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第1节 物体的内能
九全 物理
回忆动能和势能的定义
1.物体由于_______而具有的能叫做动能；
2.物体由于__________________________所具有的能叫做重力势能；3.物体由于______________而具有的能叫做弹性势能
回忆分子动理论的内容，并列举一个分子热运动的实例
常见的物质是由大量的______构成的；
运动
受到重力并处在一定高度时
发生弹性形变
春天闻到花香
物质内的分子在不停地_________________；
分子之间存在_____和_____
分子
做无规则运动
引力
斥力
新课引入
瓶塞会跳，说明瓶塞跳起的过程中做了功，而功又是能量转化的量度
观察与思考
那么，推动瓶塞的能量来自哪里？是什么能量转化成瓶塞的机械能呢？
F S
功
能量
装着开水的暖水瓶，有时瓶塞会跳起来。
1.根据分子动理论描述的微观特征，初步了解内能的概念
2.知道用温度变化判断内能的变化
3.通过实例和小实验，知道改变内能的途径
4.了解“热量”的概念，能在生活和相关的物理活动中正确使用其术语
5.了解热传递的三种形式
学习目标
重点
重点
重点
运动的汽车具有动能
运动着的分子也具有动能
分子动能：由于分子做无规则运动而具有的能
类比
新知学习
自由下落的苹果和地球互相吸引具有势能
互相吸引的分子具有分子势能
类比
被压缩和拉伸的弹簧具有弹性势能
互相排斥的分子具有分子势能
类比
分子势能：由于分子间相互作用力而具有的能
物体
运动——动能
相互作用力——势能
分子
运动——？
相互作用力——？
机械能
？
类比
物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和叫做物体的内能，内能是自然界能量存在的一种形式
一、物体的内能
定 义
单 位
焦耳，简称焦 符号为“J”
铁水很热，冰山很冷，它们都具有内能吗？
有。因为所有物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体在任何时候都具有内能
思考
机械能
动能
重力势能
注：内能是不同于机械能的另一种形式的能。
高度
速度
分子动能
内能
分子势能
热运动
相互作用
飞在空中的足球具有什么能呢？
思考

动能为零
重力势能为零
机械能为零
内能不为零
所有的分子都在不停地做无规则运动
静止在水平地面上的小汽车，具有什么能呢？
想一想
内能定义 微观 宏观
物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能 每个分子有质量
分子在不停的运动
分子间有相互作用的引力和斥力和分子有间隔
引导：回顾与猜想
物体的温度
物体的质量
物体的状态（体积）
内能的大小的影响因素：
物体的温度
物体的质量
物体的状态
（1）与温度有关：同一物体，温度越高，分子运动越剧烈，内能越大；反之，内能越小。
（2）与质量有关：温度一定时，物体的质量越大，分子数目越大，它具有的内能越大。
（3）与状态有关：同一物质，状态不同时，具有的内能也不同。
（温度相同时，100g 0℃的水的内能＞50g 0℃的水的内能）
（冰、水、水蒸气 ，50g、0℃的水与50g、0℃的冰内能不同）
(50g 40℃的水的内能＞50g 0℃水的内能)
分子无规则运动越剧烈
这个物体的内能增大
分子动能越大
温度越高
组成这个物体的所有分子的动能总和增加
亮
谁的内能大
同一物体的
温度越高，内能越大；
温度越低，内能越小.
思考
（双选）下列说法正确的是（ ）
A.有机械能的物体必有内能
B.无机械能的物体必无内能
C.有内能的物体必有机械能
D.内能与机械能是两种不同形式的能
AD
针对训练
2.关于物体的内能,下列说法正确的是(　　)A.物体运动的速度越大，物体内部分子无规则运动的速度就越大， 因而物体的内能就越大B.在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少C.炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能D.温度相等的1kg水和100g水内能相同
机械运动（宏观）
分子热运动(微观)
B
冬天双手感觉很冷，如何让双手暖和起来？
思考
如图，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象，想一想这是为什么？
视频演示
实 验 1
实验现象：硝化棉会燃烧
二、改变物体内能的两种途径
外界对气体做功
气体的内能增加，温度升高
达到硝化棉的燃点
硝化棉燃烧
外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高
实 验 2
在烧瓶内装入少量的水，赛紧瓶塞后，用打气筒往瓶内打气，观察发生的现象，想一想这是为什么？
实验现象：塞子跳起，瓶口出现白雾
视频演示
瓶内气体膨胀对外做功
气体内能减小，温度降低
瓶内水蒸气液化成小水滴
瓶内出现白雾
物体对外做功，物体的内能减小，温度降低
搓一搓手，有什么感觉？想一想这是为什么？
解释：
双手做功，
将机械能转化为内能，
双手内能增加，
温度升高。
1. 做功：
（1）根据以上两个实验可以看出，做功可以改变物体的内能。
瓶内水蒸气推动瓶塞做功，
水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，
瓶塞跳起。
现在你能解释，推动瓶塞的能量来自哪里？是怎样进行能量转化的？
释疑
钻木取火
资 料
通过做功的方式，将机械能转化为内能。
钻木取火就是运用做功的方式改变物体内能的
你还知道哪些做功改变物体内能的例子呢？
摩擦生热
克服摩擦做功
玩滑梯下滑时，臀部发热
用砂轮打磨金属，火花四溅
流星划过天际，发光发热
2. 热传递：温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低。
（1）热传递可以改变物体的内能。
（2）热传递的条件：
双手可以一直从热水袋获得能量吗？
不能
物体之间有温度差。
（3）热传递的方向：
能量从高温物体传向低温物体，
或从同一物体的高温部分传向低温部分。
同一物体一端温度高，一端温度低，会发生热传递吗？
涂抹凡士林的铜丝
粘在铜丝上的火柴棒
用酒精灯对铜丝左端加热，会发生什么现象呢？说明了什么？
火柴擦从左至右一个个掉落→铜丝上的凡士林由左至右熔化→铜丝由左至右慢慢变热
思考
（4）热传递的实质：能量的转移。
烧水时，水的温度如何升高呢？
水
吸收热量
内能增加
温度升高
热传递
（沸腾后，温度不再升高）
（能量的形式并没有发生改变）
放出
手臂
（ ）热量
内能（ ）
温度降低
热传递
（ ）
减少
冰敷
冰敷时，手臂温度为什么会降低？
电热毯
地暖
烤肉
火锅
生活中有哪些关于热传递的实例呢？
放出热量，温度降低，内能减少；
吸收热量，
温度升高，
内能增加。
传递热量
不同物体
同一物体
高温物体
低温物体
高温部分
低温部分
内能大的物体
内能小的物体
两物体温度相同时，热传递才会停止
内能相同
过程
结果
热传递
条件：存在温度差
热传递的方式
热传导：物体内部各部分的物质不发生移动，
是固体间传热的主要方式；
对流：物体内各部分物质之间会流动，对流
主要发生在气体或液体中；
热辐射：不需要介质，可以在真空中传播，
如太阳的光和热就是通过热辐射的
方式传到地球的。
锅把热得烫手
棉被被晒得暖呼呼的
暖风机开了，房间温度升高
通常伴随着运动
改变物体内能的两种方式：
归纳
存在温度差
热传递、做功与内能的改变规律
（1） 热传递改变内能：
①规律：在热传递过程中，高温物体放出热量，内能减小；
低温物体吸收热量，内能增大。
②实质：内能发生转移
（2） 做功改变内能：
①规律： 对物体做功，物体内能会增大；物体对外做功，内能会减小。
②实质：内能与机械能间相互转化
1.下列实例中，通过热传递改变物体内能的是（ ）
A.用铁丝反复弯折，弯折处发热
B.用冷水冷却鸡蛋
C. 把图钉帽在课桌上来回摩擦几下后，图钉帽热得烫手
D.磨刀时刀的温度会升高
B
针对训练
2.火柴头在火柴盒上轻轻划过就能燃烧，是通过什么方式实现的？
能量是如何转换的？
火柴头也可以用火点燃，这又是用什么方式实现的？
通过做功的方式实现；将机械能转化为内能
通过热传递的方式实现
三、热量
在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量。
热量是一个过程量，不能用“含有”表述
Q
实验研究表明：
1kg水温度升高1℃要吸收热量4.2×103J，
温度降低1℃要放出热量4.2×103J
定 义
单 位
焦耳（J)
符 号
温馨提示
热量即传递的那一部分能量，是过程中的能量，它不属于哪个物体，不能说某物体含有多少热量。
热量可以用来度量物体内能改变的多少，一个物体吸收(或放出)多少焦耳热量，则它的内能就增加(或减小)多少焦耳。
温度、热量、内能的区别与联系
温 度 热 量 内 能
定义 物体的冷热程度 物体在热传递过程中传递能量的多少 物体中所有分子的分子动能和分子势能的总和
状态 状态量 过程量 状态量
单位 ℃ J J
表述 “降低、升高”等 “吸收、放出”等 “有，具有、增加、减少”等
要吸收热量
内能 增加
1.通常情况下，一个物体的温度升高
一定
不一定
摩擦生热
做功也可以使物体内能增大，温度升高
钻木取火
要吸收热量
2.物体的内能增加
晶体熔化
水沸腾
不一定
温度 升高
不一定
做功也可以使物体内能增大
3.物体吸收热量
不一定
温度 升高
不一定
内能 增加
晶体熔化、水沸腾
若物体吸收的热量全部对外做功，内能可能不变；
若物体一边吸收热量一边对外做功，且吸收的热量 ＜ 对外做功消耗的内能，内能减小.
若物体只吸热不做功，内能增加；
“冷冻”原子
不论是固体、液体还是气体，都是由分子或原子构成的，分子和原子在永不停息地运动着。要准确地研究原子的性质，最理想的办法是将原子“冻结”起来，使它处于静止状态。
1985年，美国贝尔实验室的华裔科学家朱棣文运用强激光光束射击原子，利用光压阻止原子的运动，使得原子好像被胶黏起来一样(称之为“光黏胶”)，然后将温度降低到2.4x10~K。在如此低的温度下，原子的动能低到接近于零，原子被“冻结”了。为此朱棣文教授成为1997年诺贝尔物理学奖的得主之一。
知识与拓展
关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是 (　　)
A.温度高的物体，含有的热量一定多
B.物体内能增加，一定吸收了热量
C.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D.物体吸收热量，温度不一定升高
D
针对训练
热量
改变物体内能的两种途径
热传递
做功
1.外界对物体做功，内能增加
2. 物体对外界做功，内能减小
传递内能的多少
物体的内能
物体的内能
定义：
特点
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和
1.任何温度下的物体都具有内能
2.同一个物体的温度越高，内能越大
课堂小结
1. 下列说法中，正确的是（ ）
A.冰块没有内能
B.一切运动的物体都具有机械能，而不具有内能
C.把一个小球举高，它的内能一定增加
D.一块铁烧红时的内能比它冷却时的内能大
D
随堂练习
2.一根锯条的温度升高了，则（　　）
A．一定是对该锯条做了功，使它的内能增加，温度升高
B．一定是对该锯条传递了热量，使它的内能增加，温度升高
C．对该锯条做功和传递热量，使它的内能增加，是不能同时存在的
D．对该锯条做功和传递热量，都可以使它的内能增加，温度升高
D
3.如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是（ ）
A. 水温上升时，水的内能增加
B. 加热时管内的水不断汽化
C. 管内气体对橡皮塞做功，其内能减少
D. 试管口的“白气”是水蒸气
D
4.（2022泰州)夏天，将饮料放入冰箱冷藏室，饮料温度降低.下列说法正确的是（ ）
A.饮料将温度传递给冰箱中的空气
B.饮料放出热量后自身所含热量减少
C.饮料温度降低的过程伴随着内能的转移
D.饮料放热是因为饮料的内能比冰箱中空气的内能多
C
热传递改变物体内能，传递的是能量而不是温度
热量是过程量，不能说物体含有热量的多与少
热传递的发生条件时物体间存在温度差，而不是物体内能的多少
5.如图所示，给烧瓶内装入少量酒精，用打气筒给瓶内打气．一段时间后瓶塞跳出，瓶口出现白雾并闻到酒精的气味．(请完成(1)～(4)题)
(1) 给瓶内打气时打气筒外壁发热，这主要是通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式改变打气筒的内能，此时瓶内空气的温度______(选填“升高”“降低”或“不变”)，瓶内的酒精吸热______(填物态变化名称)成酒精蒸气．(2)随着打入瓶内的空气增多，瓶内的气压不断增大，一段时间后瓶塞跳出，这是因为瓶内气体对瓶塞做功，酒精蒸气内能______(选
填“增大”或“减小”)，温度______(选填“降低”或“升高”).(3)在瓶塞跳出的瞬间，瓶口出现白雾．该白雾是酒精蒸气
________(填物态变化名称)形成的．(4)瓶塞跳出后会闻到酒精的气味，属于______现象．
做功
升高
汽化
减小
降低
液化
扩散
科技小组的同学学习了能量转化以后，将打火机的点火器安装在了注射器的头部，做成了一只酒精枪。向注射器筒中喷入酒精，盖好活塞，启动点火器，活塞就会被打出。
活动与探究
（2）如果想再发射一次，需要做哪些动作？
（1）请你分析一下这个过程中能量发生了哪些变化？
排出废气→
吸收新鲜空气和燃料(酒精)→
推入活塞→
点火燃烧
酒精燃烧产生的内能转化为活塞的机械能

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