做功可以改變物體的內(nèi)能1.動能和勢能的概念物體由于運(yùn)動而具有的能叫做動能物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能物體由于彈性形變而具有的能叫做彈性勢能回顧2.分子動理論的初步知識物體是由大量分子組成的分子在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動分子間存在相互作用力。

玩具回力汽車運(yùn)動，其動能是從彈性勢能轉(zhuǎn)化而來的，而真正的汽車開動時它的動能從何而來？運(yùn)動的物體具有動能，那么處于熱運(yùn)動的分子是否具有動能呢？思考受到地球吸引的物體若被舉高，具有重力勢能；分子與分子之間也有相互作用力，分子之間是否也具有勢能？一、內(nèi)能

物理學(xué)中，我們把物體內(nèi)所有分子做無規(guī)則運(yùn)動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。想一想熾熱的鐵水有內(nèi)能,北極的冰山有沒有內(nèi)能任何物體在任何情況下都具有內(nèi)能。內(nèi)能與機(jī)械能相同嗎？內(nèi)能與機(jī)械能不同:機(jī)械能是宏觀的，是物體作為一個整體運(yùn)動所具有的能量，它的大小與機(jī)械運(yùn)動有關(guān)。內(nèi)能是微觀的，是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運(yùn)動快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運(yùn)動是分子在物體內(nèi)的運(yùn)動，而不是物體的整體運(yùn)動。想一想2.比較靜止在地面上的球和運(yùn)動在空中的球所具有的機(jī)械能和內(nèi)能。1.內(nèi)能與機(jī)械能是一回嗎？內(nèi)能的大小跟分子的熱運(yùn)動和分子間相互作用有關(guān)；機(jī)械能跟機(jī)械運(yùn)動有關(guān)，故兩者不是一回事靜止在地面上的球沒有機(jī)械能，運(yùn)動在空中的球具有機(jī)械能；但無論在地上還是在空中，都具有內(nèi)能二、物體內(nèi)能的改變1.內(nèi)能的相關(guān)因素內(nèi)能的大小跟物體的溫度、質(zhì)量、材料、狀態(tài)等有關(guān)；當(dāng)物體溫度升高時，內(nèi)能會增大。a.溫度：在物體的質(zhì)量、材料、狀態(tài)相同時，物體的溫度越高，物體內(nèi)能越大。b.質(zhì)量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時，物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大。c.材料：在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同。d.存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時物體存在的狀態(tài)不同時，物體的內(nèi)能也可能不同。2.內(nèi)能跟溫度的關(guān)系溫度越高分子無規(guī)則運(yùn)動越劇烈組成這個物體的所有分子的動能總和增加這個物體的內(nèi)能也就增加分子的無規(guī)則運(yùn)動就越劇烈分子動能就越大。3.熱量

物理學(xué)中,把物體在熱傳遞過程中傳遞的內(nèi)能的多少叫做熱量(heat),單位是焦耳,即焦(J)。想一想下面的水、木柴的內(nèi)能改變了嗎？這是通過什么方式改變了物體的內(nèi)能？生活中還有哪些現(xiàn)象和這些類似？太陽能熱水器凸透鏡點燃木柴爐子燒水想一想你有過這些體驗嗎？這是通過什么方式改變了物體的內(nèi)能？生活中還有哪些現(xiàn)象和這些類似？小實驗圖1所示，一個配有活塞的厚玻璃管中放一小團(tuán)蘸了乙醚的棉花，在快速向下壓活塞的過程中，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？棉花會著火。因為活塞壓縮空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到乙醚的燃點，導(dǎo)致棉花燃燒小實驗

大口玻璃瓶內(nèi)有一些水，水的上方有水蒸氣，給瓶內(nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳起時，觀察瓶內(nèi)有什么變化？為什么？當(dāng)瓶塞跳起時，瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧。瓶塞跳起時，空氣推動瓶塞對瓶塞做功，內(nèi)能減小，溫度降低，空氣中的水蒸氣遇冷液化熱傳遞改變物體內(nèi)能的效果A.物體吸熱內(nèi)能增加B.物體放熱溫度升高溫度降低內(nèi)能減少熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)高溫物體低溫物體內(nèi)能轉(zhuǎn)移到(不同物體之間)高溫部分低溫部分(同一物體之間)熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移內(nèi)能轉(zhuǎn)移到做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的小結(jié)：1.內(nèi)能的定義1.物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運(yùn)動的

和分子相互作用的

的總和。叫物體的內(nèi)能。動能勢能2.改變內(nèi)能的方法

和

,兩者是

的。熱傳遞等效做功3.熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移4.做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能之間的相互轉(zhuǎn)化?！鵁崃坎皇菬崮埽挥性跓醾鬟f中才用它來量度內(nèi)能變化了多少。沒有發(fā)生熱傳遞就沒有熱量可言?！飳ξ矬w做功，物體的內(nèi)能會增大。（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）★物體對外做功：物體的內(nèi)能會減小。（內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）練一練1.【2009?雅安中考】下列屬于通過做功途徑改變物體內(nèi)能的是()A．在火爐上燒水，水溫升高 B．感冒發(fā)燒，用冷毛巾敷額頭C．用氣筒給輪胎打氣，氣筒壁發(fā)熱D．炎熱的夏天，柏油路面溫度升高C解析：選C。火爐燒水，熱量從火爐上傳到水上，冷毛巾敷額頭，熱量從頭上傳遞到毛巾上，太陽光把柏油路曬熱，都屬于熱傳遞改變內(nèi)能；用氣筒給輪胎打氣，活塞壓縮空氣做功，還要克服摩擦做功，氣筒內(nèi)能增加，溫度升高，故選C。2.（2009·龍巖中考）下列關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能的說法正確的是（）A．0℃的冰可從0℃的水中吸熱B．100℃水的內(nèi)能比0℃水的內(nèi)能大C．水的溫度越高，所含熱量越多D．物體的內(nèi)能不會為零D解析：選D。熱傳遞的條件是物體間存在溫度差，冰和水的溫度相同，不能發(fā)生熱傳遞，故A錯；內(nèi)能的大小除了跟溫度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量、體積、狀態(tài)有關(guān)，故B錯；熱量是個過程量，不能說一個物體“具有”、“含有”熱量，故C錯；任何物體都有內(nèi)能，D正確。3.關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是（）A.物體運(yùn)動得越快，內(nèi)能越大B.物體舉得越高，內(nèi)能越大