第5节：物体内能

1、活动：活动：请你分析下面两种情况中的能量转化请你分析下面两种情况中的能量转化光滑斜面光滑斜面加速下滑加速下滑粗糙斜面粗糙斜面匀速下滑匀速下滑 重力势能减少，重力势能减少，动能增加，机械能保动能增加，机械能保持不变。持不变。 重力势能减少，重力势能减少，动能不变，机械能动能不变，机械能减少。减少。思考：思考：沿粗糙斜面下滑的物体减少的机械能到沿粗糙斜面下滑的物体减少的机械能到 哪里去了？哪里去了？思考：思考：在马路上汽车刹车停了下来，机械能减少在马路上汽车刹车停了下来，机械能减少 到了零，机械能转化为什么形式的能？到了零，机械能转化为什么形式的能？ 汽车的机械能转化为刹车片、轮毂、轮胎和汽车的机

2、械能转化为刹车片、轮毂、轮胎和地面的一种看不见的能地面的一种看不见的能 内能内能。问题：问题：什么是内能？内能的大小与什么因素有关？用什什么是内能？内能的大小与什么因素有关？用什 么方法可以改变物体的内能？么方法可以改变物体的内能？内内 能能1.1.物质是由分子、原子或离子等粒子构成的物质是由分子、原子或离子等粒子构成的2.2.构成物质的粒子永不停息地做无规则运动构成物质的粒子永不停息地做无规则运动3.3.温度越高，粒子的无规则运动越激烈。温度越高，粒子的无规则运动越激烈。 因为物体内部大量粒子的无规则运动与因为物体内部大量粒子的无规则运动与温度温度有关，所以把这种有关，所以把这种无规则运动无

3、规则运动叫做叫做热运动热运动。 物体内部大量做无规则热运动的粒子物体内部大量做无规则热运动的粒子所具有能叫所具有能叫内能内能热能热能是是内能内能的俗称的俗称温度越高，热运动越激烈。温度越高，热运动越激烈。内内 能能炽热的钢水具有内能炽热的钢水具有内能冰冷的雪也具有内能冰冷的雪也具有内能任何物体在任何温度下都具有内能任何物体在任何温度下都具有内能内内 能能问题：问题：物体的温度升高或降低时，物体的内能有物体的温度升高或降低时，物体的内能有 什么变化？什么变化？物体的内能与物体的物体的内能与物体的温度温度有关有关 对于同一个物体，对于同一个物体，温度升高温度升高，物体的，物体的内能增大内能增大；温

4、度降低，内能减少。；温度降低，内能减少。 汽车刹车时，速汽车刹车时，速度减小，温度升高，物度减小，温度升高，物体的体的机械能转化为内能机械能转化为内能。内内 能能内能的变化内能的变化问题：问题：物体的内能会发生变化吗？怎样才能改变物体的内能会发生变化吗？怎样才能改变 物体的内能？物体的内能？ 物体的内能与物体的物体的内能与物体的温度温度有关，如果有关，如果物体的温度发生了改变，内能就发生改变。物体的温度发生了改变，内能就发生改变。 钻木为什么能够取火？钻木为什么能够取火？活动活动1 1：摩擦生热摩擦生热人克服摩擦人克服摩擦做功做功金属管和管内气体的金属管和管内气体的内能增加内能增加（温度升高）

5、（温度升高）管内乙醚气体爆炸将木塞弹起管内乙醚气体爆炸将木塞弹起内能的变化内能的变化活动活动2 2：压缩气体点火压缩气体点火人通过活塞对气体人通过活塞对气体做功做功汽缸气体的汽缸气体的内能增加内能增加（温度升高）（温度升高）棉花温度达到着火点棉花温度达到着火点（棉花燃烧）（棉花燃烧）内能的变化内能的变化外界对物体做功，可使物体的内能增加。外界对物体做功，可使物体的内能增加。内能的变化内能的变化 对物体做功，可使物体的内能增加，对物体做功，可使物体的内能增加，使物体的温度升高。使物体的温度升高。思考：思考：为什么双手相互摩擦，手会发热？为什么钻为什么双手相互摩擦，手会发热？为什么钻 木可以取火？

6、为什么沿滑梯下滑时会发烫？木可以取火？为什么沿滑梯下滑时会发烫？ 内能的变化内能的变化活动活动3 3：气体膨胀做功气体膨胀做功物体对外做功，物体的内能会减少。物体对外做功，物体的内能会减少。气体推动瓶塞做功气体推动瓶塞做功气体的内能减少气体的内能减少（温度降低温度降低）瓶内水蒸气液化瓶内水蒸气液化（出现白雾出现白雾）内能的变化内能的变化做功可以改变物体的内能做功可以改变物体的内能 对物体做功，物体的内能增加（对物体做功，物体的内能增加（温度升高温度升高）；）；物体对外做功，物体的内能减少（物体对外做功，物体的内能减少（温度降低温度降低）。）。 内能的变化内能的变化问题：问题：除了搓手（除了搓手

7、（做功做功），还有什么办法可以改变），还有什么办法可以改变 手的温度（手的温度（内能内能）？）？将手放在热水或冷水中将手放在热水或冷水中将手放在炉火边烤将手放在炉火边烤内能的变化内能的变化热传递热传递可以改变物体的内能可以改变物体的内能 问题：问题：什么是热传递？什么是热传递？（1 1）温度不同温度不同的两个物体相互接触或靠近时，低温的两个物体相互接触或靠近时，低温 物体温度升高，内能增加；高温物体温度降低物体温度升高，内能增加；高温物体温度降低 ，内能减少，这种现象叫做，内能减少，这种现象叫做热传递热传递。（4 4）热传递的本质是物体间）热传递的本质是物体间内能的传递内能的传递。 （2 2）

8、热传递产生的条件：）热传递产生的条件：物体间存在温度差物体间存在温度差。 （3 3）热传递的方式有三种：）热传递的方式有三种：传导传导、对流对流和和辐射辐射。 内能的变化内能的变化（5 5）热传递的过程中，传递能量的多少叫做）热传递的过程中，传递能量的多少叫做热量热量， 用符号用符号 Q 表示；表示； 在热传递过程中，低温物体在热传递过程中，低温物体吸收热量吸收热量，内能内能增加增加；高温物体；高温物体放出热量放出热量，内能减少内能减少。 （6 6）热量和内能的单位都是）热量和内能的单位都是焦焦（J J） 热传递热传递可以改变物体的内能可以改变物体的内能 内能的变化内能的变化问题：问题：什么是

9、热传递？什么是热传递？改变物体内能的方法改变物体内能的方法 做做 功功热传递热传递等等 效效问题：问题：做功与热传递在本质上有何不同？做功与热传递在本质上有何不同？做功做功能量的能量的转化转化热传递热传递能量的能量的转移转移 做功和热传递是两个不同的过程，实质也不相同，做功和热传递是两个不同的过程，实质也不相同，但是在改变物体的内能上是但是在改变物体的内能上是等效等效的。的。内能的变化内能的变化热量的计算热量的计算问题：问题：如何计算热传递过程中物体吸收或放出热量如何计算热传递过程中物体吸收或放出热量 的多少？的多少？ 利用物质的利用物质的比热容比热容可以计算热传递过程可以计算热传递过程中物体

10、吸收的热量。中物体吸收的热量。 1 1 千克千克的某种物质温度升高的某种物质温度升高 1 吸收的热量叫吸收的热量叫做这种物质的做这种物质的比热容比热容, ,简称简称比热比热，用符号，用符号 c 表示。表示。水的比热水的比热 c c水水 = 4.2= 4.210103 3 J J（KgKg）意义：意义： 1kg1kg 的水温度升高的水温度升高 11时吸收的热量时吸收的热量 是是 4.24.210103 3 J思考：思考：使质量为使质量为 10 kg 的水温度升高的水温度升高 5 时需要时需要 吸收多少热量？吸收多少热量？需要吸收的热量为：需要吸收的热量为：4.24.210103 3 J J（Kg

11、Kg）10kg10kg5 5 = 2.1= 2.110105 5 J J热量热量 = = 比热比热质量质量温度变化量温度变化量 Q吸吸 = c m（t ttt0）式中：式中：Q 吸吸是物体吸收的热量，是物体吸收的热量，J J ； c c 是物体的比热容，是物体的比热容，J/J/（kgkg）； m 是物体的质量，是物体的质量，kgkg； t t0 0 和和 t t 分别是物体加热前后的温度，分别是物体加热前后的温度，。热量的计算热量的计算讨论：讨论：如果要计算物体降温时如果要计算物体降温时放出放出的热量，计算的热量，计算 公式会有什么不同？公式会有什么不同？热量热量 = = 比热比热质量质量温度

12、变化量温度变化量 Q放放 = c m（t t0 0tt）式中：式中：Q 放放是物体放出的热量，是物体放出的热量，J J ； c c 是物体的比热容，是物体的比热容，J/J/（kgkg）； m 是物体的质量，是物体的质量，kgkg； t t0 0 和和t t 分别是物体降温前后的温度，分别是物体降温前后的温度，。热量的计算热量的计算例题例题1 1：一块质量为：一块质量为 5 千克、温度为千克、温度为 10 的铁块的铁块 加热到加热到 200 ，铁块吸收了多少热量？，铁块吸收了多少热量？解：解：m = = 5kg 5kg t t0 0 = = 10 t t = = 200 查表铁的比热容查表铁的比

13、热容 c = 0.46= 0.4610103 3J/J/（kgkg）铁块吸收的热量为：铁块吸收的热量为： Q吸吸 = c m（t ttt0）= 0.46103J/（kg）5kg（20010）= 4.37105 J热量的计算热量的计算例题例题2 2：汽车发动机的冷却系统里装有：汽车发动机的冷却系统里装有 20 的水的水 20 kgkg，若发动机放出，若发动机放出 1.26106 J J 的热量的热量 并被水吸收，则水的温度会升高多少？并被水吸收，则水的温度会升高多少？解：解：m = 20kg = 20kg c水水 = 4.2= 4.210103 3 J/J/（kgkg） Q吸吸 = 1.26=

14、1.2610106 6 J J水温升高的度数为：水温升高的度数为： Q吸吸 = c m（t ttt0） t ttt0 = c m Q吸吸 4.2103J /（kg）20kg 1.26106 J= = 15热量的计算热量的计算问题：问题：内能在人类生活中有什么应用？内能在人类生活中有什么应用？1.1.用于加热物体（用于加热物体（烹饪、取暖烹饪、取暖等）等）2.2.可以转化为机械能来做功（可以转化为机械能来做功（蒸汽机、内蒸汽机、内 燃机、火箭燃机、火箭等）等）问题：问题：如何才能获得大量的内能？如何才能获得大量的内能？燃料燃料燃烧燃烧是人类获得内能的主要方法是人类获得内能的主要方法在燃料燃烧过程

15、中，燃料的在燃料燃烧过程中，燃料的化学能化学能转化为转化为内能内能。燃料的热值燃料的热值思考：思考：为什么火箭用的燃料是氢而不是汽油为什么火箭用的燃料是氢而不是汽油? ? 由于成分不同，由于成分不同，相同质量相同质量的不同的燃料的不同的燃料燃烧时放出的热量是不同的。燃烧时放出的热量是不同的。 我们把我们把 1 kgkg 的某种燃料的某种燃料完全燃烧完全燃烧放出的热量，放出的热量，叫做这种燃料的叫做这种燃料的热值热值。用。用q q来表示，单位为来表示，单位为 J/kgJ/kg 。热值是燃料的一种性质热值是燃料的一种性质燃烧放热的计算公式燃烧放热的计算公式: :Q放放 = qmQ放放 燃料燃烧放出的热量燃料燃烧放出的热量，焦（，焦（J J）；）； q 燃料的热值，燃料的热值，焦焦/ /千克（千克（J/kgJ/kg）；）； m 燃烧的燃料的质量燃烧的燃料的质量，千克（，千克（kgkg）。）。燃料的热值燃料的热值例题例题3.3.将将 500 g g的酒精完全燃烧，放出的热量是多的酒精完全燃烧，放出的热量是多 少？若这些热量中的少？若这些热量中的 50被水吸收，则可被水吸收，则可 将多少千克将多少千克 30的水烧开？的水烧开？ （酒精的热值为（酒精的热值为 3.0107 J/kg）解：解：m酒酒 = 500g = 0.5kg q = 3= 500g = 0.5kg q = 31