第一講 物體的內(nèi)能

第一講內(nèi)能一、知識點熱傳遞1、定義熱可以從溫度高的物體傳到溫度低的物體，或者從物體的高溫部分傳到低溫部分。這種現(xiàn)象叫做熱傳遞。2、熱傳遞的條件只要物體之間或同一物體的不同部分存在溫度差就會有熱傳遞發(fā)生，并且一直持續(xù)到溫度相同時為止。3、熱傳遞的方式熱傳遞的方式有傳導(dǎo)、對流和輻射三種方式傳導(dǎo)對流輻射區(qū)別傳熱特點熱沿物體傳導(dǎo)靠物質(zhì)流動傳熱沿直線傳熱媒介物質(zhì)固體傳熱的主要方式液體、氣體傳熱的主要方式不需要媒介物質(zhì)，可在真空中進行相同點必須有溫度差才能進行熱總是從溫度高的地方傳向溫度低的地方三、內(nèi)能：1、分子動能分子在不停地做無規(guī)則熱運動，因此分子具有動能；物體溫度越高，分子運動越快，其平均動能越大。2、分子勢能由于分子間具有一定的距離，存在相互作用力，所以分子間具有勢能。3、內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。物體在任何情況下都有內(nèi)能：既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用，那么內(nèi)能是無條件的存在著。4、影響內(nèi)能的因素=1\*GB3①溫度：影響物體內(nèi)能的最主要因素，在物體的質(zhì)量、材料、狀態(tài)相同時，溫度越高物體內(nèi)能越大。=2\*GB3②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。=3\*GB3③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。=4\*GB3④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。如晶體熔化，水沸騰時，吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增加；晶體凝固時，放出熱量，溫度不變，內(nèi)能減少。5、改變物體內(nèi)能的兩種方式：A、做功①外界對物體做功，物體的內(nèi)能會增大（例如：摩擦生熱）；物體對外做功，物體內(nèi)能會減小。（例如：通過活塞向盛有水的燒瓶里打氣，當(dāng)活塞從瓶口跳起時，燒瓶中出現(xiàn)“白霧”）②實質(zhì)：能量從一種形式的能（其它形式的能）轉(zhuǎn)化為另一種形式的能。（內(nèi)能）B、熱傳遞=1\*GB3①熱傳遞：溫度不同的兩個物體互相接觸，熱量從高溫物體向低溫物體，低溫物體溫度升高，高溫物體溫度降低的過程叫熱傳遞。=2\*GB3②熱傳遞條件：物體之間有溫度差。=3\*GB3③傳遞方向：能量從高溫物體傳遞到低溫物體。=4\*GB3④熱傳遞的結(jié)果：高溫物體溫度降低，內(nèi)能減少；低溫物體溫度升高，內(nèi)能增加；持續(xù)到兩物體的溫度相同為止。C、熱量：Q定義：在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫做熱量。單位：焦耳，符號是J。實質(zhì)：能量(內(nèi)能)從高溫物體傳到低溫物體或者從同一物體的高溫部分傳到低溫部分的過程。(也就是說內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移，能的形式并未發(fā)生變化)※做功和熱傳遞，它們對于改變物體的內(nèi)能是等效的。四、熱量、溫度和內(nèi)能的關(guān)系：“熱量不能含、溫度不能傳、內(nèi)能不能算”①熱量是一個過程量，只有發(fā)生了熱傳遞過程，有了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，才能討論熱量問題。所以物體本身沒有熱量，不能說某個物體具有多少熱量，更不能比較兩個物體熱量的大小。②內(nèi)能是一個狀態(tài)量，但是它具有不可測量性，所以不能說物體具有多少的內(nèi)能。③在熱傳遞過程中，熱量從高溫物體傳到低溫物體，而不能說將高溫物體的溫度傳遞給了低溫物體。④溫度、內(nèi)能、熱量是熱學(xué)中三個重要的物理量。它們之間既有區(qū)別，又有聯(lián)系。熱量的大小與物體內(nèi)能的多少、物體溫度的高低沒有關(guān)系?！矬w的內(nèi)能與機械能的比較內(nèi)能機械能定義物體中所有分子熱運動動能與分子勢能的總和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱決定因素與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測量無法測量可測量本質(zhì)微觀分子的運動和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運動和相互作用的結(jié)果運動形式熱運動機械運動聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒二、精選練習(xí)題【典例】1．小林同學(xué)通過觀察發(fā)現(xiàn)，汽車的排氣管位于汽車的底盤下面，通過查閱相關(guān)資料他還了解到：汽車發(fā)動機內(nèi)的燃料燃燒時產(chǎn)生的內(nèi)能除了一部分轉(zhuǎn)換為機械能之外，還有相當(dāng)一部分直接從排氣管中直接由煙氣帶走了。小林思考如果這部分能量能利用起來該多好呀，于是他想到了一個辦法如圖所示：他將原來的直排氣管中部制成螺旋形，讓這段螺旋管通過水箱中的水，這樣，司機勞累一天后，就可以享用這些熱水了，真是一舉兩得。請你根據(jù)以上敘述，回答以下問題：（1）小林同學(xué)設(shè)計的這個螺旋狀的排煙管的好處是什么？（2）從排氣管中排出的煙氣溫度比改造前的溫度要低還是高，并解釋其原因。2．在嚴寒的冬天，當(dāng)覺得自己的手很冷時，常常會向手上呵氣或兩只手相互搓，請分析說明這兩個動作的道理?！咀兪接?xùn)練】1．下列事例中，屬于通過做功改變內(nèi)能的是（）A．冬天里人們經(jīng)常用熱水袋取暖 B．兩手相互摩擦，會感到手發(fā)熱 C．圍著火爐烤火，身體感到暖和 D．金屬勺在熱湯中放一會就燙手2．如圖所示的事例中，通過熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能的是（）A．鋸木頭鋸條發(fā)熱 B．劃火柴火柴燃燒 C．燒水時水溫升高 D．鐵絲來回彎折處發(fā)熱3．關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（）A．0℃的物體沒有內(nèi)能 B．溫度越高的物體，具有的內(nèi)能越大 C．內(nèi)能不等的物體接觸時可能不發(fā)生熱傳遞 D．物體的溫度越高，所含熱量越多4．根據(jù)表格的內(nèi)容和相關(guān)的知識，下列說法正確的是（）物體質(zhì)量溫度甲鐵塊0.5kg0℃乙鐵塊1kg50℃丙鐵塊2kg100℃丁鐵塊1kg100℃A．丙鐵塊與丁鐵塊接觸不會發(fā)生熱傳遞 B．甲鐵塊不具有內(nèi)能 C．若乙鐵塊的溫度升高，則一定是吸收了熱量 D．乙鐵塊與甲鐵塊接觸會發(fā)生熱傳遞是因為乙鐵塊內(nèi)能大于甲鐵塊的內(nèi)能5．如圖所示，向試管內(nèi)倒入少量水，用膠塞蓋住試管口，然后將試管固定在鐵架臺上。用酒精燈給試管加熱一段時間后，膠塞從試管口飛出，試管口附近出現(xiàn)白霧。關(guān)于這個實驗，下列敘述中正確的是（）A．酒精燈給試管中的水加熱是通過做功的方式改變了水的內(nèi)能 B．試管內(nèi)的水蒸氣推動塞子彈出時，水蒸氣的內(nèi)能向塞子的機械能轉(zhuǎn)化 C．水蒸氣對塞子做功時，水蒸氣的內(nèi)能增加，溫度升高 D．試管口出現(xiàn)的白霧是空氣中的水蒸氣汽化形成的6．關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法不正確的是（）A．一個物體的溫度升高，內(nèi)能一定增大 B．物體吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度不一定升高 C．一切物體都具有內(nèi)能，內(nèi)能的大小與物體速度無關(guān) D．熱傳遞過程中，熱量不可能從內(nèi)能少的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能多的物體7．下列過程中，物體內(nèi)能改變的方式與其他三項不同的是（）A．放在熱水里的湯勺，一會兒變熱了 B．云中的小冰粒下落過程中溫度越來越高，變成了雨滴 C．火箭發(fā)射過程中外殼與大氣摩擦后溫度越來越高 D．把鐵絲反復(fù)彎折，彎折處的溫度越來越高8．下列關(guān)于內(nèi)能、熱量和溫度的說法，正確的是（）A．溫度高的物體含有的熱量多 B．熱傳遞只能從內(nèi)能大的物體傳給內(nèi)能小的物體 C．一杯開水慢慢變涼，其內(nèi)能減小 D．一個物體內(nèi)能增大，一定吸收了熱量9．如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，迅速壓下活塞，觀察到硝化棉燃燒起來。關(guān)于該實驗，下列說法正確的是（）A．硝化棉被點燃，表明筒內(nèi)氣體的溫度升高 B．下壓活塞的過程中，筒內(nèi)氣體內(nèi)能減小 C．下壓活塞的過程中，筒內(nèi)氣體對活塞做了功 D．下壓活塞的過程中，氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能10．一冰塊先后經(jīng)歷了以下三個過程：①﹣10℃的冰到0℃的冰，吸收熱量Q1；②0℃的冰變?yōu)?0℃的水，吸收熱量Q2；③10℃的水到20℃的水，吸收熱量Q3。已知c冰＜c水，在整個過程中質(zhì)量保持不變，不考慮熱量散失，則（）A．Q1＜Q2＝Q3 B．Q1＜Q2＜Q3 C．Q1＜Q3＜Q2 D．Q1＝Q2＝Q311．2022年4月16日，“神舟十三號”載人飛船返回艙成功著陸。飛船距離地面幾十千米的時候，會和大氣層高速摩擦，這主要是通過（填“做功”或“熱傳遞”）的方式來改變返回艙的內(nèi)能，此時，返回艙的內(nèi)能（填“增大”或“減小”）。12．如圖為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機在兩秒鐘內(nèi)達到起飛速度。氣缸內(nèi)蒸汽體積膨脹，對外做功，內(nèi)能（填“增大”、“減少”或“不變”），推動活塞運動，使艦載機獲得巨大的能。13．如圖所示的是古人鍛造鐵器的場景，共經(jīng)歷了①加熱、②鍛打和③淬火三個過程。其中屬于利用做功的方式改變物體內(nèi)能的是（填序號）。14．4月16日9時56分，神丹十三號載人飛船返回艙成功著陸。我們觀察到著陸的返回艙的表面有明顯的灼燒痕跡，是因為返回艙進入大氣層時與空氣劇烈摩擦，通過方式增大了返回艙的內(nèi)能，進而溫度升高。返回艙在落回地面的過程中機械能是（選填“守恒”或“不守恒”）的?？臻g站沿橢圓軌道環(huán)繞地球運行，由近地點向遠地點運動時（忽略質(zhì)量變化），速度會減小，它的動能將（選填“增大”“減小”或“不變”）。15．“熱”字有多種含義，在物理學(xué)中有時表示溫度，有時表示熱量，有時表示內(nèi)能。則“熔化吸熱凝固放熱”中的“熱”表示的是；“今天的石家莊是有史以來最熱的一天”中的“熱”表示的是；“摩擦生熱”中的“熱”表示的是。16．如圖所示，拿一個大口玻璃瓶，瓶內(nèi)裝少量的水，用塞子塞緊，通過塞子上的開口往瓶里打氣。（1）當(dāng)塞子從瓶口跳起來時，可以看到瓶內(nèi)會出現(xiàn)。（2）產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是：瓶內(nèi)的空氣膨脹做功時，內(nèi)能，溫度，使瓶內(nèi)空氣中的水蒸氣（填物態(tài)變化名稱）成小水珠。（3）由此實驗及其它大量實驗可以得出這樣一個結(jié)論：。17．如圖所示，甲裝置厚玻璃筒內(nèi)放一小團硝化棉，乙裝置燒瓶內(nèi)盛少量水，認真思考并回答下列問題：（1）甲、乙兩實驗是用來演示可以改變物體的內(nèi)能。（2）在甲實驗裝置中，迅速壓下活塞，你觀察到的現(xiàn)象是。（3）在乙實驗裝置中，用打氣筒往瓶內(nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳起時，觀察到瓶內(nèi)有白霧產(chǎn)生，這說明瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能了。18．探究改變物體內(nèi)能的方式。在壓縮空氣引火儀的玻璃筒底部，放入一小團干燥的硝化棉，用力將活塞迅速下壓，玻璃筒內(nèi)的空氣溫度升高，空氣的內(nèi)能（選填“增加”或“減少”），空氣的內(nèi)能是通過方式改變的，在這一過程中能轉(zhuǎn)化為能。筒內(nèi)的硝化棉由于溫度升高達到著火點而燃燒，硝化棉內(nèi)能是通過方式改變的。19．火