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第十三章 内能
第三节 内能
物理观念：理解内能的概念，明晰其与物体内部分子热运动及分子间相互作用的紧密联系，能阐述温度与内能的关联。
科学思维：借助类比动能、势能的方法，构建内能概念，锻炼逻辑推理能力；通过分析热传递、做功改变内能的实例，提升归纳总结与抽象思维能力。
科学探究：积极参与探究做功和热传递改变物体内能的实验，学会观察实验现象、收集数据、分析结果，从而得出科学结论，培养科学探究素养。
科学态度与责任：秉持严谨认真的科学态度，观察生活中的内能现象，主动探究其原理，感受物理知识在生活中的广泛应用，增强对科学的探索欲望与责任感。
自古以来，人们就在不断地寻找与“热”有关的某种能量。“热”是一种能量吗？它能做功吗？
运动着的足球具有动能
运动着的分子同样具有动能，叫分子动能
知识点一：认识内能
运动的分子具有动能，那么它的动能大小与什么因素有关？
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，分子具有的动能也就越大。
被压缩或拉伸的弹簧具有势能
分子也具有势能，
叫分子势能
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。
单位：焦耳，符号J
动能
势能
分子动能
分子势能
机械能
内能
机械能与整个物体的机械运动有关。（宏观）
内能与物体内部的分子的热运动和分子间的相互作用力有关。（微观）
思考：内能和机械能的区别在哪呢？
一切物体都有内能。
静止的足球
流动的岩浆
移动的冰山
物体可以没有机械能，但是一定都具有内能。
思考：下面的物体具有机械能和内能吗？
分子无规则
运动越剧烈
这个物体的
内能越大
分子动能
越大
温度
越高
组成这个物体的所有
分子的动能总和越大
同一物体的温度越高，内能越大；温度越低，内能越小。
思考：同样多的一杯冷水和一杯热水谁的内能大？
物质的内能与物质的种类、温度、质量、体积、状态都有关。
思考：室温下，一杯水和一桶水的内能哪个更大？相同质量的0℃冰的熔化成0℃的水，内能如何变化？
穿棉袄
搓手
烤火
电烤炉
改变内能的方式有哪些呢？
知识点二：热传递和内能的改变
冬天双手感觉很冷，如何让双手暖和起来？
1.热传递
①概念：温度不同的物体互相接触时，低温物体温度升高，高温物体温度降低，我们把这个过程叫做热传递。
②热传递条件：存在温度差和相互接触。
③热传递方向：从高温物体到低温物体， 或者从物体的高温部分到低温部分。
2.热量
①概念：热传递过程中传递能量的多少，我们称为热量。符号为Q。
②热量的单位：
焦耳（简称焦，用J表示）
高温物体
低温物体
内能
内能减少
内能增加
温度降低
温度升高
能量
3.热传递改变物体的内能
①热传递改变物体的内能的实质
能量的转移
②热传递的过程：内能转移的过程。
内能从高温物体向低温物体转移。（注意：不是传递温度）
烧热的工件放到冷水中，工件凉下来，冷水会变热，在此过程中发生了热传递。
4.热传递改变内能的实例
哈气取暖
太阳能热水器
热水器取暖
炉子烧水
除了热传递，还有什么途径可以改变物体的内能？
钻木取火
摩擦时物体克服摩擦力做了功，这部分内能是物体克服摩擦力做功转化而来的。
从滑梯下滑时屁股感觉很烫
知识点三：做功和内能的改变
摩擦可以产生热，这部分内能是从哪里来的呢？
实验1：在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象
【实验】做功改变内能
脱脂棉燃烧起来
机械能
内能
对气体压缩做功
活塞压缩空气做功
达到脱脂棉的燃点燃烧
空气内能增大，温度升高
实验2：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。
向瓶内打气瓶塞跳起，瓶内出现白气。
瓶内气体推动瓶塞做功（瓶塞挑起）
瓶内气体内能减少，
瓶内气体温度降低
水蒸气液化为小水滴(出现白气)
内能
机械能
气体膨胀做功
做功和内能的改变
外界压缩气体做功，机械能转化为内能，内能增加。
气体膨胀对外界做功，内能转化为机械能，内能减少。
机械能
内能
气体膨胀做功
机械能
内能
对气体压缩做功
1.内容：外界对物体做功，物体的内能增加，温度升高；
物体对外界做功，物体的内能减少，温度降低。
2.做功的实质
能量的转化
飞船返回舱穿越大气层时，克服空气阻力做功，内能增加，温度太高，表面燃烧。
3.做功改变内能的实例
搓手取暖——通过双手摩擦做功，内能增加，温度升高。
火柴与打磨涂层摩擦做功，内能增加，温度升高，火柴点燃。
改变物体内能的途径是做功和热传递
特别注意：在分析能量及温度变化的过程中，注意方向。
功、热量和内能有相同的单位，都是焦耳（J）
做功
热传递
等效
改变物体内能的实质是机械能与内能的转化
知识点四：做功和热传递在改变物体内能的区别
改变物体内能的实质是能量的转移
1. 热量是过程量；温度、内能是状态量
2. 表述区别
温度只能说“是、降低、升高”
热量只能说“吸收、放出”
内能只能说“有、具有、改变”
温度、热量、内能的联系
温度（升高）
（吸收）
热量
内能（增加）
一定
不一定
不一定
不一定
不一定
不一定
知识点五：温度、热量、内能的区别
克服摩擦做功,内能增大
外界对物体做功,内能增加
物体对外界做功,内能减小
做功和内能的改变：能量的转化
热传递和内能的改变
内能
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和
一切物体都具有内能
影响因素：种类、质量、温度、状态等
内能
条件：物体之间有温度差。
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。
实质：能量的转移
1.下列事例中，属于用热传递的方法改变内能的是（ ）
A、地球外的石块，坠入地球的大气层，成为流星
B、凉鸡蛋泡在热水中温度升高
C、两手相互摩擦，手心发热
D、锯木头时，锯条变得烫手
B
2.关于物体的内能，下列说法正确的是( )
A、物体的机械能越大，具有的内能就越多
B、静止的物体没有动能也没有内能
C、运动的物体有动能但没有内能
D、火红的铁块具有内能，冰冷的冰块也具有内能，一切物体都具有内能
D
3.关于温度、热量、内能的关系，下列说法正确的是( )
A、温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B、温度高的物体一定比温度低的物体热量大
C、物体的温度升高，其内能一定增加
D、物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量
C

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