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第十二章 机械能和内能
12.2　内能　热传递
初中物理苏科版（2024）九年级上册
1. 了解物体的内能概念。
2. 分析影响内能大小的因素。
3.知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程。
重难点
重点
学习目标
1.物体由于_____而具有的能量叫作动能。物体的动能与物体的______和______有关。
物体由于______ 而具有的能量叫作重力势能。重力势能的大小与物体的_____和_____有关。
物体由于发生_ _______而具有的能量叫作弹性势能。动能和势能统称为_______。
运动
质量
速度
被举高
质量
高度
弹性形变
机械能
复习回顾
2.物质是由大量_____组成的。一切物质的分子都在不停地做___________。分子间存在相互作用的_______和_______。
3.物体内部_____________与_________的总和叫作物体的_______。一切物体，不论温度高低，都具有_______。
4.烧火做饭是通过_______的方式改变食物的内能的。
分子
无规则运动
引力
斥力
所有分子动能
分子势能
内能
内能
热传递
复习回顾
举起课本并快速晃动时，课本具有什么能量？你是怎么知道的？
提示：课本被举高——具有重力势能；课本被快速晃动——具有动能。
结论：机械能可通过宏观状态来观察判断。
新课引入
提示：机械能的存在可以凭肉眼判断，即它是一种外部形式的能量。开水可以烫伤人体，说明它具有能量，但这种能量的存在凭肉眼一般是不能判断其存在的，但可以通过其他现象说明其存在。这种存在于物体内部的能量称为内能。
两个相同的保温杯，一个装热水、一个装冷水，打开热水杯后，可以看到“热气”。
外观一样的两杯水，为什么一杯会烫人，而另一杯却不会呢 这种能量能用看物体动不动、有没有被举高来判断吗
知识点 1　内能
通过类比机械能来认识内能：
1.分子动能：如同运动着的足球具有动能一样，做无规则运动的分子也具有动能，分子做无规则运动而具有的能量叫作分子动能。
探究新知
2.分子势能：
(1)两个用弹簧相连的小球放在光滑的水平金属杆上，改变两个小球间的距离，弹簧发生弹性形变，就具有了弹性势能。
(2)分子之间的相互作用类似于上述情境中的弹力作用，由此可推知分子之间也存在着势能。
总结：分子间由于存在着相互作用力而具有的能量叫作分子势能。
3.内能：物体内部所有分子动能与分子势能的总和叫作物体的内能。
讨论以下问题：
(1)内能与机械能是一回事吗
归纳总结：内能是微观粒子的“集体能量”，机械能是宏观物体的“整体能量”，二者可以同时存在(如运动的物体既具有机械能又具有内能)，也可以独立存在(如在水平面上静止的物体只具有内能)。
(2)高温的铁水具有内能，0 ℃的冰具有内能吗
(3)固体、液体和气体都具有内能吗
归纳总结：根据分子动理论，一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。即使温度低至0 ℃，分子仍在振动或移动，因此自然界中一切物体都具有内能。
实验现象：热水中的红墨水扩散得快。
结论：红墨水扩散的快慢与温度有关，这说明分子热运动的剧烈程度与温度有关。
4.影响内能的因素：
探究新知
提示：温度越高，扩散过程越快，即温度越高，分子无规则运动就越剧烈(物体内部大量分子的无规则运动又叫热运动)，分子热运动越剧烈，分子动能就越大，物体的内能就越大。
结论：对于同一物体，温度升高，内能增大。
5. 思考与分析以下问题：
(1)除了温度，还有哪些因素能影响物体内能的大小呢
提示：温度相同的一杯水与半杯水相比，一杯水中所含的分子数更多，根据内能定义中的“内部所有分子”可知一杯水的内能更大，即质量也影响物体内能的大小。
(2)内能增大，物体的温度一定升高吗
提示：冰(晶体)熔化时吸热而温度不变；水沸腾时吸热而温度不变。可知物体的内能增大时，物体的温度不一定升高。
归纳总结：内能的大小与温度、质量、状态等因素有关。
在地球的北极圈边缘，有一个神奇的国度——冰岛。这里冰川与火山并存，常年被冰雪覆盖，冬季平均气温低至-2 ℃。
然而，走进冰岛的城市和乡村，你会惊讶地发现：街道上没有密布的暖气管道，居民家中却温暖如春；农田里，蔬菜在寒冬依然茁壮成长；甚至还有室外的天然温泉，人们在冰天雪地中惬意地泡着温泉。是什么让这片冰雪之地如此“温暖”呢 答案就藏在冰岛地下深处的“天然锅炉”里。
知识点 2　热传递——改变物体内能的一种方式
探究新知
冰岛地处板块交界处，地壳运动活跃，地下岩浆活动频繁。炽热的岩浆将地下水加热，形成温度高达150~300 ℃的热水和蒸汽，这些就是冰岛取之不尽的地热资源。当地居民通过钻井技术，将地下的热水和蒸汽引到地面。热水可以直接用于供暖，为城市的房屋、学校、医院送去温暖；蒸汽则能推动涡轮机发电，为整个国家提供清洁能源。据统计，冰岛超过90%的家庭使用地热取暖，每年减少了数十万吨的碳排放。
从滚烫的地下热水到温暖的房间，从地下蒸汽到点亮城市的电能，这里面都离不开一个重要的物理过程——热传递。
热水是如何把能量传递到房间中的呢 就让我们以冰岛的地热奇迹为起点，一起探索热传递的奥秘，揭开它背后隐藏的物理原理。
问题：
(1)什么叫作热传递
热传递：能量从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分转移到低温部分的过程叫作热传递。热传递是改变物体内能的一种方式。
(2)热传递的条件、方向、结果和实质分别是什么
热传递的条件：物体或物体的不同部分之间存在温度差。
热传递的方向：能量从高温处转移到低温处。
热传递的结果：高温物体与低温物体的末温相等。
热传递的实质：能量的转移。
判断“在发生热传递时，能量从内能大的物体转移到内能小的物体上”这句话的对错。
辨析：内能大的物体温度不一定高，因此，这句话是错误的。
生活中加快热传递与减慢热传递的案例。
(1)加快热传递的案例：金属炊具、电脑散热器、太阳能热水器集热管……
(2)减慢热传递的案例：房屋保温材料、保温杯、羽绒服、冷藏车保温层……
1.内能
(1)物体内部所有分子动能与分子势能的总和叫作物体的内能。
(2)任何物体都具有内能，内能的大小与物体的温度、质量和状态有关。
2.热传递———改变物体内能的一种方式
(1)当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。发生热传递时，能量从高温处转移到低温处，直至温度相同。
核心总结
内能发生转移
转移到
(不同物体之间)
(同一物体之间)
(2)热传递的实质是内能的转移。
1.南极洲的冰川_______(选填“具有”或“不具有”)内能。用水冷却鸡蛋，鸡蛋的温度降低，内能_______，这是通过_______的方式改变了鸡蛋的内能。
2.关于机械能和内能，下列说法中正确的是( )
A.机械能大的物体，其内能一定大
B.物体具有内能，也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能
D.内能与机械能是同一种形式的能量
具有
减小
热传递
B
课堂练习
B
3.实验室中有质量为1 kg、温度为0 ℃的冰块和质量为1 kg、温度为0 ℃的水，下列说法中正确的是( )
A.冰块的内能等于水的内能
B.冰块的内能小于水的内能
C.将冰块放入水中，能量从水传递给冰块
D.将冰块放入水中，能量从冰块传递给水
物体内部所有分子动能与分子势能的总和
焦耳（J）
内
能
热
传
递
定义：
单位：
分子间存在着相互作用力→ 分子势能
分子热运动→分子动能
影响因素：
温度、质量、状态、物质种类
内能改变的
一种方式-- 热传递
条件：存在温度差
实质：能量的转移
课堂小结
方向：能量从高温处转移到低温处
结果：温度相同
谢谢

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