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(共32张PPT)
14.1 内能及其改变
一、内能的概念
我们已经知道，物体是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则热运动，且分子之间存在相互作用力。物理学中，把物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
内能是能量的一种形式，单位是焦耳（J），与机械能的单位相同。一切物体，不论温度高低，都具有内能。例如，0℃的冰虽然温度较低，但冰分子仍然在做无规则运动，分子之间也存在相互作用力，因此 0℃的冰具有内能；炽热的铁块分子运动剧烈，分子势能也较大，具有更大的内能。
内能与机械能是两种不同形式的能量：机械能是物体整体运动具有的能量（如动能、重力势能），与物体的机械运动状态有关；而内能是物体内部所有分子的能量总和，与物体的温度、质量、状态等因素有关。一个静止在水平地面上的物体，机械能可能为零，但它的内能一定不为零。
二、影响内能的因素
物体的内能大小与多个因素有关，主要包括以下几个方面：
（一）温度
温度是影响内能的重要因素。物体的温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，分子的平均动能越大，物体的内能就越大。例如，一杯热水的内能比同质量的一杯冷水的内能大，因为热水分子的平均动能更大。
需要注意的是，温度是分子平均动能的标志，不能说 “温度高的物体内能一定大”，因为内能还与物体的质量、状态等因素有关。
（二）质量
物体的质量越大，含有的分子数量越多，内能也就越大。例如，一桶 20℃的水比一杯 20℃的水内能大，因为一桶水的分子数量比一杯水多得多。
（三）状态
物体的状态不同，分子间的距离和相互作用力也不同，分子势能存在差异，因此内能也会不同。例如，质量相同的 0℃的冰和 0℃的水，虽然温度相同（分子平均动能相同），但 0℃的水的内能比 0℃的冰大，因为冰熔化成水时需要吸收热量，分子势能增加。
（四）物质种类
不同种类的物质，分子结构和分子间作用力不同，在质量、温度相同的情况下，内能也可能不同。例如，质量相同、温度相同的水和煤油，内能存在差异，这是由它们的分子特性决定的。
三、改变物体内能的方式之一：做功
做功是改变物体内能的重要方式之一。当对物体做功或物体对外做功时，物体的内能会发生改变。
（一）对物体做功，物体内能增加
对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增加，温度升高。例如：
冬天搓手时，双手相互摩擦做功，手的内能增加，温度升高，感到暖和。
用铁锤敲打铁钉，铁锤对铁钉做功，铁钉的内能增加，温度升高。
压缩空气引火仪中，用力压缩活塞对空气做功，空气的内能增加，温度升高，当温度达到易燃物的着火点时，易燃物会燃烧。
（二）物体对外做功，物体内能减少
物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减少，温度降低。例如：
瓶内装有少量水，用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压增大到一定程度时，瓶塞会被弹出，同时瓶内出现白雾。这是因为瓶内气体对瓶塞做功，内能减少，温度降低，瓶内水蒸气液化成小水珠形成白雾。
内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，燃气的内能减少，温度降低，内能转化为机械能。
做功改变物体内能的实质是能量的转化，即其他形式的能（如机械能）与内能之间的相互转化。
四、改变物体内能的方式之二：热传递
热传递是改变物体内能的另一种重要方式。生活中，将热水倒入冷杯中，冷水会变热，热水会变冷，这就是通过热传递改变物体内能的现象。
（一）热传递的概念
热传递是指热量从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传到低温部分的过程。在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，热量的单位也是焦耳（J）。
（二）热传递的条件
热传递发生的条件是物体之间或物体的不同部分之间存在温度差。当温度差消失时，热传递停止，物体达到热平衡状态，此时它们的温度相同。
（三）热传递改变内能的规律
在热传递过程中：
高温物体放出热量，内能减少，温度降低。
低温物体吸收热量，内能增加，温度升高。
例如：
冬天用热水袋取暖，热水袋温度高，放出热量，内能减少；人体温度低，吸收热量，内能增加，感到暖和。
烧开水时，火焰的热量通过热传递传给水壶和水，水吸收热量，内能增加，温度升高直至沸腾。
放在冰箱中的食物，温度高于冰箱内的低温环境，食物放出热量，内能减少，温度降低，从而达到保鲜的目的。
热传递改变物体内能的实质是能量的转移，即内能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有发生改变。
五、做功和热传递的区别与联系
（一）区别
实质不同：做功的实质是能量的转化（其他形式的能与内能之间的转化）；热传递的实质是能量的转移（内能从一个物体转移到另一个物体）。
条件不同：做功不需要物体间存在温度差；热传递必须在物体间存在温度差时才能发生。
（二）联系
效果相同：做功和热传递都可以改变物体的内能，都能使物体的内能增加或减少。例如，要使一杯水的内能增加，可以通过加热（热传递）的方式，也可以通过搅拌（做功）的方式。
能量守恒：无论是做功还是热传递，改变物体内能的过程中，能量的总量保持不变，遵循能量守恒定律。
六、内能的利用
内能在生活和生产中有着广泛的应用，主要体现在以下两个方面：
（一）利用内能加热
利用内能加热是内能最常见的应用之一。通过燃烧燃料（如煤、天然气、石油等），将化学能转化为内能，然后通过热传递将内能转移到需要加热的物体上。例如：
家庭中用燃气灶烧水、做饭，利用燃气燃烧产生的内能加热水和食物。
工厂中用锅炉加热水产生水蒸气，用于取暖或工业生产。
冬天用暖气取暖，通过热水或蒸汽的内能传递使室内温度升高。
（二）利用内能做功
利用内能做功是将内能转化为机械能，为人类提供动力。例如：
内燃机（汽油机、柴油机）是利用内能做功的典型设备，通过燃料在气缸内燃烧产生高温高压燃气，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，驱动汽车、拖拉机等机械运转。
蒸汽机通过燃烧燃料加热水产生水蒸气，水蒸气推动活塞做功，将内能转化为机械能，曾在工业革命中发挥了重要作用。
火力发电厂通过燃烧煤等燃料加热水产生水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，带动发电机发电，将内能转化为电能。
七、课堂小结
内能是物体内所有分子的动能与分子势能的总和，一切物体都具有内能。
物体的内能与温度、质量、状态、物质种类等因素有关，温度越高、质量越大，物体的内能通常越大。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。做功的实质是能量的转化，热传递的实质是能量的转移。
对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，物体内能减少。高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。
做功和热传递在改变物体内能上效果相同，但实质不同，做功不需要温度差，热传递需要温度差。
内能可以用于加热和做功，在生活和生产中有着广泛的应用。
八、课后练习
下列关于内能的说法中，正确的是（ ）
A. 0℃的物体没有内能 B. 物体的内能增加，温度一定升高
C. 物体的温度越高，内能越大 D. 物体的内能与机械能无关
下列现象中，通过做功改变物体内能的是（ ）
A. 冬天晒太阳感到暖和 B. 用热水袋取暖
C. 锯木头时锯条发热 D. 把冰块放在饮料中，饮料变凉
为什么冬天搓手会感到暖和？用物理知识解释这一现象。
质量相同的 0℃的冰和 0℃的水，哪个内能大？为什么？
设计一个实验，证明热传递可以改变物体的内能（提示：可以利用不同温度的水进行混合，测量温度变化）。
2024沪科版物理九年级全册
14.1 内能及其改变
第十四章 内能与热机
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
知道改变物体内能的两种途径。（重点）
02
了解内能的概念，知道内能的单位。
01
了解温度、热量与内能的区别。（重、难点）
03
运动的物体具有动能，那么处于热运动的分子是否具有动能呢？
受到地球吸引的物体若被举高，具有重力势能；分子与分子之间有相互作用力，分子之间是否也具有势能呢？
一、物体的内能
观察与思考
物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和称为物体的内能。
内能的定义
单位:
焦耳，简称焦。
符号:
J
一、物体的内能
炽热的铁水有内能，北极的冰山也有内能。
任何物体在任何情况下都具有内能。铁水和冰山的内能相同吗？
影响内能的因素
一、物体的内能
分子无规则运动越剧烈
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
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
影响内能的因素
一、物体的内能
你有过这些体验吗？这是通过什么方式改变了物体的内能？生活中还有哪些现象和这些类似？
观察与思考
二、改变物体内能的两种途径
如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，硝化棉就燃起来了，这是为什么呢？
因为活塞压缩空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点，导致硝化棉燃烧。
实验与探究
二、改变物体内能的两种途径
如图，将一根铁丝快速反复弯折数十次，铁丝弯折处会发热。
铁丝弯折处会发热，表明铁丝弯折处的温度升高了，铁丝的内能增大了，铁丝的内能增大是由于人对铁丝做了功。
大量实验表明：做功可改变物体的内能。做功改变物体内能的实质是内能与其他形式的能的相互转化。
实验与探究
二、改变物体内能的两种途径
下面的几种情境中内能改变了吗？都是通过什么方式改变了物体的内能？
观察与思考
二、改变物体内能的两种途径
铁锅烫手
太阳晒棉被
暖风机取暖
你还知道生活中有哪些类似的改变内能的例子吗
太阳能热水器
凸透镜点燃木柴
燃气灶烧水
应用举例
二、改变物体内能的两种途径
科学研究表明：做功和热传递是改变物体内能的两种途径。
总结
二、改变物体内能的两种途径
观察周围的生活实例，我们还发现热传递也能改变物体的
内能。热传递有热传导、热对流、热辐射等三种形式。
在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量。通常用字母Q表示，常用单位是焦耳，符号是J。
你知道什么是热量吗？
三、热量
发高烧的病人常用湿毛巾冷敷，冷敷时，热量从人体传给毛巾。人体和毛巾的内能有改变吗？
有改变，人体的温度降低，内能减少，毛巾的温度升高，内能增加。
观察与思考
三、热量
热传递改变内能的实质是什么
转移到
高温部分的内能
低温部分
(同一物体之间)
高温物体的内能
低温物体
(不同物体之间)
三、热量
热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。
知识点1
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1．关于内能的概念，下列说法中正确的是(　　)
A．炽热的铁水具有内能，冰冷的冰块不具有内能
B．在空气中飞行的铅球具有动能，不具有内能
C．一切物体都具有内能
D．温度低的物体具有的内能少，温度高的物体具有的内能多
C
物体的内能
2．[2025·阜阳月考改编]三只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示，内能最小的是______杯中的水，内能最大的是________杯中的水。(均填序号)
a
c
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3．[2024·福建中考]“煮”的篆体写法如图所示，表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是(　　)
A．热水暖手 B．钻木取火
C．搓手取暖 D．擦燃火柴
[补充设问]做功和热传递对内能的改变是______(填“等效”或“不等效”)的。
A
知识点2
改变物体内能的两种途径
等效
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4. [立德树人·传统文化]“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。如图所示，酒盏随波流动时，盏中的酒温度降低，则酒的内能________，这是通过________方式改变酒的内能。
减小
热传递
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5．[2025年1月合肥期末]如图所示，在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，看到硝化棉燃烧起来。这是因为活塞压缩空气，使空气的内能________，温度________，这一过程是用________的方式改变了物体的内能。
增大
升高
做功
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6．如图所示的为小丽的妈妈在燃气灶上用奶锅加热牛奶情景，其加热过程包含了热传递的三种形式，其中属于热传导的是______、属于热对流的是______、属于热辐射的是______。(均填“a”“b”或“c”)
a
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7．关于热量，下列说法正确的是(　　)
A．0 ℃的冰不含有热量
B．物体的温度决定它含有热量的多少
C．内能不同的物体具有的热量一定不同
D．热量等于热传递过程中物体内能的改变量
D
知识点3
热量
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8．[2025年1月黄山期末]如图所示，大铁块甲的质量为20 kg，温度为30 ℃；小铁块乙的质量为1 kg，温度为60 ℃。如果将它们紧靠在一起，那么热量________________(填“由甲传递给乙”“由乙传递给甲”或“不发生传递”)。
由乙传递给甲
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9．从内能、热量和温度中选择一个恰当的物理量填在下边的横线上。
(1)“高温物体放热”的“热”是指________。
(2)“开水太热”的“热”是指________。
(3)“摩擦生热”的“热”是指________。
热量
温度
内能
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10．[2025·郑州模拟]如图所示的是一款创意暖手笔，内装电池，按下按键便会发热，解决了冬天写字时手冷的问题。暖手笔给手保暖的过程中(　　)
A．温度从暖手笔传向手
B．暖手笔含有的热量比手多
C．手的内能增加了
D．常温下和发热时的暖手笔的内能相同
C
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11．判断下列关于温度、内能、热量的说法是否正确，若不正确，请说明理由。
示例：物体吸热，内能一定增加。(　×　)
理由：物体可能同时对外做功，内能不变或减少。
(1)物体内能增大，温度一定升高。(　　)
理由：_______________________________________。
(2)物体内能增大，一定吸收了热量。(　　)
理由：______________________________________________________。
(3)物体温度升高，内能一定增大。(　　)
理由：_______________________。
(4)物体温度升高，一定吸收了热量。(　　)
理由：________________________________________________________。
×
物体内能增大，温度可能不变
×
物体内能增大，可能吸收了热量也可能外界对物体做了功
√
×
物体温度升高，不一定吸收了热量，也可能是外界对它做了功
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12．[2025年1月合肥期末]某科技活动节推出了一种节能环保、可调节室温的江水源热泵技术。如图所示的是其夏天工作时的流程，当江水循环到冷凝器时，利用江水与冷凝器存在的温度差，通过_________的方式带走室内热量，从而实现降温；江水经过冷凝器后内能将________。
热传递
增大
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13. [新考法]小南用红外成像测温仪拍摄桌面，画面显示桌面上A、B、C位置的温度如图甲所示，接着在A位置用手快速摩擦，在B位置喷上温度为25.5 ℃的酒精，再次拍得画面如图乙所示。比较两幅图，A处温度______(填“升高”或“降低”)，是通过________方式改变内能的；B处因为酒精汽化过程要________(填“吸热”或“放热”)，内能________。
升高
做功
吸热
减小
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14．如图所示的是某晶体的熔化曲线，图中，物质在C点时的内能________(填“大于”“小于”或“等于”)在B点时的内能，其主要原因是_____________________________________。
大于
晶体在熔化时不断吸热，内能增加
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15. [新器材]为了探究“做功对物体内能的影响”，做了如图所示的实验。如图甲所示，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数。
(1)如图乙所示，用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传
感器示数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
增大
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内能及其改变
定义
改变途径
热量
做功
实质是能量的转化
实质是能量的转移
热传递
物体所有分子无规则运动的分子动能和分子势能的总和
谢谢观看！

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