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第三节内能及其改变一、内能1.产生原因：(1)分子动能：分子在不停地_______________。(2)分子势能：分子间有___________。2.定义：物体内部所有分子热运动的_____与_________的总和。3.单位：_____。4.影响因素：(1)同一物体,温度越高,内能_____。(2)同一物体,温度降低,内能_____。5.特点：一切物体都具有_____。做无规则的运动相互作用力动能分子势能焦耳越大减少内能二、内能的改变1.热传递：(1)定义：以_____的形式从一个物体向另一个物体_________。(2)热量。①定义：热传递过程中转移_____的多少。②单位：_____,符号__。内能直接传递内能焦耳J(3)规律。①高温物体放出热量,内能_____。②低温物体吸收热量,内能_____。③物体吸收或放出的热量越多,内能改变_____。(4)实质：物体间内能的_____。减少增加越大转移2.做功：(1)定义：内能与其他形式的能量的_________。(2)规律：外界对物体做功,物体的内能_____;物体对外做功,本身的内能会_____。【名师点拨】热量是一个过程量,即内能的改变量。只有在热传递过程中才能谈到“热量”,用“吸收”或“放出”等词语来描述,不能用“具有”或者“含有”来描述。相互转化增加减少探究1内能运动的足球具有动能,弹簧形变时具有势能来分析物体的内能,结合以上两个事例运用类比法思考并回答以下问题。1.运动的分子是否具有动能?分子间是否具有势能?提示：物质由于运动而具有的能量叫做动能,分子总是在做无规则的运动,所以运动的分子具有的能量叫分子动能。由于分子之间具有相互吸引或排斥的作用力,分子之间有间隙,不是紧密排列的,所以分子间具有分子势能。由于一切物体都是由分子组成的,故物体的内能不可能为零。参考答案：运动的分子具有分子动能分子间具有势能2.将水加热后,分子动能______,势能______,内能______。(选填“增加”“减少”或“不变”)提示：将水加热后,温度升高,分子无规则运动加快,分子动能增加,水的体积增大,分子势能增大,内能增加。参考答案：增加增加增加3.结合分子热运动的特点分析,一切物体为什么都具有内能?同一物体的内能与温度有什么关系?提示：任何情况下,分子无规则运动不会停止,分子动能不会为零;分子之间的相互作用不会消失,分子势能不会为零;因此物体的内能不会为零。因为分子间的热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越快,分子间的动能越大,则内能越大。故温度越高,物体具有的内能越大。参考答案：一切分子都在做无规则运动,物体始终具有分子动能和分子势能,故一切物体都具有内能.温度越高,分子热运动越快,故物体的内能越大。【归纳提升】一切物体,不论温度高低,都具有内能,同一物体,温度越高,内能越大。【针对训练】下列有关物体内能的说法中,正确的是()A.0℃的物体没有内能B.内能是物体内部一部分分子做无规则运动所具有的能C.内能是物体具有的动能和势能的总和D.一切物体都有内能【教你解题】分析题目关键点关键点1：内能存在的实质是分子动能和分子势能的存在。关键点2：一切物体具有内能。【精讲精析】选D。一切物体都是由分子组成的,组成物质的分子总是在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的物体也有内能,故选项A错误,D正确;内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,与物体的运动速度及物体所处的高度无关,即与物体的机械能无关,故选项B、C错误。探究2物体内能的改变分析压缩空气、钻木取火内能增大及空气对外做功内能减小的现象,思考下列问题。1.将饮料与冰块放在一起,它们各自的温度如何变化?用力钻木头,会使物体的温度升高,它们的内能如何变化?用什么途径改变的?提示：将饮料与冰块放在一起,饮料的温度降低,冰块的温度升高,它们之间是通过热传递的方式来改变物体的内能的;用力钻木头,对木头做了功,使木头的内能增加,温度升高。参考答案：饮料的内能减小,冰块的内能增大木头的内能增加饮料与冰块放在一起是通过热传递的方式改变内能,用力钻木头是通过做功的方式使木头的内能增加2.带活塞的玻璃筒中的空气被压缩,里面的棉花为什么会燃烧?空气的内能如何改变?用什么途径改变的?提示：活塞压缩空气时,对空气做了功,里面棉花达到了燃点,所以燃烧,说明玻璃筒内空气温度升高,内能增加。参考答案：压缩空气,对空气做功使空气内能增加,温度升高,使棉花燃烧增加做功3.给装有一些水的大口玻璃瓶打气时,塞子为什么会跳出?瓶口的白雾说明了什么?此时空气内能如何变化?说明了什么?提示：塞子跳出是由于受瓶内气体推动,这个过程中,瓶内气体对塞子做了功。瓶口出现白雾,是由于瓶内水蒸气发生了液化形成了雾状小水滴,说明瓶内气体温度降低了,内能减小。可见气体对塞子做功时,内能减小了。参考答案：瓶内气体对塞子做功,塞子从瓶口跳出,气体对塞子做功时,温度降低,内能减小,说明物体对外做功,内能减小。【归纳提升】两种改变内能的途径的实质(1)做功改变物体的内能,实质是内能和其他形式的能之间相互转化。(2)热传递改变物体的内能,实质是内能从一个物体转移到另一个物体的过程,但做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。【拓展延伸】热传递的三种方式热传导物体内部的温度差或两个不同物体直接接触,不产生相对运动,仅靠物体内部微粒的热运动传递热量.例如：手握着冰块觉得冷热对流流体(气体、液体或某些固体如粉末)中温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递的过程。例如：用凉水把开水兑成温水热辐射相互不接触的物体通过电磁波传递能量的过程,由于热的原因,物体的内能转化为电磁波(一般是红外线的形式)的能量而进行的辐射过程。例如：来自太阳的热量【针对训练】下列现象中,属于利用热传递改变物体内能的是()A.双手摩擦能发热B.烧水时水温升高C.在砂轮上磨刀,刀会发热D.陨石坠入大气层成为流星【教你解题】理解做功和热传递改变内能的实质做功：不同形式能的转化(有力的作用)。热传递：不同物体内能的转移。【精讲精析】选B。搓手取暖时两手相互摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,选项A不符合题意;在砂轮上磨刀和陨石坠入大气层是克服摩擦做功,机械能转化为内能,都是通过做功改变物体的内能,选项C、D不符合题意;烧水是利用热传递使水的内能发生改变,故选项B正确。正确理解内能、温度、热量的关系温度内能热量区别物理意义表示物体的冷热程度能量的一种形式内能转移多少的量度单位摄氏度(℃)焦耳(J)量的性质状态量状态量过程量存在情况不能传递和转移用“具有”来修饰不能说“有”“没有”或“含有”等,用“吸收”或“放出”来表述温度内能热量联系(1)根据温度的变化可以判断物体的内能的改变(2)传递热量的多少可以度量物体内能改变的多少(3)物体吸收或放出热量,它的内能发生改变,但它的温度不一定改变【易错警示】物体吸收(或放出)热量后内能一定改变;物体内能改变,不一定吸收(或放出)热量,因为做功也可以改变物体的内能。物体温度变化,不一定吸收(或放出)热量,物体吸收(或放出)热量,温度也不一定改变。【典例】(2011·湛江中考)关于温度、热量、内能,以下说法正确的是()A.0℃的冰没有内能B.水沸腾时继续吸热,温度保持不变C.物体的温度越低,所含的热量越多D.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变【精讲精析】选B。任何物体在任何情况下都有内能,故A错;水沸腾时继续吸热,温度保持不变,故B正确;物体的温度越低,所含的内能越少,热量是一个过程量,说含有热量多少是错误的,故C错;物体的内能与温度和体积、质量、状态等因素有关,故D错。1.关于温度、内能之间的关系,下列说法正确的是()A.物体温度升高,内能一定增加B.物体吸收热量,温度一定升高C.物体温度不变,一定没有吸热D.物体温度升高,一定吸收热量【解析】选A。物体的温度升高了,分子运动剧烈,分子动能增大,物体的内能也就增加,故A选项正确;晶体熔化时,如0℃的冰吸热熔化成0℃的水,物体的温度不变,内能增大,所以B、C错误;物体的温度升高,内能增加,可能是吸热,也可能是外界做功,所以D错误。2.(2011·泰安中考)下列属于通过做功途径改变物体内能的是()A.在火炉上烧水,水温升高B.感冒发烧,用冷毛巾敷额头C.用气筒给轮胎打气,气筒壁发热D.炎热的夏天,柏油路面温度升高【解析】选C。做功改变物体的内能时,有能量转化。用打气筒打气时,机械能转化为内能;其余选项是内能间的转移,是通过热传递的途径改变物体的内能。3.两个物体之间不发生热传递现象,这表明它们一定具有相同的()A.温度B.热量C.质量D.内能【解析】选A。两个物体间和物体的两个部分能发生热传递是因为存在温度差,与物体的质量和内能无关,所以当没有热传递发生时,两物体或物体的两部分间温度是相同的。4.如图所示,四幅图中属于利用热传递改变物体内能的是()【解析】选C。A、B、D都是做功改变物体的内能,只有热水器中的水在太阳照射下水温升高是热传递改变物体的内能,故选C。5.(2011·江西中考)生活中的“热”含义非常丰富,物理学中,“天气很热”中的“热”是指______高;“两手相互摩擦手会发热”中的“热”是指______增加。【解析】天气很热说明气温高,摩擦生热说明物体的内能增加了。答案：气温(或温度)内能6.(2011·烟台中考)从物理学角度看,如图所示的情景说明______________________。【解析】本题考查怎样改变内能。两手相互搓,消耗了机械能,同时手感到暖和了,说明手的内能增加了。答案：做功可以改变物体的内能(或摩擦可以生热)7.如图所示,用气筒向装有少量水的瓶里打气,当瓶塞从瓶口跳出时,会看到瓶中出现了白雾。在“瓶塞跳出,出现白雾”这个过程中,发生的物态变化是________。这个现象说明了_________________________________。【解析】瓶里气体足够多时,瞬间把瓶塞压出,对瓶塞做功,气体的内能减少,温度降低,瓶内的水蒸气遇冷液化,形成白雾。答案：液化气体对外做功,内能减少,温度降低