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第十三章 内 能
课时学习目标
3.知道热传递可以改变物体的内能。
2.知道影响内能大小的因素，理解内能与机械能的区别。
1.掌握内能概念及单位。
4.知道做功可以改变物体的内能，能举出使物体内能增加或减少的一些实例。
内能概念的建立，改变物体内能的两种途径。
学习重点
学习难点
用类比的方法建立内能的概念。
学习重点、难点
导入新课
装着开水的暖水瓶，有时瓶塞会弹起来。推动瓶塞的能量来自哪里
新课学习
我们举高一个物体，对物体做功，会改变该物体的机械能。这是机械运动中与能量有关的现象。
在热现象中，保持一个物体不动，对其加热或者做功，这个物体的能量会不会发生改变呢
如果有能量的改变，这种能量以什么形式存在呢
运用类比的方法理解内能
分子动能
运动的物体具有动能，因为分子在不停地运动，所以分子也具有动能。
结论
运动的分子具有动能
运动的物体
具有动能
运动的分子呢
分子动能
知识点一 内能
构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。
分子势能
结论
互相吸引和排斥的分子具有势能
分子势能
由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能。这种势能叫作分子势能
知识点一 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。
内能的单位是焦耳，各种形式能量的单位都是焦耳（J）。
知识点一 内能
一切物体在任何情况下都有内能。因为一切物体的分子都在不停地做无规则运动，具有分子动能。分子之间有相互作用的力，具有分子势能。
想一想
炽热的铁水有内能
北极的冰山具有内能吗？
因为冰山里的分子也在不停的做无规则运动，所以具有分子动能；又因为分子之间有相互作用力，因而具有分子势能。故北极的冰山具有内能。
一切物体，不论温度高低，都具有内能
知识点一 内能
知识点一 内能
物体的内能=分子数目╳单个分子的能量
=分子数目╳（单个分子的动能+单个分子的势能）
影响物体内能大小的因素：物质种类、物体质量、温度、体积和所处的物态
在物质种类、物体质量和物态一定时，物体的内能大小由物体的温度决定。
影响内能大小的因素
（物质种类） 分子质量一定
物态
物体质量
物体温度
物体体积
分子速度
分子间作用力
分子间距离
知识点一 内能
同一物体的温度越高，内能越大。温度越低， 内能越小；温度升高，内能增加。
知识点一 内能
对同种物质，质量越大，物体内部分子数目越多，所以分子动能和势能的总和也就越大，即内能也越大。
【例题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
【解答】物体的内能大小由物体的温度、质量、物态等决定，跟物体所处的位置、物体的运动速度无关。
背包的内能不增大,因为内能大小与物体位置无关;
书的内能不增大,因为内能大小与物体的机械运动情况无关。
知识点一 物质的构成
知识点一 内能
能量形式 内能 机械能
区别 概念
研究对象
影响因素
联系 内能与机械能的区别
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能
物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和
物体的机械运动
（宏观世界）
分子热运动
（微观世界）
温度、质量、物态、体积等
质量、速度、高度、弹性形变的程度等
一切物体都具有内能，但不一定具有机械能；内能和机械能是两种不同形式的能量，它们之间在一定条件下可以相互转化。
内能与机械能的联系和区别
物体内部所有分子动能
与分子势能的总和
物体所具有的动能
和势能的总和
物体的质量、速度、
高度、弹性和形变程度
宏观世界的物体
永远存在
机械能与整个物体的机械运动情况有关.
内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关.
内能是不同于机械能的另一种形式的能。
内能和机械能在一定条件下可以相互转化。
　 一切物体都具有内能。
物体可以只具有内能，而不具有机械能。
物体可以同时具有内能和机械能。
知识点一 内能
【例题2】(2025年上海中考题）江水滚滚向前流，说明江水有 ________能，0℃的水________(选填”具有”或“不具有”) 能，无风时能闻到花香，说明分子在做____________运动.
【解析】江水滚滚向前流，江水从高处向低处流动，既具有动能，也具有重力势能，江水具有机械能；
一切物体在任何状态下都具有内能。0℃的水具有内能；
无风时能闻到花香，这是物质扩散现象说明分子在做无规则运动。
机械（或动）
具有
无规则（或热）
知识点一 内能
①物体温度改变；
物体质量、物态一定时，温度变化，内能变化。
温度升高，内能增大，温度降低，内能减小。
②物体物态变化。
物体质量一定，
熔化、汽化（蒸发或沸腾）、升华过程吸热，内能增大；
凝固、液化、凝华过程放热，内能减小。
物体内能改变的表现
③物体内能和温度的关系
物体温度改变，内能一定改变；
物体温度不变，内能可能改变（改变时，物态发生变化）；
物体内能改变，物体温度可能不变（不变时，物态发生变化）。
知识点2 热传递和内能的改变
1. 把烧热的工件放到冷水中，工件会凉下来，而冷水会变热。
高温物体
低温物体
内能传递（转移）
2. 冬天，用热水袋取暖，人体逐渐感到暖和，热水袋慢慢凉下来。
3. 发烧时用冷毛巾给头部降温，过一段时间后，毛巾温度升高，体温降低。
内能从温度高的物体传递到温度低的物体或从物体的高温部分传递到低温部分的过程（现象）热传递
结论
热传递可以改变物体的内能
知识点2 热传递和内能的改变
发生热传递时，高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量内能增加。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。热传递可以改变物体的内能。
热量是热传递过程中物体内能改变多少的量度。
内能从温度高的人体传递到温度低的温度计上，人体放出热量内能减小，温度降低，温度计吸收热量，内能增大。
内能从温度高的暖气片传递到温度低的室内空气，暖气片放出热量，室内空气吸收热量，内能增大。
内能从温度高的火焰(燃气）传递到温度低的水壶上，火焰放出热量，水壶吸收热量，内能增大。
知识点2 热传递和内能的改变
热传递：内能从温度高的物体传递到温度低的物体或从物体的高温部分传递到低 温部分的过程（现象）
热传递发生条件：物体间或物体不同部分间存在温度差(温度不同）
热（内能）传递的方向：从高温物体（物体高温部分）传递（转移）到低温物体 （物体低温部分）热传递具有方向性
热传递的最终结果：不同物体（物体不同部分）达到温度相同（热平衡状态）
热传递的实质：内能转移（能量形式不变）
热传递的效果：参与热传递的物体内能发生改变
热传递的方式：①传导；②对流；③辐射
传导是热沿着物体传递，物质并不流动；对流是靠物质（液体和气体）的流动传递热；辐射是热沿直线向外传递。
知识点2 热传递和内能的改变
热传递改变物体内能的本质：
内能从温度高的物体转移到温度低的物体上。
热传递传递的是内能，不是温度。
　　物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。
热量是热传递过程中物体内能改变多少的量度。
Q吸=ΔE内能 Q放=ΔE内能
　热传递可以改变物体内能
知识点2 热传递和内能的改变
知识点3 做功和内能的改变
除了热传递，还有什么途径可以改变物体的内能
甲 为什么冬天人们经常搓手？
乙 下滑时有什么感觉？
摩擦可以产生热——摩擦生热
克服摩擦力对物体做功，消耗的机械能转化为物体的内能，使物体的内能增加（温度升高或物态发生变化）——摩擦生热
做功可以改变物体的内能 对物体做功，物体的内能会增加
扩散现象
汽车刹车漂移时，轮胎克服地面间的摩擦做功，内能增加，温度升高，轮胎表面被烧焦。
流星穿越大气层时，克服空气阻力做功，内能增加，温度太高，达到流星燃点，流星燃烧。
知识点3 做功和内能的改变
钻木时，克服摩擦阻力做功，使钻头和木头的内能增加，温度太高，达到木头燃点，木头燃烧。
做功改变空气的内能
空气被压缩时内能增加
知识点3 做功和内能的改变
活塞压缩物（气）体体积对物（气）体做功，消耗的机械能转化为物（气）体的内能，使物（气）体的内能增加（温度升高或物态发生变化）。
结论：对物体做功，物体的内能会增加。（做功可以改变物体的内能）
对物体做（机械）功改变物体内能的本质：
机械能转化为内能。
实验现象：棉花燃烧
知识点3 做功和内能的改变
知识点二 分子热运动
做功改变空气的内能
空气推动瓶塞时内能减少
二、分子热运动
知识点3 做功和内能的改变
实验现象：瓶塞跳起，瓶口出现雾。
气体膨胀对其他物体（外）做功，气体的一部分内能转化为其他物体的机械能，使气体的内能减少（温度降低或物态发生变化）
结论：物体对外做功，物体的内能会减少。
物体对外做功改变物体内能的本质：
内能转化为机械能。
瓶内气体膨胀推动瓶塞做功，瓶塞跳起，瓶塞的机械能增加；瓶内气体内能减少，温度降低，气体中的水蒸气液化成小水滴，瓶内（瓶口）出现雾。该过程中瓶内气体的一部分内能转化为瓶塞的机械能。
做功改变物体的内能
（1）克服摩擦对物体做功——机械能转化为内能，物体内能增加
（2）弯折铁丝对铁丝做功——机械能转化为内能，铁丝内能增加
（3）压缩气体对气体做功——机械能转化为内能，气体内能增加
对物体做功，机械能转化为内能，物体的内能增加。
（4）气体膨胀对物体做功——内能转化为机械能，气体的内能减少
物体对外界做功，内能转化为机械能，内能减少。
用做功的方法改变物体的内能，实质是不同形式能量之间的转化。
做功可以改变物体的内能
知识点3 做功和内能的改变
知识点3 做功和内能的改变
温度、热量、内能的区别和联系
温度、热量、内能的区别和联系
知识点2 做功和内能的改变
温度 内能 热量
概念
表述
单位
联系 表示物体的冷热程度；反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度。
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和。
在热传递过程中，物体间内能转移的多少称为热量。
用“是”、“降低(到)”、“升高(到)”来描述。
用“放出”、“吸收”等描述。
用“有”“具有” “改变”“增加” “减少”等描述。
摄氏度（℃）
焦耳（J）
焦耳（J）
在热传递的过程中，物体吸收热量，内能会增加；物体放出热量，内能会减少，但此过程中物体温度不一定会发生改变。
【例题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)于弹击中一块木板，子弹温度升高。
【解答】（1）小孩的臀部温度升高，内能增大；高度减小,机械能减小。
（2）火箭箭体的温度升高，内能增大;发射过程高度增大，速度也增大，机械能增大。
（3）子弹的温度升高，内能增大;速度减小，机械能减小。
知识点3 做功和内能的改变
【例题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。
【解答】“烤火取暖”是通过热传递的方式改变物体的内能的；
“钻木取火”是通过做功的方式改变物体的内能的。
知识点3 做功和内能的改变
【例题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！)
【解答】摩擦后图钉变热（温度升高）；
图钉钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，克服图钉钉帽和硬纸板之间的摩擦力对图钉钉帽和硬纸板做功，将消耗的机械能转化为图钉钉帽和硬纸板的内能，使图钉钉帽和硬纸板的内能增加，温度升高（发热）。
知识点3 做功和内能的改变
课时知识总结
影响因素：物体的温度、质量、物态等
单位：焦耳（J）
改变内能的方法
做功:内能和其它形式能的转化
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。
热传递：实质是内能的转移
内能
内能
D
课堂练习
1.关于温度、热量、内能，下列说法正确的是【　 】
A.温度高的物体比温度低的物体内能大
B.一杯水的内能比一桶水的内能小
C.物体吸收热量，温度一定升高，内能一定增加
D.水放出热量凝固成冰过程中，温度不变，内能减小
【解析】A.影响物体内能大小的因素除了温度以外，还有物体的质量、体积和物态等。只凭温度高低，无法比较内能的大小；
B.一杯水和一桶水，质量不等，温度未知，无法比较内能大小；
C.晶体熔化时吸收热量，内能增加，温度不变；
D.水凝固成冰的过程中，放出热量，内能减小，温度不变。
课堂练习
2.母亲节，小明为妈妈煮了一锅热气腾腾的面条，下列分析正确的是【 】
A.面条入锅后温度升高，内能不变
B.煮面条时，主要通过热传递的方式改变了面条的内能
C.闻到了面条的香味，表明扩散只在气体中发生
D.面条没有粘到一起，表明分子间有斥力
【解析】A.面条入锅后吸收热量，内能增加，温度升高；
B.煮面条是通过热传递的方式改变面条内能的；
C.闻到了面条的香味，是物质扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，不能表明扩散只在气体中发生；
D.面条没有粘到一起，是因为分子之间的间距较大，分子间的引力较小，不足以使面条粘到一起，不能表明分子间有斥力。
B
3.如图的实验或事例都揭示了一定的物理知识，下列说法正确的是【 】
A.甲图，使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的
B.乙图，人搓手发热说明物体对外界做功，内能增大
C.丙图钻木取火过程是通过做功将机械能转化为内能
D.丁图水蒸气将塞子冲出过程中，水蒸气通过做功方式使自己内能增大
甲 乙 丙 丁
【解析】热传递和做功的方式都可以改变物体的内能。甲、乙、丙都是摩擦生热现象，克服摩擦对物体做功，将消耗的机械能转化为内能，使物体的内能增加，温度升高。丁中，试管中水面上方的水蒸气膨胀推动管塞做功，将水蒸气的一部分内能转化为管塞的机械能，使水蒸气的内能减少。
课堂练习
C
练习与应用： 1、2、3、4题
布置作业

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