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第十章 机械能、内能及其转化
第二节 内能
原子核
核外电子
质子
中子
夸克
弦
分子
物质
原子
一、物质结构的微观模型
常见的物质是由大量分子组成的。分子非常小，如果把分子看成小球，一般分子的直径大约只有10 10 m，相当于一根头发丝直径的十万分之一。1 cm 的水中含有约3×1022个水分子，一个水分子的质量约为3×10 26 kg。最小的分子只有10 27 kg。
一、物质结构的微观模型
分子的
质量小
分子的
体积小
组成物质的
分子数量很大
1.常见的物质是由大量分子组成的
一、物质结构的微观模型
两个完全相同的瓶子内分别装有酒精和醋精，如何将它们区分开？
2.分子在永不停息地做无规则运动
（1）气体分子在运动
宏观现象：无色的空气向下运动，棕色的二氧化氮气体向上运动，空气与二氧化氮逐渐混合均匀。
微观结论：气体分子在永不停息地做无规则运动。
一、物质结构的微观模型
2.分子在永不停息地做无规则运动
如图所示，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的二氧化氮气体，抽去中间的隔板。
宏观现象：开始时，水和硫酸铜溶液之间有清晰的分界线；若干天之后，分界线变模糊了。
微观结论：液体分子在永不停息地做无规则运动。
一、物质结构的微观模型
（2）液体分子在运动
2.分子在永不停息地做无规则运动
如图所示，将蓝色的浓硫酸铜溶液缓慢注入烧杯内水的底部。
一、物质结构的微观模型
（3）固体分子在运动
2.分子在永不停息地做无规则运动
宏观现象：几年之后，金板上渗入了一些铅，铅板上渗入了一些金。
微观结论：固体分子在永不停息地做无规则运动。
如图所示，把铅板和金板放在一起并压紧。
一、物质结构的微观模型
1.常见的物质是由大量分子组成的
2.分子在永不停息地做无规则运动
上述实验现象说明，两种不同的物质可以自发地彼此进入对方，这种现象称为扩散。
根据扩散现象，我们可以断定分子是在运动着的。
扩散现象表明：
（1）分子在做永不停息的无规则运动
（2）分子间有间隙
宏观现象：热水中的高锰酸钾溶液向四周扩散得更快。
微观结论：温度越高，扩散就越快，表明分子运动越剧烈。
所以分子的运动又称为热运动。
一、物质结构的微观模型
2.分子在永不停息地做无规则运动
（4）影响扩散的因素
如图所示，在冷水和热水中同时各滴入一滴高锰酸钾溶液，比较高锰酸钾在两杯水中扩散的快慢。
冷水
热水
冷水
热水
实验：在纸上写一些字，然后用修正带改正，改正后用手抖动纸，揉搓纸，观察修正带是否从纸上脱落。
实验结果：修正带没有从纸上脱落。
猜想：分子之间存在引力。
一、物质结构的微观模型
3.分子之间存在着相互作用力
实验结果：两根铅柱连接在一起了，即使在铅柱下面悬吊一定的重物，它们也不会分开。
结论：分子之间存在引力。
一、物质结构的微观模型
3.分子之间存在着相互作用力
实验：把两根铅柱的端面削平，将削平的端面相对，用力压紧。
物体能够被压缩，但压缩物体时需要用力，而且压缩程度越大，用的力就越大。
一、物质结构的微观模型
3.分子之间存在着相互作用力
实验：用力捏压硬橡皮或硬塑料瓶盖。
进一步推理可知，组成物质的分子之间还存在着相互作用的斥力。
一、物质结构的微观模型
3.分子之间存在着相互作用力
（1）分子引力和斥力同时存在、同时消失
（2）分子引力和斥力同时增大、同时减小
二、固体、液体和气体的特征
固体的分子结构模型
液体的分子结构模型
气体的分子结构模型
特征 微观特征 宏观特征 分子间 距离 分子间 作用力 有无固定的形状 有无固定的体积 是否有流动性
固体 很小 很大 有 有 无
液体 较大 较大 无 有 有
气体 很大 很小 无 无 有
三、物体的内能及其变化
机械能 内能 物体运动 动能 分子做热运动 分子动能
物体间存 在作用力 势能 分子间存在 作用力 分子势能
动能与势能统称为机械能 物体内所有分子的分子动能与分 子势能的总和叫作物体的内能 可能不具有机械能 一定具有内能 1.内能
三、物体的内能及其变化
1.内能
所有分子动能和分子势能的总和称为内能
内能
所有分子动能
所有分子势能
（1）任何物体在任何情形下都有内能
说明：
（2）温度是内能大小的标志，但不是唯一决定因素
（3）内能大小由温度、体积、质量及物体的状态共同决定
三、物体的内能及其变化
总结：两个温度不同的物体互相接触时，低温物体从高温物体吸热，高温物体向低温物体放热。物体吸热或放热过程中所传递的能量，叫作热量。热量通常用符号Q表示，单位是焦耳（J），简称焦。
分析：用暖手宝可以暖手→手感到热→手的温度升高
吃冰棒可以降温→人感到凉快→人体局部温度降低
2.改变物体内能的两种方式
三、物体的内能及其变化
2.改变物体内能的两种方式
总结：两个温度不同的物体互相接触时，低温物体从高温物体吸热，高温物体向低温物体放热。物体吸热或放热过程中所传递的能量，叫作热量。热量通常用符号Q表示，单位是焦耳（J），简称焦。
注意！：
热量不是物体具有的（只有在热传递时才能出现，过程量）
热量的大小表示物体内能变化了多少，物体吸放热的大小与物体内能无关
三、物体的内能及其变化
分析冷鲜快递箱的冰袋、铝膜保温袋、泡沫保温箱的作用。
冰袋吸收热量，降低保温箱内温度。
铝膜保温袋、泡沫保温箱减少热传递。
2.改变物体内能的两种方式
三、物体的内能及其变化
实验：①快速摩擦双手，感受手的温度变化。
②快速反复弯折细铁丝，感受铁丝弯折处的温度变化。
原因：对物体做功，物体的内能增加，物体的温度升高。
现象：温度升高。
2.改变物体内能的两种方式
三、物体的内能及其变化
演示实验：广口玻璃瓶内有适量水，用打气筒向瓶内打气。
现象：当瓶内打入的气体多到一定程度时，橡胶塞跳出，同时瓶口附近出现“白气”。
原因：物体对外做功，物体的内能减小，物体的温度降低。
2.改变物体内能的两种方式
三、物体的内能及其变化
（1）热传递：高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。
（2）做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，物体的内能减少 。
2.改变物体内能的两种方式
内能
物质结构的
微观模型
常见的物质是由
大量分子组成的
分子在永不停息
地做无规则运动
分子间存在着相互作用力
固体、液体和气体的特征
分子的排列
分子间的距离
分子间的相互作用力
物体的内能
及其变化
热传递
做功
吸收热量
放出热量
对物体做功
物体对外做功
扩散现象
温度越高，分子的无规则运动越剧烈
四、课堂小结
五、课堂练习
1.下列景象中，能说明分子在永不停息地运动的是（　　）。
A.初春，柳枝吐芽
B.盛夏，荷花飘香
C.深秋，落叶飘零
D.寒冬，冬雪飘飘
B
2.冬季的北方，银装素裹，白雪皑皑。下列关于雪的说法中正确的是（　　）。
A.雪花飞舞，说明分子在永不停息地做无规则运动
B.用手抓一把雪，雪的体积缩小了，说明分子间有间隙
C.雪花在手心熔化，是通过热传递改变了雪花的内能
D. 10 ℃的雪比 5 ℃的雪分子运动更剧烈
C
五、课堂练习
3.用电钻给墙打孔时钻头会发热，这是通过________的方式使钻头的内能增加，温度升高。为了防止因高温导致钻头的强度降低，使电钻能连续正常使用，有时在钻孔的同时旁边有人会慢慢地往钻头处浇水，用水降低钻头的温度，这是通过________的方式使钻头的内能减小的。
做功
热传递
五、课堂练习

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