专题13.2 内能(讲)-2016-2017学年九年级物理同步精品课堂(提升版)(解析版)
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知识点一:内能
内能是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。
1.分子动能和分子势能:
分子由于热运动而具有的能是分子动能。
分子平均动能的大小与物质的温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,分子平均动能越大。
分子间由于相互作用力而具有的能是分子势能。
分子势能与物质的体积有关,体积越大,分子势能越大,当物质状态变化时体积变化较明显,一般气态﹥液态﹥固态。
内能=(分子平均动能+分子平均势能)×分子数
所以内能与物质的质量、温度、体积等因素有关。
2.内能与温度的关系:
(1).同一物体,温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。
因为内能是所有分子的分子势能和分子动能的总和,温度升高时,分子平均动能和分子平均势能都增大,所以内能增大。
反之,温度降低时,分子动能和分子势能都减小,所以内能减小。
(2).不同的物体,温度高的内能不一定大。
温度高只能说明分子平均动能大,但内能不仅仅与温度有关,还与物体的质量和体积有关,所以不同的物体,温度高的内能不一定大。
(3).内能大的物体温度不一定高。
温度高只能说明分子平均动能大,内能包括分子动能和分子势能,内能大的物体不一定是平均动能大,也有可能是分子势能大,还有可能是分子个数多。
3.内能与机械能的区别:
①内能是不同于机械能的另外一种形式的能;
②物体的机械能可以为0,但一切物体都有内能;
③内能和机械能可以相互转化。
【典型例题1】下列关于内能的概念的说法中,错误的是()
A.任何物体都具有内能
B.内能和机械能的单位都是焦耳
C.一个物体温度变化,内能也变化
D.0℃冰不具有内能
【答案】D
【解析】A、任何物体都具有内能,故A正确,不符合题意;B、内能和机械能的单位都是焦耳,故B正确,不符合题意.C、一个物体的温度发生变化,它的内能也变化,故C正确,不符合题意;D、一切物体都具有内能,0℃冰也具有内能,故D错误;符合题意。
【针对训练1】下列说法正确的是()
A、温度为0℃的物体没有内能;
B、温度高的物体内能一定多;
C、物体的内能增加,它的温度一定升高;
D、物体的温度升高,它的内能一定增加;
【答案】D
【针对训练2】下列关于内能的说法正确的是()
A.内能指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能
B.0℃的冰熔化为0℃的水后,它的内能没有变化
C.温度高的物体一定比温度低的物体的内能大
D.一个物体温度升高了,内能一定增大
【答案】D
【解析】A、内能是指物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,故A错误;B、冰熔化过程要吸热,因此0℃水的内能比0℃冰的内能大,故B错误;C、物体内能大小和温度、质量、物质种类等因素均有关,因此温度高的物体内能不一定大,故C错误;D、一个物体温度升高了,内能一定增加了.故D正确.
知识点二:物体内能的改变
1.热传递可以改变物体的内能
两个温度不同的物体互相接触时,内能从高温物体转移到低温物体,从而高温物体的温度降低,内能减少,低温物体的温度升高,内能增大,直到二者温度相等为止。
所以热传递的条件是存在温度差。
热传递实际上是内能的转移过程,在这个过程中,转移的那部分内能叫做热量。
所以“热量”一词是在热传递过程中所独有的,描述热量时,只能用“吸收”或“放出”,而不能用“具有”、“含有”或类似的词语。
比如甲物体是高温物体,具有100J的内能,乙物体是低温物体,具有200J的内能,二者互相接触一段时间,达到热平衡后,甲的内能减少了20J,还具有80J,则乙的内能增加了20J,现在具有220J,而只有从甲转移到乙的20J的内能称为热量,这个过程也可以叙述为,甲放出20J的热量,乙吸收20J的热量,但是这20J的热量不是甲或乙具有的。
2.做功可以改变物体的内能
做功改变物体的内能的本质是机械能和内能的相互转化。
对物体做功,物体的内能增加的例子有很多。
如摩擦生热,或用锤子反复快速击打铁片,铁片会发热,在这个过程中,机械能转化成内能。
物体对外做功,自身内能减小,转化成机械能。
如下面的实验:
实验中会发现两个现象:(1)瓶塞跳起;(2)瓶内出现白雾。
对实验现象的解释:瓶内空气和水蒸气的混合气体推出瓶塞,对瓶塞做功,自身内能减小,温度降低,其中的水蒸气遇冷液化成小水滴,形成白雾。
3.热传递和做功对改变物体的内能是等效的。
一根火柴,可以在其它火源上点燃(热传递),也可以从火柴盒上擦燃(做功),最终结果是一样的;
一根锯条的温度升高,可能是由于在火上烤热,也可能是由于锯木头摩擦生热,两种方法效果相同,没有好坏之分,只不过本质不同,热传递改变内能的本质是内能的转移,做功改变内能的本质是内能和机械能的相互转化。
【典型例题1】【北京市西城区2016届九年级下学期第一次中考模拟考试】在图5描述的实例中,属于机械
能转化为内能的是
【答案】B
【解析】水将壶盖顶开是内能转化为机械能,故A错;从滑梯上滑下时臀部发热是机械能转化为内能,故
B正确;利用反射镜采集火种是光能转化为内能,故C错;利用暖身贴给背部保暖,是化学能转化为内能,故D错;应选B。
【典型例题2】【北京市怀柔区2016届九年级上学期期末考试】如图1所示的四种实例中,利用热传递改变物体内能的是
【答案】B
【典型例题3】【北京市第六十六中学2015九上第一次质量检测】关于温度、内能、热量三者的关系,下列
说法不正确的是:()
A.物体内能增加,可能吸收了热量B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体温度升高,内能一定增大D。
热传递过程中传递的能量叫热量
【答案】B
【解析】做功和热传递都能改变物体的内能。
物体的内能与温度有关,温度升高,内能一定增加,可能吸收了热量,也可能是对物体做了功;热传递过程中传递的能量叫热量,高温物体放热,内能减小;低温物体吸热,内能增加。
故选B。
【典型例题4】【2014年北京市通州区初三模拟】以下所述情景中,利用做功的方式改变物体内能的是A.夏天太阳暴晒路面,路面温度升高B.反复弯折铁丝,铁丝发热
C.用火炉烧水,水的温度升高D.用一杯热水焐手,手逐渐变暖和
【答案】B
【针对训练1】【2016•山东泰安卷】下列现象中,属于用热传递的方式改变物体内能的是()A.公园中的石凳被太阳晒热
B.快速弯折铁条,铁条弯折处变热
C.两手互相摩擦时手发热
D.刀具在砂轮上磨得发烫
【答案】A
【解析】改变物体内能的方式有做功和热传递两种;A选项是热传递的方式;其它三项都是通达做功的方式改变内能的,故应选A。
【针对训练2】【2016•安徽卷】下列说法正确的是()
A 物体的内能增加,则一定是外界对物体做了功
B.物体的温度升高.则一定是从外界吸收了热量
C物体的温度越高.含有的热量越多
D.内能是物体内所有分子动能和势能的总和
【答案】D
【解析】A改变物体内能有做功和热传递两种方式,故物体的内能增加,可能是外界对物体做了功,也可能是物体吸收了热量;B物体的温度升高,内能增加,有两种方式,做功和热传递;C热量是物体间进行热传递时的过程量,所以不能用物体含有多少热量来说明,D内能是物体内所有分子动能和势能的总和,这是内能的物理学定义,故答案选D。
【针对训练3】【2016•滨州卷】如图所示的实验或机器均改变了物体的内能,其中与另外三个改变内能方法不同的是()
【答案】A
【解析】改变内能的两种方法:做功和热传递。
选项A是通过热传递的方式改变内能,改变了水的温度;选项B、C、D是通过做功的方式改变内能,故选A。
【针对训练4】【2015年福建省泉州】下列事例中,通过做功的途径改变物体内能的是( )
A. 把饮料放入冰箱,饮料温度会降低
B. 把酒精涂在手上,手会感觉到冰凉
C. 在太阳光的照射下,路面温度升高
D. 给自行车打气,打气筒壁会发热
【答案】D
【针对训练5】【2015年辽宁省营口】关于温度、热量和内能以下说法正确的是:( )
A.物体的温度升高,内能一定增加
B.60℃的水比30℃的水所含有的热量多
C. 热量总是自发地从温度高的物体向温度低的物体传递
D. 0℃的水内能为零
【答案】AC
【解析】物体温度升高,分子的运动加剧,所以内能一定是增加的,故A正确;热量不能说含有,只有在热传递过程中才有意义,故B错误;热量的传递方向是从高温物体传向低温物体,故C正确;一切物体都具有内能,故D错误;应选AC。
【针对训练6】在体积变化不大的情况下,下列说法正确的是()
A.物体吸收热量,温度一定升高B.物体温度升高,内能增加
C.物体温度升高,一定吸收热量D.物体温度不变,就没有吸热和放热【答案】B.
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