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12.1　内能
学习目标 1. 了解内能的概念，知道内能的单位。 2. 能简述内能与温度的关系，知道对于同一物体，温度越高，内能越多，温度越低，内能越少。 3. 知道做功和热传递可以改变物体的内能。 4. 通过机械能认识内能，领会其中的类比方法。 5. 经历用热传递和做功方式改变物体内能的活动过程。
任务一　物体的内能
将未知事物与已知事物进行比较，根据它们的相同之处或相似性，推测未知事物也可能有某种相似的属性，这是科学研究的一种重要方法——类比法。思考并回答下列问题。
问题1：运动的篮球具有动能，那么运动着的分子也具有　动能　。
问题2：自由下落的苹果和地球互相吸引具有势能，那么互相吸引的分子也具有　势能　。
问题3：被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能，那么互相排斥的分子也具有　势能　。
问题4：分子内部的能量与什么因素有关？
答：温度、质量、物体的状态等。
1. 在物理学中，把物体内所有分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
2. 内能的单位：焦耳，简称焦，符号 J。
3. 主要影响因素
(1)温度：温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。
(2)质量：同种物质在温度、状态均相同时，质量大的物体内能大。
(3)其他：物体的内能与其材料、状态(固、液、气)也有关。
4. 一切物体在任何温度下都有内能。
点拨：(1)内能是指物体的内能，不是分子的。内能是物体内所有分子共同具有的动能和势能的总和，不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。
(2)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。
知识拓展：内能与机械能的区别与联系
能量 内能 机械能
区别 定义 物体内所有分子动能与分子势能的总和 物体所具有的动能和势能的总和
影响因素 物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类 物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度
研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体
存在条件 永远存在 物体运动时，被举高时，发生弹性形变时
联系 物体无论是否具有机械能，一定具有内能； 物体的内能和机械能之间可以互相转化
【应用1】关于物体的内能，下列说法正确的是(　D　)
A. 物体运动得越快，内能越大
B. 物体被举得越高，内能越大
C. 零摄氏度的物体没有内能
D. 物体温度越高，内能越大
特别提醒：内能是物体内部所有分子具有的能量，机械能是宏观物体所具有的能量，要将二者区别开来。
任务二　改变物体内能的方式
【提出问题】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？
(一)用做功的方式改变物体的内能
【演示实验】拿一个大口的厚玻璃瓶，瓶内装入少量的水，用塞子塞紧。在瓶内水上方的空气中，由于水的蒸发而产生一定量的水蒸气，用打气机通过塞子上的孔往瓶里打气，观察当塞子从瓶口跳起时容器中有什么现象发生。
活动1：实验现象
当塞子跳起时，可以看到容器中出现了大量的　白雾　。
活动2：原因分析
这是因为瓶内空气膨胀推动塞子　做功　时，内能　减少　，温度　降低　，使水蒸气遇冷　液化　成小水滴，形成了雾。
活动3：规律总结
实验现象表明：物体对外　做功　，物体的内能会　减少　，温度会　降低　。
(二)用热传递的方式改变物体的内能
如图所示，通过回答下列问题我们来探究热传递怎样改变物体的内能。
　　
问题1：发生热传递的条件是什么？
答：发生热传递的条件是两物体或同一物体的不同部分之间存在着温度差。
问题2：热传递有哪几种方式？
答：热传递有传导、对流和辐射三种方式。
问题3：热传递的方向是怎样的？
答：热传递的方向是内能从高温物体传到低温物体，或由物体的高温部分传到低温部分。
问题4：图甲是通过　传导　使水的内能增加，图乙是通过　对流　使水的内能增加，图丙是通过　辐射　使水的内能增加。
1. 热传递：内能从高温物体传到低温物体，或者从同一物体的高温部分传到低温部分。
2. 热传递的方式：传导——热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分；对流——靠液体或气体的流动来传热；辐射——物体以电磁波或粒子的形式向外传递热。
3. 对热传递的理解
条件 不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差
方向 由高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分
过程
最终状态 温度相同，没有温度差
实质 是能量的转移，能量的形式并未发生变化
知识拓展：热传递和做功改变物体内能的区别与联系
方式 热传递 做功
实质 能量的转移 能量的转化
条件 存在温度差 —
规律 物体吸热，内能增加；物体放热，内能减少 外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少
实例 哈气取暖，用热水袋或烤火来取暖，冬天晒太阳感觉暖和，利用太阳能热水器“烧水” 锯木头时锯条变热，搓手取暖，钻木取火，摩擦生热
判断方法 由高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分 通过关键词“搓手”“压缩”　“摩擦”“锻打”“拧弯”等动词判断
说明 热传递和做功在改变物体的内能上是等效的
【应用2】中秋佳节，广东人有“打糍粑”的习俗。打糍粑首先要将糯米蒸熟。下列实例中与“蒸糯米”时改变糯米内能的方式相同的是(　A　)
A. 用热手袋暖手　　　　
B. 古时钻木取火
C. 冬天搓手取暖
D. 流星划过天空
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学习目标 1. 了解内能的概念，知道内能的单位。 2. 能简述内能与温度的关系，知道对于同一物体，温度越高，内能越多，温度越低，内能越少。 3. 知道做功和热传递可以改变物体的内能。 4. 通过机械能认识内能，领会其中的类比方法。 5. 经历用热传递和做功方式改变物体内能的活动过程。
任务一　物体的内能
将未知事物与已知事物进行比较，根据它们的相同之处或相似性，推测未知事物也可能有某种相似的属性，这是科学研究的一种重要方法——类比法。思考并回答下列问题。
问题1：运动的篮球具有动能，那么运动着的分子也具有 。
问题2：自由下落的苹果和地球互相吸引具有势能，那么互相吸引的分子也具有 。
问题3：被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能，那么互相排斥的分子也具有 。
问题4：分子内部的能量与什么因素有关？
1. 在物理学中，把物体内所有分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
2. 内能的单位：焦耳，简称焦，符号 J。
3. 主要影响因素
(1)温度：温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。
(2)质量：同种物质在温度、状态均相同时，质量大的物体内能大。
(3)其他：物体的内能与其材料、状态(固、液、气)也有关。
4. 一切物体在任何温度下都有内能。
点拨：(1)内能是指物体的内能，不是分子的。内能是物体内所有分子共同具有的动能和势能的总和，不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。
(2)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。
知识拓展：内能与机械能的区别与联系
能量 内能 机械能
区别 定义 物体内所有分子动能与分子势能的总和 物体所具有的动能和势能的总和
影响因素 物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类 物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度
研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体
存在条件 永远存在 物体运动时，被举高时，发生弹性形变时
联系 物体无论是否具有机械能，一定具有内能； 物体的内能和机械能之间可以互相转化
【应用1】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. 物体被举得越高，内能越大
C. 零摄氏度的物体没有内能
D. 物体温度越高，内能越大
任务二　改变物体内能的方式
【提出问题】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？
(一)用做功的方式改变物体的内能
【演示实验】拿一个大口的厚玻璃瓶，瓶内装入少量的水，用塞子塞紧。在瓶内水上方的空气中，由于水的蒸发而产生一定量的水蒸气，用打气机通过塞子上的孔往瓶里打气，观察当塞子从瓶口跳起时容器中有什么现象发生。
活动1：实验现象
当塞子跳起时，可以看到容器中出现了大量的 。
活动2：原因分析
这是因为瓶内空气膨胀推动塞子 时，内能 ，温度 ，使水蒸气遇冷 成小水滴，形成了雾。
活动3：规律总结
实验现象表明：物体对外 ，物体的内能会 ，温度会 。
(二)用热传递的方式改变物体的内能
如图所示，通过回答下列问题我们来探究热传递怎样改变物体的内能。
　　
问题1：发生热传递的条件是什么？
问题2：热传递有哪几种方式？
问题3：热传递的方向是怎样的？
问题4：图甲是通过 使水的内能增加，图乙是通过 使水的内能增加，图丙是通过 使水的内能增加。
1. 热传递：内能从高温物体传到低温物体，或者从同一物体的高温部分传到低温部分。
2. 热传递的方式：传导——热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分；对流——靠液体或气体的流动来传热；辐射——物体以电磁波或粒子的形式向外传递热。
3. 对热传递的理解
条件 不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差
方向 由高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分
过程
最终状态 温度相同，没有温度差
实质 是能量的转移，能量的形式并未发生变化
知识拓展：热传递和做功改变物体内能的区别与联系
方式 热传递 做功
实质 能量的转移 能量的转化
条件 存在温度差 —
规律 物体吸热，内能增加；物体放热，内能减少 外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少
实例 哈气取暖，用热水袋或烤火来取暖，冬天晒太阳感觉暖和，利用太阳能热水器“烧水” 锯木头时锯条变热，搓手取暖，钻木取火，摩擦生热
判断方法 由高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分 通过关键词“搓手”“压缩”　“摩擦”“锻打”“拧弯”等动词判断
说明 热传递和做功在改变物体的内能上是等效的
【应用2】中秋佳节，广东人有“打糍粑”的习俗。打糍粑首先要将糯米蒸熟。下列实例中与“蒸糯米”时改变糯米内能的方式相同的是( )
A. 用热手袋暖手　　　　
B. 古时钻木取火
C. 冬天搓手取暖
D. 流星划过天空
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