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第十三章 内能
R·九年级全一册
第3节 内能
学习目标
1.在认识动能和势能的基础上，运用类比的方法建立内能的概念。能简单描述温度和内能的关系。
2.知道热传递可以改变物体的内能。 能判断热量、内能和温度之间的关系。
3.知道做功可以使物体的内能增加或减少的一些事例。
新课导入
观看视频，注意看视频中的瓶塞，发生了什么现象？你们见过这种现象吗？
现象：瓶塞弹起来了
弹起来的瓶塞具有机械能
是谁让瓶塞弹起来的？
瓶内水蒸气推动瓶塞做了功
表明：瓶内的水蒸气具有能量
这种能量是什么能量呢？
进行新课
知识点
1
内能
1.分子动能和分子势能
类 比
运动的足球具有动能
运动的分子呢
运动的分子也具有动能
温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。
分子动能：构成物质的分子在不停地做热运动，运动的分子所具有的动能，叫作分子动能。
类 比
弹簧形变时具有势能
分子间相吸引和排斥，分子之间有势能吗？
互相吸引（或排斥）的分子也具有势能
分子势能：由于分子之间存在相互作用的引力和斥力，所以分子也具有势能，这种势能叫作分子势能。
2.内能
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。
定义：
焦耳（J）
单位：
各种形式能量的单位都是焦耳
内能=分子动能+分子势能
对内能的理解：
①内能是指物体的内能，不能说分子具有内能。
②内能具有不可测量性，即不能准确地知道一个物体内能的具体数值，但可以比较两个物体内能的大小。
在下图所示的过程中，足球具有哪些能量？
机械能为零
动能、
重力势能、
弹性势能
内能
分子动能、
分子势能
内能是不同于机械能的另一种形式的能
静止在水平地面的小汽车具有哪些能量？
动能为零、
重力势能为零
所有分子都在不停地做无规则运动
内能不为零
机械能
炽热的铁水有内能，那冰冷的冰山有没有内能
因为所有的物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。
内能的大小与什么因素有关呢？
3.影响内能大小的因素
质量相同，温度不同的两杯水，谁的内能大？
物体温度升高
分子的无规则运动就越_____
分子动能就_____
组成这个物体的所有分子的动能总和_____
这个物体的内能也就_____
剧烈
越大
增加
增加
物体温度降低呢？
物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子动能越大，内能越大
温度相同，质量不同的两杯水，谁的内能大？
其他条件相同时，物体的质量越大，分子的个数越多，内能越大
质量相同的冰块和冰水混合物，内能一样吗？
同一物体的物态和体积改变
分子结构发生了改变
分子间的作用力也就发生了改变
导致分子势能发生变化
内能发生变化
物体内能的大小跟物体的温度、质量、物质种类、体积、状态等有关。
内能 机械能
区别 定义
影响因素
研究对象
存在条件
联系 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和
物体的温度、质量、状态、体积、物质种类
整个物体所具有的势能和动能的总和
物体的质量、速度、高度、弹性形变的程度
微观世界的大量分子
宏观世界的所有物质
①永远存在；②永不为零
①运动、高处、或发生弹性形变；②可以为零
①具有机械能的物体一定具有内能，但具有内能的物体不一定具有机械能；
②物体的内能和机械能之间可以相互转化
4.内能和机械能的区别与联系
例1 关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）A.同一物体温度降低，它的内能一定减少
B.静止的物体没有动能，也没有内能
C.温度为0℃的物体没有内能
D.温度相等的1kg水和1g水的内能相同
A
知识点
2
物体内能的改变
思考
如何改变物体的内能呢（即增加或减少物体的内能）？
冬天双手感觉很冷，如何让双手暖和起来？
1.热传递和内能的改变
高温物体
热水袋
低温物体
双手
温度降低
温度升高
内能减少
内能增加
能量转移
热传递可以改变物体的内能
双手可以一直向热水袋获取能量吗？
对热传递的理解
定义 描述能量从高温物体自发地向低温物体转移的过程
条件 不同物体或同一物体的不同部分之间存在_________
方向 从_______物体传向_______物体
过程 低温物体→______热量→内能______→温度______
高温物体→______热量→内能______→温度______
结果 末温_______
实质 ____________，能量的形式并未发生改变
（传递的是内能，不是温度）
温度差
高温
低温
吸收
增加
升高
放出
减小
降低
相同
内能的转移
思考
一滴热水掉入一桶冷水中，发生热传递的方向是怎样的？
热水
冷水
温度高
温度低
温度降低，内能减少
温度升高，内能增加
能量
发生热传递时，能量一定是从高温物体传向低温物体，而不一定是从具有内能多的物体传向具有内能少的物体。
2.做功和内能的改变
为什么搓手可以取暖？
双手摩擦，克服摩擦力做功
将机械能转化为内能
双手内能增加，温度升高
做功可以改变物体的内能
还有没有其他的做功方式？
对物体做功
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。
迅速下压活塞
_____对筒内_____做功
_______转化为_____
筒内气体内能_____
筒内气体温度_____，达到硝化棉的_____
硝化棉燃烧
活塞
气体
机械能
内能
增加
升高
燃点
分析：
外界压缩气体做功，外界对气体做功，气体内能增加
物体对外做功
在烧瓶内盛少量水，并盖紧瓶塞。向瓶内打气，当瓶塞跳起时，观察瓶内的变化。
向瓶内打气
_________推动_____做功
_____转化为_______
瓶内气体内能_____
瓶内气体温度_____，水蒸气_____为小水滴
瓶塞弹开，瓶内出现“白气”
瓶内气体
活塞
机械能
内能
减少
降低
液化
分析：
气体膨胀对外界做功，内能减少
做功可以改变物体的内能：
内能和机械能之间相互转化
探究归纳
①外界对物体做功
机械能转化为内能
物体的内能增加
②物体对外界做功
内能转化为机械能
物体的内能减少
思考
做功改变内能的实质是什么？
热传递 做功
区别 实质
实例
条件
规律
联系 能量的转移
能量的转化
冬天对着手哈气取暖
冬天用力搓手取暖
存在温度差
能量从高温物体传递到低温物体，直到温度相等为止。物体放出热量，内能减少；物体吸收热量，内能增加。
外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少。
热传递和做功都能改变物体的内能，它们在改变物体的内能上是等效的。
3.做功和热传递的比较
例2 下列实例中，通过做功改变物体内能的是（ ）
A.物体放在取暖器旁温度升高
B.反复弯折铁丝，弯折处温度升高
C.食品放入电冰箱后温度降低
D.医生用冰袋给发热的病人降温
B
知识点
3
温度、热量和内能的辨析
温度 热量 内能
区别 定义
量的性质
表述
单位
宏观上：表示物体的冷热程度
微观上：反应物体中大量分子无规则运动的剧烈程度
在热传递的过程中，传递能量的多少
构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和
状态量
过程量
状态量
“降低”“升高” “降低到”“升高到”等
“放出” “吸收”
“具有” “ 改变”
“增加”“减少”
摄氏度（℃）
焦耳（J）
焦耳（J）
不能用“含有”或“具有”表述
归纳 总结 两个 一定
四个 不一定
①一个物体的内能增加（或减少）时，其温度不一定升高（或降低），如：晶体的熔化（或凝固）过程；
②一个物体的内能增加（或减少）时，其不一定吸收（或放出）热量，如：对物体做功（或物体对外做功）；
③一个物体吸收（或放出）热量时，其温度不一定升高（或降低），如：晶体的熔化（或凝固）过程；
④一个物体的温度升高（或降低）时，不一定是吸收（或放出）热量，如：摩擦生热（或物体对外界做功）。
②物体的温度升高（或降低）时，其内能一定增加（或减少）
①物体吸热（或放热）时，其内能一定增加（或减少）
随堂演练
1.张老师在火车站乘电梯时随自动扶梯匀速上行，他所携带的背包的重力势能增大，背包的内能是否也增大？为什么？他在高速列车中将书放在小桌板上，列车启动后的一段时间内车速越来越快，书的动能增大，它的内能是否也增大？为什么？
【教材P17 练习与应用 第1题】
背包和书的内能都没有增大。因为机械能与内能是两个不同的概念，与机械能相关的是物体宏观上的机械运动，机械能的大小由物体的质量、速度、弹性形变的程度及相对高度决定；而物体的内能由它所含分子的多少、温度、体积等决定，背包和书所含分子的多少、温度、体积都没有变化，所以背包和书的内能都不变。
2.在以下过程中，小孩、火箭箭体和子弹的内能是在增大还是在减小？机械能是在增大还是在减小？
（1）小孩在滑梯上匀速滑下的过程中，臀部与滑梯摩擦后温度升高。
（2）火箭在从地面向上发射的过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高。
（3）子弹击中一块木板，子弹温度升高。
【教材P17 练习与应用 第2题】
小孩内能增大，机械能减小
火箭箭体内能增大，机械能增大
子弹内能增大，机械能减小
3.请说明“烤火取暖”和“钻木取火”分别通过什么方式改变物体的内能。
【教材P17 练习与应用 第3题】
“烤火取暖”是通过热传递的方式改变物体的内能；“钻木取火”是克服摩擦做功，使机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能。
4.把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用指尖感觉钉帽温度的变化，并解释发生这种变化的原因。（操作时要注意安全！）
【教材P17 练习与应用 第3题】
摩擦后的图钉钉帽变热，是因为通过克服摩擦做功，机械能转化成内能，图钉钉帽的温度升高，内能增大。这是通过做功的方式来改变物体内能的。
课堂小结
分子热运动
引出
分子动能
分子间有作用力
分子势能
引出
定义
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和
改变方式
热传递
做功
影响因素
温度、质量、物质种类、体积、状态等
内能
建立概念

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