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第十三章 内能
13.3 内能
学习目标
1.结合分子动理论了解内能的概念。
2、了解温度与内能的关系。
3、掌握改变内能的方法。
4、了解热量的概念和单位。
预习检测
请同学们自学课文，找出答案。
1、内能：运动的物体具有_______，运动的分子也同样具有_______，由于分子之间存在类似于弹簧形变的相互作用力，所以分子具有____，构成物体的所有分子_____与_____的总和，叫作物体的内能。
动能
动能
动能
势能
势能
2、热传递：热传递过程中。高温物体________，低温物体_______，热传递过程中，传递的能量叫作______。
内能减少
内能增加
热量
3、摩擦生热：摩擦可以产生热，是由于物体_________________，其实质就是_____改变内能。
克服摩擦力做功
4、内能的改变：改变内能的方法有_______和_______。
做功
做功
热传递
新课导入
想一想：生活中将开水倒入保暖瓶，为什么有时候瓶盖会“跳”出来？
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水烧开后，释放大量的水蒸气，水蒸气在试管内堆积，最终冲开了瓶塞。
水蒸气堆积（热传递）
内能转换成其他能
瓶盖冲飞
内能增加
原来如此
走进新课
运动的篮球
运动的篮球具有动能，那么运动的分子呢？
结论:运动着的分子也有动能。
我在动,也有动能噢！
石块和地球互相吸引具有势能
互相吸引的分子有没有势能呢
石块由于地球吸引而下落
结论：互相吸引的分子也具有势能。
知识点1
物质是由分子和原子构成，分子一直处于无规则运动的状态中，并且分子之间存在着相互作用力。
动能：运动着的物体都具有动能，分子也具有动能
势能：分子之间存在的相互作用力，叫作势能
了解内能
一切物体都具有内能。不论温度高低，都具有内能。
内能=动能+势能（物体内部所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和）
什么是内能呢？
下面请大家来探究并且讨论：
实验一：现在有两杯质量相同，但温度不相同的水，各位同学们讨论下哪一瓶的水具有的内能更大。
根据分子动能理论：温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大，所以温度高的内能更大。
实验二：现在有两杯温度相同，但质量不相同的水，各位同学们讨论下哪一瓶的水具有的内能更大。
根据分子动能理论，内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，两杯水温度相同，所以水量多的内能更大。
想一想
内能跟哪些因素有关呢？
根据分子动理论：
温度越高，分子动能越大
质量越大，分子势能越大
内能=势能+动能
温度越高、质量越大，内能越大
小练笔
(多选)关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A．物体的运动速度越大,具有的内能越多
B．静止的物体没有动能,也没有内能
C．静止的物体没有动能,但有内能
D．烧红的铁块具有内能,0℃的冰块也具有内能,一切物体都有内能
CD
任何物质都有内能
知识点2
物体内能的改变
我们已经知道，内能的大小由温度、质量等因素决定。
那么如何去改变一个物体的内能呢？
说明改变内能肯定也与温度、质量等有关。
实验与探究
实验器材：铁架台、酒精灯、铝丝、凡士林和火柴
实验步骤：
1、将火柴尾部用凡士林包裹住
2、将铝丝横着安装在铁架台上
3、将包裹了凡士林的火柴尾部朝上，头朝下
每隔5cm依次粘在铝丝上
4、点燃酒精灯放在铝丝一段
实验目的：酒精灯燃烧释放的热量是否能在铝丝上传递。
1.热传递改变内能
解释现象：火柴随着酒精灯的加热，依次从铝丝上脱落下来。（距离酒精灯最近的先脱落）
结论：高温物体放热,物体的内能会减少。
低温物体吸热,物体的内能会增大。
(1)条件:物体之间有温度差
(2)方向:从高温物体向低温物体
(3)实质:能量从高温物体转移到低温物体
热传递的方式有三种：热传导、热对流和热辐射
实验观察
用力挤压活塞，硝化棉会有什么变化？
2.做功改变内能
空气压缩引火仪
压缩空气（做功）
温度升高
空气内能增大
对物体做功，物体的内能会增大。
研究对象是__________________________。
放硝化棉的目的是____________________________。
空气，而不是硝化棉
利用转换法显示空气温度升高
物体内能减少
B.物体对外做功
A.对物体做功
实质：机械能与内能相互转化
物体内能增大
小练笔
下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是 ( )
A
知识点3
了解温度、热量、内能
1、 热量是过程量；温度、内能是状态量。
室内温度是25度
鸡蛋吸收大量热量
运动的篮球具有内能
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、内能的关系主要如下表
定义 特点 描述用语 相互关系
温度 物体的冷热程度,是内 能大小的宏观表现 状态量 升高、升高了、降低、降低了 一个物体温度升高,内能增 大,可能吸收了热量;温度 降低,内能减小,可能是放出了热量
内能 物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和 能量形式 增大、变大、减小、变小 一个物体内能增大,温度可能升高，可能吸收了热量;内能减小,温度可能降低,可能放出了热量
热量 热传递的过程中,传递内能的多少 过程量 吸收、放出 一个物体吸收热量,内能增大,温度可能升高;放出热量,内能减小,温度可能降低
热量的转移是热传递,能量的转化是做功。
小练笔
1.关于温度、热量、热传递和内能,下列说法中不正确的是( )
A．0 ℃的冰块内能一定不为零
B．物体温度升高,内能一定增加
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D．温度高的物体,内能不一定大
C
热传递的条件是有温度差，所以热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
2.关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A、热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体
B、0℃的冰水混合物内能为零
C、水的温度越高,所含热量越多
D、冰在熔化过程中吸收热量,温度和内能均不变
A
热传递的条件是有温度差，内能少的物体也有可能温度高。
熔化过程中，吸收热量，温度不变，内能增加。
归纳总结
1．关于内能
　　内能是动能和势能的总和，内能的影响因素有很多，在比较物体内能的大小时,要综合考虑每个因素,不能片面分析而得出错误的结论。内能的改变方法主要有两种：热传递和做功。
2．关于控制变量法
　　在物理探究过程中，当我们无法知道哪些因素对实验有影响时，可以控制其他因素不变，改变某一因素，观察其对实验的影响。
随堂练习
内能
1.内能是_____和_____的总和，是物体内部所有分子的内能，不是单个分子所具有的内能。影响因素有______、______、______等。
动能
势能
体积
质量
温度
2、四只相同规格的烧 杯 中装 有水,水量及其温度如图所示.关于四只烧杯中水的内能的大小下列判断正确的是( )
A．a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能
B．c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能
C．a烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能
D．d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能
D
改变内能的方法
3、改变物体内能的方式有两种，
图甲说明:________ 可以改变物体的内能;
图乙说明: _______可以改变物体的内能。
热传递
做功
4、如图所示现象或装置在工作时,机械能转化为内能的是( )
A
5、热水瓶注入一定热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。在这一现象中瓶内气体的_____能转化为木塞的_______能。
内
动
课堂小结
温度、热量、内能的关系
(2)做功
热量符号:Q 单位:焦(J)
(1)热传递
实质—内能的转移
内能改变的量度—传递的热量
定义：物体内部所有分子无规则运动的动能和分子相互作用的势能的总和，叫物体的内能
改变内能的两种方式
内能
实质—内能与机械能的转化
内能改变的量度—做功的多少
温度符号:T 单位:开尔文(K)
内能符号:U 单位:焦耳(J)
课后习题
1、下列现象中,通过做功改变内能的是( )
A．铁锤敲打铁钉,铁钉变热
B．饮料放冰箱里,饮料变凉
C．勺子放热汤里,勺子变热
D．嘴向手“哈气”,手变暖和
A
2、流星穿过大气层时发热发光,这是通过______使流星的内能增加;使用电热水器给水加热,这是用______的方式使水的内能增加。
做功
热传递
3、如图是汽车在平直公路上行驶过程中紧急刹车时留下的长滑痕,并且颜色深浅不同。以下判断合理的是( )
A．轮胎的内能在刹车过程中不断减少
B．汽车刚开始刹车时相对地面是静止的
C．滑痕颜色较深部分比较浅部分所受摩擦力更大
D．汽车刹车后不能立即停止是因为汽车受到惯性作用
克服摩擦力做功，内能增大
汽车开始刹车时，位置还在发生改变，所以相对地面还是运动的
C
惯性不是力，不能说首到惯性作用。
动手动脑学物理
1.请分析在以下过程中，冰粒、火箭箭体和子弹的内能是在增大还是减小？机械能在增大还是减小？
（1）云中形成的冰粒在下落中，温度渐渐升高变成了雨滴。
（2）火箭从地面向上发射过程中，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，温度升高。
【解析】冰粒在下落过程中，克服空气阻力做功，使一部分机械能转化为内能，故冰粒的机械能减小，内能增大；火箭从地面向上发射过程中速度、高度均增大，所以火箭箭体的动能、重力势能均增大，故机械能增大，同时与空气摩擦，克服摩擦做功，使箭体内能增大，温度升高；子弹击中木板后速度减小，机械能减小，温度升高，说明内能增大。
【答案】
（1）冰粒内能增大，机械能减小。
（2）火箭箭体内能增大，机械能增大。
（3）子弹内能增大，机械能减小。
2.用物体内能改变的方式说明“炙手可热”和“钻木取火”的含义。
【答案】“炙手可热”是通过热传递的方式使手的内能增加，温度升高；“钻木取火”是克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使物体内能增加，温度升高。
3.生活中有时通过加强热传递直接利用内能，有时又通过阻碍热传递防止内能转移。请你各举两个实例。
【答案】加强热传递直接利用内能，如炒菜、做饭用金属锅；空调利用风扇将热空气吹出，使房间很快暖和。阻碍热传递防止内能转移，如炒菜用的锅把手用塑料或者木头制成；保温瓶内胆做成双层真空的。
4.把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使图钉钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用手感觉图钉温度的变化，并解释这种变化。（进行这个活动时要注意安全）
【答案】摩擦后的图钉变热，这是通过克服摩擦力做功，将机械能转化成内能，图钉的内能增加，温度升高。这是通过做功的方式来改变物体的内能。
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