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第三节 内能
内 能
截止目前已经学过的能量形式：机械能
机械能：物体由于机械运动而具有的能量，是物体动能和势能的总和。
运动的物体（有动能）
在高处的物体（有重力势能）
动能
重力势能
机械能
弹性势能
发生弹性形变的物体（有弹性势能）
物体有分子和原子构成的，
分子和原子一直在做无规则运动
分子之间存在间隙，存在引力和斥力
分子动理论
运动的分子具有分子动能
使物体有运动的趋势（分子势能）
分子动能
分子势能
内能
注：内能是不同于机械能的另一种形式的能
概念：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
单位：焦耳（J）
影响内能大小的因素有哪些呢？
分析角度1：内能=分子动能+分子势能
分析角度2：内能是分子动能和势能的总和
分子运动越剧烈，分子动能越大，内能就越大——
内能大小与温度有关
不同物质的分子大小和结构不同，分子势能也不同——
内能大小与物质的种类有关
每个分子都具有自己的动能和势能，分子数越多，总和越大，内能越大
——与物体的质量有关
一切物质都是由分子构成的，都遵循分子热运动规律，所以一切物质在任何情况下都具有内能。
如图，静止在水平地面上的小汽车具有哪些能量？
动能为零
重力势能为零
机械能为零
静止
水平地面
所有分子都在不停地做无规则运动
内能不为零
炽热的铁水具有内能吗？
冰冷的冰山还具有内能吗？
当物体达到0℃时，还具有内能吗？
有，一切物体在任何情况下都具有内能；同一物体（种类和质量不变）温度高分子运动越剧烈，内能相对就大，反之温度低内能相对就小。
有没有很低的温度，使分子静止不动？
理论上有：绝对0度——即-273.15℃，此时分子的热运动趋于停止，内能几乎为0，但是现实中不可能到达该温度。
1.关于物体内能下列说法正确的是：（ ）
A.物体在0℃时内能为0
B.物体运动越快内能越大
C.高温物体的内能一定比低温物体的要大
D.同一物体温度越高内能越大
D
[关于内能]
①内能是分子热运动的动能和分子势能的总和。
②一切物质在任何情况下都具有内能。
③内能的大小与温度、质量、物质的种类有关。
④内能是不同于机械能的另一种形式的能，物体的内能大小与物体的运动状态无关。
2.下列关于内能的说法正确的是：（ ）
A.内能是物体具有的分子动能的总和
B.物体的机械能越大，内能就越大
C.南极的冰山具有内能
D.物体的内能大小只与温度有关
D
改变内能
内能的大小与温度、质量、物质的种类有关。
是不是改变些因素，内能就会改变呢
答:是的，在一般情况下，改变物体的温度和质量确实能够改变其内能的大小。但是要思考改变温度和质量能改变内能的本质原因。
①热传递
②做功
课本上提到改变内能的方式有两种：
一、热传递改变内能
回忆：热传递的条件是温度差，传递的是热量。
回忆：物体放出热量，温度下降；物体吸收热量，温度升高。
回忆：物体吸收热量，温度升高，分子运动越剧烈，分子动能越大，物体的内能越大；
高温物体
低温物体
有温度差，发生热传递
吸收热量
温度上升
分子运动剧烈
内能增大
放出热量
温度下降
分子运动不剧烈
内能减小
热传递的方向：能量从高温物体传向低温物体。或从高温部分传向低温部分。
热传递的本质：能量的转移
最终结果是物体的温度相同
高温物体
热水袋
低温物体
双手
温度升高
温度降低
内能降低
内能增加
能量转移
冬天用热水袋暖手
其他例子：
冰敷降温、烤火取暖，炉火加热......
都是通过热传递来改变物体的温度，进而改变内能大小
一、做功改变内能（外界对物体做功）
天冷了，除了烤火用热水袋，还可以怎么提高双手的温度？
搓一下
解释：
双手摩擦（即做功），
机械能转化为内能
双手内能增加，温度升高。
摩擦生热——克服摩擦做功
除了摩擦做功 来增大内能，还有其他做功的形式增加内能吗？
答案：压缩
操作： 迅速下压活塞
现象： 硝化棉燃烧
分 析
筒内气体温度升高
达到硝化棉燃点
筒内气体内能增加
活塞对筒内气体做功
机械能转化为内能
解
释
外界压缩气体做功，
外界对气体做功，气体内能增加。
应用：
一、做功改变内能（物体对外界做功）
为什么筛子会喷出来？
摩擦铁管、对铁管做功，铁管温度升高、热量传递给管内气体，管内气体内能增大，当大到一定程度时，寻找薄弱位置（活塞），瞬间释放内能把活塞喷出。活塞喷出时管内的气体对活塞做功，管内气体内能减小，由气体的内能转化为活塞的机械能。
操作： 向瓶内打气
现象： 瓶塞跳起，瓶内出现“白气”
分 析
水蒸气液化为
瓶内气体温度降低
瓶内气体推动活塞做功
内能转化为机械能
解
释
气体膨胀对外界做功，
气体内能减少。
小水滴
瓶内气体内能减少
操作： 继续向瓶内打气
现象： 瓶内“白气”消失
分 析
（ ）转化为（ ）
瓶内气体（ ）
小水滴汽化为（ ）
“白气”出现后，立即塞上瓶塞，继续打气。会出现什么现象？
水蒸气
内能增加
机械能
内能
总结一下：外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减小。
做功的实质：能量的转化。
有了内能的概念后，我们就能理解，对一个物体加热或者做功，就是使能量“流入”了物体的内部，物体的内能增加。能量通过这种方式被储存起来。反过来，物体也可以对外放热或者做功，从而释放内能。
因此做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
改变内能的方式：
①做功②热传递
【热传递】
条件：温度差
最终指向：温度相等
吸收热量，内能增大；放出热量，内能减少。
实质：能量的转移
【做功】
外界对物体做功，内能增大；
物体对外界做功，内能减小。
实质：能量的转化
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
1.下列实例中，属于做功改变物体内能的是（ ）
A.锯木条时木条的温度升高
B.加入冰块的饮料温度降低
C.倒入热牛奶的杯子温度升高
D.放入冷水中的鸡蛋温度降低
A
2.
A
改变内能的方式：
①做功②热传递
【热传递】
条件：温度差
最终指向：温度相等
吸收热量，内能增大；放出热量，内能减少。
实质：能量的转移
【做功】
外界对物体做功，内能增大；
物体对外界做功，内能减小。
实质：能量的转化
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
B
C
B
改变内能的方式：
①做功②热传递
【热传递】
条件：温度差
最终指向：温度相等
吸收热量，内能增大；放出热量，内能减少。
实质：能量的转移
【做功】
外界对物体做功，内能增大；
物体对外界做功，内能减小。
实质：能量的转化
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
做功
热传递
改变内能的方式：
①做功②热传递
【热传递】
条件：温度差
最终指向：温度相等
吸收热量，内能增大；放出热量，内能减少。
实质：能量的转移
【做功】
外界对物体做功，内能增大；
物体对外界做功，内能减小。
实质：能量的转化
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
7.物理与生活如图所示，向热水瓶内注入一定量的热水，并迅速用软木塞塞紧，会看到软木塞被顶开。此过程中热水瓶内的水蒸气对软木塞 ，水蒸气的内能会 （选填“增加”或“减少”）。
做功
减小
温度、热量和内能的辨析
物理学中的热有三种含义：内能、热量、温度
项目 温度 热量 内能
定义 宏观上：表示物体的冷热程度。 微观上：反映物体中大量分子的无规则运动 在热传递过程中传递能量的多少 构成物质的所有分子，其分子热运动的动能和分子势能的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
单位 摄氏度 ℃ 焦耳 J 焦耳 J
描述 用降低、降低到、升高、升高到 这种词来描述 用 吸收 、放出等词表述 用 具有 改变 增加 减少等词表述
联系 （1）同一物体温度越高内能越大； （2）一切物体在任何时候任何状态下都有内能；内能增加或者减少，温度不一定改变 （3）物体内能的变化可能是吸（放）热导致，也可能是外界对物体（或物体对外界）做功导致。
C

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