第二节内能
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第十二章内能与热机第二节内能【基础知识】1分子动理论1.1物质是由分子组成的,一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。
1.2分子间存在着间隙,分子间有相互作用的引力和斥力。
1.3扩散现象:①不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象,叫做扩散。
扩散现象表明一切物体的分子都在不停地做无规则的运动,还表明分子间存在着间隙。
②扩散的快慢与温度有关。
温度是用来表示物体冷热程度的物理量,从分子动理论观点看,温度是物体内大量分子无规则运动剧烈程度的标志。
物体的温度越高,物体内分子运动越激烈,扩散越快。
2 热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
温度越高,分子热运动越激烈。
3内能3.1 内能的定义:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
3.2内能的特点:物体在任何情况下都有内能:既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件的存在着。
无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块。
3.3 影响物体内能大小的因素:①温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大。
②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。
③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。
④存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同(例如熔化、汽化、升华)时,物体的内能也可能不同。
3.4 改变内能的方式:做功和热传递。
(做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,因此用功或用热量来量度物体内能的改变)A 做功改变物体的内能:①做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加。
物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化③如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。
(W=△E)B 热传递可以改变物体的内能:①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
第2节内能一、内能构成物质的分子在不停地做热运动,温度越高,分子运动速度越快,分子的动能越大。
此外,分子之间也存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分也具有势能,叫做分子势能。
1、内能:构成物体的所有分子具有的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能:既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件的存在着。
无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块。
3、影响物体内能大小的因素:[1]、温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大。
[2]、质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。
[3]、种类:在温度、质量和状态相同时,物体的种类不同,物体的内能可能不同。
[4]、状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,内能也可能不同。
4、内能与机械能区别与联系机械能:是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关。
内能:是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。
内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。
这种无规则运动是分子在物体内的运动,而不是物体的整体运动。
二、物体内能的改变1、内能改变的外部表现物体温度升高(降低):物体内能增大(减小)。
物体存在状态改变(熔化、汽化、升华):内能改变。
不能说内能改变必然导致温度变化。
(因为内能的变化有多种因素决定)2、改变内能的方法:热传递和做功。
[1]、热传递①热传递:热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
②热传递的条件是有温度差。
热传递传递的是内能(热量),而不是温度。
③热传递过程中,传递的能量的多少叫热量。
热传递的实质是内能的转移。
[2]、做功①做功可以改变内能:外界对物体做功时,物体内能会增加;物体对外做功时,物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。
③如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。
第2节.内能知识讲解1、内能(1)定义:物体内部所有分子动能与分子势能的总和,叫做物体的内能①分子动能:分子有质量且分子在不停地做着无规则运动,所以分子具有动能;②分子势能:分子间存在着相互作用引力和斥力而具有的能叫势能;③理解:一切物体在任何时候都有内能,因为分子在永不停息地做无规则运动,所以物体的内能永不为零,.(2)单位:内能的单位是焦耳,简称焦,用字母J表示。
(3)影响因素:内能大小与物体的温度、质量、状态、种类有关 -------控制变量法思维。
①同一物体,在相同物态下,温度越高,分子热运动越剧烈,物体的内能就越大;②同种物质,在温度一定时,相同状态下,物体的质量越大,分子的数量越多,物体的内能就越大;③物体的内能还和状态有关,如下图:晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,一定质量的固态晶体熔化为同温度的液体时,内能增大。
2.改变内能的两种方式:热传递和做功,这两种方式对于改变物体的内能是等效的(1)热传递:发生条件存在温度差方向从高温物体转移到低温物体,或从物体的高温部分转移到低温部分过程高温物体放出热量,内能减少,温度降低;低温物体吸收热量,内能增加,温度升高。
结果温度相等实质内能的转移方式:热传导、热对流、热辐射实例晒太阳、烧水、哈气取暖等(2)做功①做功的两种情况:外界对物体做功,物体内能增加,温度升高,物体对外界做功,物体内能减小,温度降低②实质:机械能和内能的相互转化③实质:钻木取火、搓手取暖3.热量(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫热量(内能改变的多少)。
单位焦耳(J)(2)理解:①热量是过程量,物体本身没有热量,不能说物体具有或者含有热量,只能说物体“放出”或“吸收”热量。
不能说物体“具有”或“含有”热量,②晶体熔化吸热,温度不变,内能增加,凝固放热,温度不变,内能减小。
4.热量、温度和内能的变化关系----难点,易错点①同一物体,温度升高,内能一定增大,温度降低,内能一定减小,其余均是“不一定”的关系②表述不同:温度:降低或者升高热量:放出热量或者吸收热量内能:有,具有,改变,增大,减小总结:热量、温度和内能:“热量不能含、温度不能传、内能不能算”5.内能的利用(1)利用内能来加热——热传递,例如烧水(2)利用内能来做功:汽油机,柴油机(热机)①在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出;②利用内能做功的实质是内能转化为其他形式能(机械能)的过程。
第二节内能1.基础知识全面训练知识点1.内能1物体内部的总和叫做物体的内能。
一切物体都有内能,同一物体,温度越高,其内能,内能是能量的一种形式,它的单位是。
2.关于内能下列说法正确的是()A.温度高的物体具有内能,温度低的物体没有内能B.温度高的物体一定比温度低的物体具有的内能多C.铁水凝成铁块,内能减少D 0℃的水变成0℃的冰,温度不变,所以内能不变3.关于内能下列说法中正确的是( )。
A内能大的物体,机械能一定多B温度高的物体,内能一定大C 0℃的物体没有内能D物体内所有分子元规则运动的动能和分子势能的总和叫做内能4.物体的温度升高则它的( )。
A动能增加B势能增加C机械能增加D内能增加5.仔细观察图16-2-1中甲、乙、丙三杯水,判断下列说法中正确的是( )图16-2-1A.甲杯中水的内能最大B.乙杯中水的内能最大C.丙杯中水的内能最大D.乙、丙杯中水的内能一样大知识点2.改变物体内能的两种途径――做功和热传递6.一根锯条放在火上烤一烤会变热,此时它的内能。
若在于木材上磨一磨也变热了,它的内能。
前者是通过的方式改变内能的,而后者是通过的方式改变物体的内能的,并且和对于改变物体的内能是的。
7.热传递的条件是:两个物体间有,即向传递热量。
在传递过程中前者温度,内能,而后者温度,内能。
8.写出下列现象中改变物体内能的方法:(1)给自行车打气时,气筒变热;(2)古人用“钻木取火”的方法,产生火;(3)热鸡蛋放冷水中变凉;(4)一盆冷水放在太阳下晒热;(5)搓手感到手变热;(6)冬天往手上呵气,感到手变暖和;(7)来回弯折一根铁丝,弯折处会发烫。
9.在汽油机的压缩冲程中,活塞压缩燃料混合物使它的温度升高,是通过的方式增加了燃料混合物的内能。
为了不让柴油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,气缸外有一个水套,让气缸被水包围着,这样就可以通过的方式降低气缸的温度,减少气缸的内能。
10.下列现象中,属于内能转化为机械能的是( )。
A用打气筒打气,气简壁发热B锯木头时,锯条发热C用电熨斗熨衣服D被加热的试管中的水蒸气膨胀做功,把管塞推出管口11.一个物体的温度升高了,其原因是()A一定是吸收了热量B一定是外界对它做了功C一定是对外做了功D.可能是吸收了热量,也可能是外界对它做了功12.下列实例中,属于用热传递的方法改变物体内能的是( )。
A地球外的石块,坠入大气层,成为流星B凉鸡蛋泡在热水中温度升高C两手互相摩擦,手心发热D锯木头时,锯条变得烫手13.(2006广州)下列现象中哪一个是通过做功使物体内能增加的()A.两手相互摩擦,手的温度升高B.用煤气炉给水加热C.用灌了热水的热水袋取暖D.冬天太阳下的人会觉得温暖14.开启啤酒瓶盖瞬间,会听到“嘭”的一声,同时瓶口有一股“白气”,下列说法中不正确的是( )。
A瓶内压强比瓶外大,气体膨胀时发出响声B瓶内气体对外做功,内能减小C瓶口“白烟”是瓶内喷出的蒸汽D瓶口“白烟”是瓶口附近水蒸气液化形成的15.如图16-2-2所示,在厚玻璃筒里放一块浸过乙醚的棉花,活塞迅速向下压,可观察到的现象是.这是的缘故。
图16-2-2知识点3.温度、内能和热量16.关于热量、内能、温度的关系,下列说法中正确的是( )A物体吸收热量,它的内能一定增大,温度一定升高B物体的内能增大,一定是吸收了热量,温度可能长高C物体的温度升高,内能增大,所含的热量就多D若只发生热传递,物体吸收热量,温度可能不变,内能一定增大17.关于温度、热量和内能的说法中正确的是()A物体温度升高,内能增加B物体温度升高,内能减少C晶体在熔化过程中,吸收热量但温度保持不变D温度高的物体含有的热量一定比温度低的物体含有的热量多18.下列说法中正确的是()A物体吸收热量,温度不一定升高B在热传递中,高温物体向低温物体传热C在热传递中,内能多的向内能少的传热D.在热传递中,传递的是内能而不是温度2.综合能力提升训练19.(物理与环境)近年来,有些农村地区存在大量焚烧家作物秸杆的现象,这种做法不仅污染环境,还常引起火灾。
根据所学的知识,家作物秸杆燃烧时,其主要生成物除了粉尘,一氧化碳外,还有,因此大量焚烧秸杆增加了温室气体的排放,危害环境。
另外,秸杆燃烧时其倾泻能转化为能,白白地损失掉了。
20.(易错题)关于静止在水平地面上的足球的能量,下列说法正确的是()A、因为足球静止,所以足球的分子动能为零B、因为足球在水平地面上,所以足球的分子势能为零C、如果足球运动起来,足球的内能要增加D、如果足球的温度升高,足球的内能要增加21.(学科综合题)斧子是木工师傅常用的工具。
用过一段时间,木工师傅要将斧头磨一磨,目的是通过来增大压强;在磨的过程中,斧头温度不断升高,机械能转化为。
斧头松了,木工师傅将斧柄的一端在地面上用力撞击几下,斧头就牢牢地套在斧柄上,这是由于 。
22.(物理与生活)图16-2-3所示的人是通过什么方式暖手的( )图16-2-3A.他们都是通过热传递来暖手B.他们都是通过做功来暖手C.老太太是通过通过热传递来暖手,而年轻人是通过做功来暖手D.老太太是通过做功来暖手,而年轻人通过热传递来暖手23.(探究题)如图16-2-4所示,在玻璃瓶中装有少量的水,用塞子塞紧后往瓶中打气,到一定程度时,塞子会从瓶口跳起来,同时,伴随明显的现象是 ;产生这一现象的原因是 。
该实验表明 。
16-2-424.(物理与生产)现代农村种菜需要科学技术,农民广泛使用地膜种菜,来自太阳的热量主要通过的方式传递进去产,以提高土壤的温度,同时,由于薄膜隔开地膜上下的空气,所以防止了热量以 的方式散失。
25.(探究题)小宇同学研究不同颜色物体的吸热本领,她做了如下实验:将质量、温度都不相同的水分别倒入两个牛奶瓶中,用白纸和黑纸分别将瓶子包起来,如图16-2-5所示,然后将两个瓶子放在太阳光下,每隔3min测一测瓶中水的温度。
经过半小时的实验,小宇得到的两瓶中的水温变化情况如下表所示:小宇对上述的实验数据进行了分析,得出的结论是:。
3.经典考题实战训练26.(2010泰州)“神 舟六号”载人飞船于2005年10月17日安全着陆,为防止飞船从太空返回地面的过程中因调温而损坏,飞船的表面层用耐调温材料制成,你认为飞船表面层温度升高的主要原因是( )B A 大气温度过高 B 与大气摩擦做功 C 吸收太阳的辐射热 D 燃烧室内燃料燃烧放出热量27. (2010烟台)冬天我们通常采用向手“哈气”和两手“相搓”的方法使手暖和一些,这两种取暖方式( ) A 都是通过做功取暖 B 都是通过热传递取暖C“哈气”是通过热传递取暖,“搓手“是通过做功取暖D“搓手“是通过热传递取暖,“哈气”是通过做功取暖28.(2010年兰州)下列现象中,利用做功改变内能的是( )A 晒太阳感到暖和B 用蒸笼熘馒头C 感冒发烧,用冷毛巾敷额头 D插上电的电炉,炉丝烫了29.(2011年天津市)在忽略热传递的情况下,对物体做功,物体的内能________.物体对外做功,物体的内能____________.30.(2011年厦门市)小孩在玩唧筒时,“活塞”压缩空气。
压缩空气把“子弹”推射出去(图16-2-6),说明被压缩的空气内能增加,转化为“子弹”的________能.这个过程说明通过________可以改变物体内能。
图16-2-631.(2011 年上海市)如图16-2-7所示,若液化气钢瓶放在烈日下曝晒,将通过的方法使它的内能 ( 选填“减少”或“增加”),具有一定的危险性,因此液化气钢瓶严禁曝晒。
图16-2-732. (2011大连)小明在家里吃晚饭时,看到爸爸拿起一瓶在经桌上放了两天的啤酒,用起瓶器(俗称瓶起子)打开瓶盖时,听到“砰”的一声,并看到从瓶口冒出了一股“白气”,还看到从瓶口冒出了一些啤酒沫。
请用初中物理知识解释这股“白气”是怎样产生的?第二节内能1.所用分子无规则运动的动能和分子势能越大焦耳(J)2.C 解析:本题考查对内能概念的理解,任何物体都有内能,所以A不正确;同一物体温度越高内能越大,不同物体的内能不仪与温度有关还与质量等其他因素有关,B不正确;0C的水变成0℃的冰要放出热量,其内能要减少,则D也不正确;铁水凝成铁块时要放出大量的热,所以它的内能要减少,故C是正确的。
3.D解析:内能与机械能是两种不同形式的能,二者之间无必然的联系,同一物体温度越高内能越大,不同物体内能还与质量有关,任何物体都有内能。
所以A、B、C都是错误的,D是内能的概念,所以正确。
4.D解析:物体的温度升高分子的热运动加快,内能增加。
5. C 点拨:物体内能的大小决定于物体的状态、温度、质量等因素,丙杯中,水的质量最大,温度最高,因而丙杯中水的内能最大.6.增加增加热传递做功做功热传递等效7.温度差高温物体低温物体降低减少升高增加8.(1)做功(2)做功(3)热传递(4)热传递(5)做功(6)热传递(7)做功解析:做功是能量之间的转化,而热传递是能量的转移,能量的种类没有改变。
9.做功热传递10.D解析:A是机械能转化为内能;B是机械能转化为内能;C是电能转化为内能;D是内能转化为机械能。
11.D 解析:改变物体的内能有两种方法,即做功和热传递。
物体对外做功,其内能减少;外界对物体做功,物体的内能增加。
物体从外界吸收热量,它的内能增加,物体向外界放出热量,其内能减少。
一个物体温度升高,可能是吸收了热量,电可能是外界对它做了功。
,因为做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
12.B解析:热传递是由于温度引起的内能的改变,是内能的转移过程,故只有B正确。
13.A解析:改变物体内能的途径有两种:一是做功的方式;二是热传递的方式,做功来改变物体的内能是能量的转化过程,而热传递是能量的转移,A是摩擦生热现象,属于做功来改变物体的内能,B、C、D均属于热传递来改变物体的内能。
14..C解析:瓶口“白气”是瓶内气体对外做功,内能减少,温度降低,使瓶口处的水蒸气液化成小液滴的缘故,单纯的气是看不见的。
15.棉花着起火来,压缩空气对空气做功,空气的内能增加,温度升高,达到棉花的着火点,使其燃烧起来。
16.D点拨:当物体吸收或放出热量时,内能改变,但温度不一定变化,如晶体熔化时,内能增大,温度不变,故A错;物体的内能增大,不一定是吸收热量,也可能是对物体做功造成的,故B错;热量是一个过程量,不能说是某个物体含有热量,故C错。
17.AC解析:物体的温度升高,内能一定增加,故A对,B错;晶体在熔化过程中,吸收热量而温度保持不变,内能增加故C对;热量是一个过程量,是指在热传递过程中传递的能量的多少,不能说含有热量,故D错。
18.C解析:晶体在熔化过程中,虽然吸收了热量,但温度却不升高,A正确。