高中物理 《内能》
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高中物理内能知识点物体内部所有的分子作无规则运动的动能和分子相互作用的势能之和称之为物体的内能,下面是店铺给大家带来的高中物理内能知识点,希望对你有帮助。
高中物理内能1.内能:在物理学中,把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能.一切物体在任何情况下都具有内能.内能的单位是焦(J)2.影响内能大小的因素之一是:温度,温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能越大,物体的内能也越多.这说明,同一物体的内能是随温度的变化而变化的.3.改变物体内能的方法是:①做功;②热传递这两种方式对于改变物体的内能是等效的.4.对物体做功,物体的内能增大,温度升高;物体对外做功,自身内能减小,温度降低5.热传递发生的条件是:两个物体有温度差;热传递的方式有:传导、对流和辐射;发生热传递时,热量(内能)从高温物体传向低温物体,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到温度相同时,热传递才停止.高中物理热量与热值1.热量:在物理学中,把在热传递过程中物体内能改变的多少叫做热量.物体吸收热量,内能增加;放出热量,内能减少.2.热量用字母Q表示,单位是焦(J).一根火柴完全燃烧放出的热量约为1000J.3.实验表明:对同种物质的物体,它吸收或放出的热量跟物体的质量大小、温度的变化多少成正比.4.热值:把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值.5.热值是燃料的一种属性,与质量、是否完全燃烧等没有关系,只与燃料的种类有关,不同燃料的热值一般不同.6.燃料完全燃烧放出热量的计算公式:Q=qm或Q=qV7.Q表示热量,单位是焦(J),q表示热值,单位是焦/千克(J/kg)或焦/米3(J/m3);m表示质量,单位是千克(kg);V表示体积,单位是米3(m3)8.氢气的热值很大,为q氢=1.4×108J/m3,表示的物理意义是:1m3的氢气在完全燃烧时所放出的热量为1.4×108J.9.提高炉子效率的方法:①改善燃烧条件,使燃料尽可能充分燃烧;②尽可能减少各种热量损失高中物理研究物质的比热容1.比热容:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,叫这种物质的比热容。
内能公式高中物理在高中物理的学习中,内能公式可是个相当重要的知识点呢!咱们先来说说内能的概念。
内能啊,简单来讲,就是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
这就好比一个班级,每个同学的活力和他们之间的关系加起来,就构成了这个班级整体的氛围和能量。
那内能公式到底是啥呢?内能的计算公式通常为:U = nKT/2 +∫f(r)dr 。
这里面的 n 表示物质的量,K 是玻尔兹曼常数,T 是热力学温度。
哎呀,别被这些字母和符号吓到,咱们一个一个来理解。
就说这个n 吧,想象一下你去买糖果,买的数量越多,总价就越高。
物质的量 n 就类似于买的糖果数量,它越多,内能也就越大。
再看玻尔兹曼常数 K ,它就像是一个固定的换算因子,不管你面对的是什么物质,它都在那里起着稳定的作用。
而热力学温度 T 呢,就好比天气越热,大家活动越剧烈,内能也就跟着增加。
给大家讲个我曾经观察到的有趣事儿。
有一次夏天,我去参加一个户外拓展活动。
那天的气温特别高,大家都热得不行。
我就发现,同样的一瓶水,在高温下感觉瓶子都要被撑爆了。
这其实就和内能有关系。
温度升高,水分子运动更剧烈,内能增大,对瓶子的压力也就更大。
咱们再回到内能公式。
对于理想气体,内能仅仅取决于温度和物质的量,公式可以简化为 U = nCVT ,其中 CV 是定容摩尔热容。
理解这个公式的时候,咱们可以想象一个装满气球的房间。
气球的数量就相当于物质的量,房间的温度就像 T 。
温度升高,气球碰撞更激烈,内能增加。
在解题的时候,一定要注意单位的统一。
可别像有的同学,一会儿用摄氏度,一会儿用开尔文,那可就乱套啦!总之,掌握内能公式对于理解热学现象和解决物理问题至关重要。
大家要多做练习题,加深对公式的理解和应用。
希望通过今天的讲解,能让大家对内能公式不再感到头疼,轻松应对高中物理的学习!加油哦!。
高中物理人教版选修3-3教案《内能》内能目标导航(1)知道分子热运动的动能跟温度有关,知道温度是分子热运动平均动能的标志。
(2)知道什么是分子的势能;知道改变分子间的距离,分子势能就发生变化;知道分子势能跟物体体积有关。
(3)知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积有关。
(4)能够区别内能和机械能。
诱思导学1.分子动能(1)分子平均动能做热运动的分子,都具有动能,这就是分子动能。
由于分子运动的无规则性,若想研究单个分子的动能是非常困难、也是没有必要的。
热现象研究的是大量分子运动的宏观表现,所以,重要的不是系统中某个分子的动能大小,而是所有分子的动能的平均值,即分子平均动能。
(2)温度是物体分子热运动平均动能的标志。
说明:①温度是大量分子无规则热运动的宏观表现,含有统计的意义,对于个别分子,温度是没有意义的。
分子平均动能的大小由温度高低决定:温度升高,分子的平均动能增大;温度降低,分子的平均动能减小;温度不变,分子的平均动能不变。
温度升高,分子的平均动能增大,但不是每一个分子的动能都增大,可能有个别的分子动能反而减小。
②分子的平均动能大小只由温度决定,与物质的种类无关。
也就是说,只要处于同一温度下,任何物质分子做热运动的平均动能都相同。
由于不同物质分子的质量不尽相同,因此,在同一温度下,不同物质分子运动的平均速率大小也不相同。
2.分子势能(1)分子势能由于分子间存在着相互作用力,所以分子间也有相互作用的势能。
这就是分子势能。
分子势能的大小有分子间的相互位置决定。
分子势能的变化非常类似于长度变化的弹簧中的弹性势能的变化。
(2)影响份子势能大小的身分份子势能的大小与份子间的距离有关,即与物体的体积有关。
份子势能的变化与份子间的距离发生变化时份子力做正功还是负功有关。
具体情况如下:①当份子间的距离r r时(此时类似于被拉伸的弹簧),份子间的作用力表现为引力,份子间的距离增大时,份子力做负功,因而份子势能随份子间距离的增大而增大。
高中物理内能知识点一、内能的定义内能是指一个系统内部所有能量的总和,包括分子的动能和势能。
它是系统内部微观粒子(如原子、分子、离子)的动能和势能的总和。
二、内能与温度的关系温度是衡量系统内分子热运动强度的物理量,与内能密切相关。
温度越高,分子运动越剧烈,系统的内能也越大。
三、内能的测量内能的测量通常通过热量的交换来实现。
热量是内能变化的一种表现形式,通过热量的计算可以间接测量内能。
四、内能的计算公式1. 动能:\( \frac{1}{2}mv^2 \)2. 势能:\( V = k \frac{q_1 q_2}{r} \)3. 内能:\( U = \sum \frac{1}{2}mv_i^2 + \sum V_{ij} \)五、内能的宏观表现1. 热膨胀:物体受热后体积膨胀的现象。
2. 热传递:热量从高温物体传递到低温物体的过程。
3. 相变:物质在不同温度和压力下发生固态、液态、气态之间的转变。
六、内能与做功的关系做功可以改变系统的内能。
当系统对外做功时,内能减少;当系统从外界获得功时,内能增加。
七、内能与能量守恒定律能量守恒定律表明,在一个封闭系统中,能量既不会被创造也不会被消灭,只会从一种形式转化为另一种形式。
内能的增加或减少,必然伴随着其他形式能量的减少或增加。
八、内能的应用1. 热机:利用内能转化为机械能的设备,如汽车引擎。
2. 热电效应:内能转化为电能的现象,如热电偶。
3. 制冷设备:通过改变物质的内能来实现冷却效果。
九、内能的实验研究1. 热量计的使用:测量热量的仪器。
2. 热容的测定:测量物质单位质量的温度变化所需的热量。
3. 比热容的测定:测量不同物质单位质量的温度变化所需的热量。
十、内能的计算实例1. 计算理想气体的内能:\( U = \frac{3}{2}nRT \)2. 计算固体的内能:\( U = \frac{3}{2}nC_V\Delta T \)结束语内能是物理学中一个重要的概念,它不仅关系到物质的基本性质,也是热力学和统计物理学的基础。
内能-内能和热量的区别内能的概念内能(internal energy)是组成物体分子的无规则热运动动能和分子间相互作用势能的总和。
内能是能量的一种,其单位为焦耳(J)。
内能和热量的区别热量,指的是由于两物体的温度不同,高温物体向低温物体所传递的能量。
热量是一种过程量,所以热量只能说“某物体吸收了热量”,或“某物体放出了热量”。
不可以说物体“含有”、“具有”热量。
可以这么感受下,热量,有点做功的味道。
而内能是一个状态量,指的是组成物体分子的无规则热运动动能和分子间相互作用势能的总和。
物体内能跟什么有关?物体内能取决于哪些因素?物体内能跟什么有关?从微观角度来看,物体内能取决于这三个量:(1)物体的量的多少(化学摩尔量);(2)分子的平均动能;(3)分子的平均势能;在物理内能的相关考题中,往往有一些文字不好理解,下面进行举例和详细的文字解析:题目文字中有:一定量。
文字解释:所含物质摩尔量一定(即所包含的分子数目一定)。
题目文字中有:理想气体。
文字解释:不计分子势能,认为分子势能为零。
如果通过对题目文字的阅读,发现研究对象满足上面这两种说法,那么研究对象的内能,就只取决于一个因素,那就是分子的平均动能。
课本上又有这样的结论:分子的平均动能与物体的温度成正比例。
因此,这种前提下,物体的内能从微观看,仅仅与分子的平均动能有关系(正相关),宏观上只于温度有关系(正相关)。
分子势能的一个补充分子势能一般不会考。
内能与热力学第一定律在本文前文中,我们基于分子动理论对内能概念进行了阐述。
这些都是基于微观领域的分析。
下面我们从宏观上进一步进行阐述。
对某研究对象而言,宏观上内能的改变与哪些因素有关?答案是:做功与热传递。
这其实是初中物理学过的,不过高中我们有了定量的公式:△U=W+Q;其中,△U:物体内能的变化量;W:外界对该物体所做的功;Q:外界向该物体传递的热量;这便是热力学第一定律的内容:物体内能的变化量,等于外界对该物体所做的功与外界向该物体传递的热量之和。
高中物理:物体的内能【知识点的认识】一、物体的内能1.分子的平均动能:物体内所有分子动能的平均值叫分子的平均动能.温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子做热运动的平均动能越大.2.分子势能:由分子间的相互作用和相对位置决定的势能叫分子势能.分子势能的大小与物体的体积有关.3.物体的内能:物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能.物体的内能与物体的温度、体积、还与物体的质量、摩尔质量有关.二、物体的内能和机械能的比较内能机械能定义物体内所有分子热运动动能与分子势能之和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定由物体内部状态决定跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零测量无法测量可以测量本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果注意:1.物体的体积越大,分子势能不一定就越大,如0℃的水结成0℃的冰后体积变大,但分子势能却减小了.2.理想气体分子间相互作用力为零,故分子势能忽略不计,一定质量的理想气体内能只与温度有关.3.机械能和内能都是对宏观物体而言的,不存在某个分子的内能、机械能的说法.三、内能和热量的比较内能热量区别是状态量,状态确定系统的内能随之确定.一个物体在不同的状态下有不同的内是过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量能联系在只有热传递改变物体内能的情况下,物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量.【命题方向】常考题型是考查对内能的基本概念:对于一定量的理想气体,下列说法正确的是()A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变B.若气体的内能不变,其状态也一定不变C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大D.气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关E.当气体温度升高时,气体的内能一定增大分析:理想气体内能由物体的温度决定,理想气体温度变化,内能变化;由理想气体的状态方程可以判断气体温度变化时,气体的体积与压强如何变化.解答:A、由理想气体的状态方程可知,若气体的压强和体积都不变,则其温度不变,其内能也一定不变,故A正确;B、若气体的内能不变,则气体的温度不变,气体的压强与体积可能发生变化,气体的状态可能变化,故B错误;C、由理想气体的状态方程可知,若气体的温度T随时间升高,体积同时变大,其压强可能不变,故C错误;D、气体绝热压缩或膨胀时,气体不吸热也不放热,气体内能发生变化,温度升高或降低,在非绝热过程中,气体内能变化,要吸收或放出热量,由此可知气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关,故D正确;E、理想气体内能由温度决定,当气体温度升高时,气体的内能一定增,故E正确;故答案为:ADE.点评:理想气体分子间的距离较大,分子间的作用力为零,分子势能为零,理想气体内能由温度决定.【解题方法点拨】解有关“内能”的题目,应把握以下几点:(1)温度是分子平均动能的标志,而不是分子平均速率的标志,它与单个分子的动能及物体的动能无任何关系.(2)内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式,与物体宏观有序的运动状态无关,它取决于物质的量、温度、体积及物态.。
《内能》知识清单一、内能的定义内能,简单来说,就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。
我们知道,物体是由大量分子组成的,这些分子在不停地做无规则运动。
分子运动得越剧烈,所具有的动能就越大。
而分子之间存在着相互作用力,这就使得分子具有势能。
比如,一杯热水中的分子运动比一杯冷水里的分子运动要剧烈,所以热水的内能比冷水大。
二、影响内能的因素1、温度温度是影响内能最主要的因素。
一般来说,温度越高,物体内部分子的无规则运动越剧烈,内能也就越大。
例如,在加热一个铁块时,随着温度的升高,铁块的内能会增加。
2、质量物体的质量越大,所含的分子数量就越多,内能也就越大。
就好像一大桶水比一小杯水具有更多的内能。
3、状态物体的状态也会影响内能。
比如,相同质量的0℃的冰和0℃的水,水的内能更大。
因为冰在融化成水的过程中要吸收热量,增加了分子的势能。
4、物质种类不同物质的分子结构和相互作用不同,其内能也会有所差异。
比如,相同质量和温度的铁和木头,铁的内能一般会比木头大。
三、改变内能的方式1、做功做功可以改变物体的内能。
当对物体做功时,物体的内能增加;物体对外做功时,内能减少。
比如,反复弯折一根铁丝,铁丝会发热,这是因为对铁丝做功,使其内能增加。
而汽车发动机里的燃气推动活塞做功,燃气的内能会减少。
2、热传递热传递是指由于温度差引起的热能传递现象。
热传递的条件是存在温度差,热传递的方向是从高温物体传递到低温物体。
比如,把一杯热水放在室温下,热水会逐渐变凉,这是因为热水通过热传递把内能传递给了周围的环境。
四、内能与机械能的区别内能和机械能是两种不同形式的能。
机械能是物体由于整体的机械运动而具有的能量,包括动能和势能(重力势能、弹性势能)。
例如,飞行的飞机具有机械能。
内能是物体内部分子的热运动和分子间的势能总和。
机械能与整个物体的机械运动情况有关,而内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。
一个物体可以同时具有机械能和内能。
《内能》与《内能的利用》知识点总结一、内能1、内能的定义内能是指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。
内能的大小与物体的质量、温度和状态有关。
2、内能与温度的关系温度越高,分子的无规则运动越剧烈,分子的动能越大,物体的内能也就越大。
但需要注意的是,内能增大,温度不一定升高,例如晶体在熔化过程中,吸收热量,内能增大,但温度保持不变。
3、内能与状态的关系同一物体,状态不同时,分子间的距离不同,分子势能也就不同,从而导致内能不同。
例如,冰在熔化时,由固态变为液态,分子间的距离增大,分子势能增大,内能也就增大。
4、改变内能的两种方式(1)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。
例如,摩擦生热就是通过做功的方式增加物体的内能;内燃机的做功冲程中,燃气对活塞做功,内能转化为机械能,燃气的内能减少。
(2)热传递发生热传递时,高温物体内能减少,低温物体内能增加。
热传递的条件是存在温度差,热传递的方向是从高温物体传递到低温物体。
二、内能的利用1、热机(1)热机的定义把内能转化为机械能的机器叫做热机。
常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
(2)内燃机内燃机是最常见的热机之一,它分为汽油机和柴油机。
汽油机的工作过程包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
在吸气冲程中,吸入的是汽油和空气的混合物;在压缩冲程中,机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能;在排气冲程中,排出废气。
柴油机的工作过程也包括四个冲程,但与汽油机不同的是,在吸气冲程中,吸入的只有空气;在压缩冲程结束时,喷油嘴喷出柴油,柴油遇到高温高压的空气被点燃。
2、热机的效率(1)热机效率的定义用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
(2)提高热机效率的方法减少各种热量损失,如使燃料充分燃烧、减少废气带走的能量、减小机械摩擦等。
3、能量守恒定律(1)内容能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。