初中物理同步讲义北师大版内能（基础） 知识讲解

PAGE内能（基础）

责编：冯保国【学习目标】

1、了解物质结构的基本图像，能用分子相互作用力的知识解释一些简单的现象；2、知道什么是扩散现象，会解释一些简单的扩散现象；3、知道物体的内能。知道热传递能够改变物体的内能，知道做功能够改变物体的内能；4、能简单描述温度和内能的关系；5、知道内能与机械能是两种不同形式的能。【要点梳理】

要点一、物质结构的基本图像1、物质是由大量分子组成的常见的物质都是由大量分子组成的，分子的体积非常小。如：草叶上的一颗小露珠就含有1021个水分子。2、分子在不停息地做无规则运动（1）扩散：两种不同的物质可以自发地彼此进入对方的现象，这种现象称为扩散现象。（2）热运动：组成物质的分子处于永不停息的无规则运动之中。温度越高，分子的运动越剧烈。3、分子之间存在着相互作用力（1）分子之间的的引力和斥力同时存在，处于正常状态的固态物质分子间的引力与斥力基本平衡，分子在其平衡位置附近振动。（2）物体受到拉伸时，分子间距离变大，分子间引力更为显著。（3）当物体受到压缩时，分子间距离变小，分子间斥力作用更为显著。要点诠释：1、扩散现象只能发生在不同的物质之间，同种物质间是不能发生扩散现象的。例如：冷热水混合，虽然冷水分子和热水分子都能彼此进入对方，但不是扩散现象。2、扩散现象是反映分子的无规则运动的。而灰尘颗粒、大雾中的微粒及烟尘中的微粒等肉眼能观察到的分子聚合体在外力下的机械运动，都不是扩散现象。3、扩散是人能够直接观察或感知到的宏观现象；分子的无规则运动是微观现象，人无法直接观察。因此不能说“观察到分子无规则运动”，或“分子的扩散现象”。4、分子间的引力和斥力的作用范围是很小的，只有分子彼此靠得很近时才能产生，分子间的距离太大时，分子间的作用力就十分微弱，可以忽略。打碎的玻璃不能吸引在一起，是因为两块玻璃碎片不可能相距很近，无法达到引力明显的距离，所以不能吸引在一起。电焊、气焊钢板时，用高温加热钢板，使钢熔化为钢水，钢水中的分子可以自由运动相互靠近，靠引力集结在一起。当钢水冷却凝结为钢块时，原来分离的钢板就被“焊接”在一起。要点二、固体、液体和气体的特征1、固体：固体中，分子彼此靠得很近，有规律地紧挨在一起，所以固体既有一定的形状，又有一定的体积。2、液体：液体中，分子只能在一定限度内运动，因而液体没有确定的形状，但占有一定的体积。3、气体：气体中分子离得较远，且能自由地沿各个方向运动，因而气体没有固定的形状，也没有确定的体积。要点三、物体的内能1、内能：（1）分子由于热运动而具有的能叫作分子动能；分子之间由于存在相互作用的力而具有的能叫作分子势能。（2）定义：物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和叫作物体的内能。（3）影响内能大小的因素：物体内能的大小，除与温度有关外，还与物体的体积、状态、质量等因素有关。2、改变内能的方式：做功和热传递。（1）外界对物体做功，或者物体从外界吸收了热量，物体的内能增加，反之，物体的内能将减少。通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能。（2）不同形式的能量（如内能和机械能、化学能和内能）之间可以相互转化。（3）热量：物体吸收或放出热的多少。热量是一个过程量，一般说吸收或放出“热量”，而不能说具有“热量”。要点诠释：1、一切物体都有内能。2、内能与机械能的区别：

物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关，是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零（因为分子不停地做无规则运动总有动能），而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。3、做功和热传递在改变内能上是等效的。做功改变物体的内能，是内能与其它形式的能量之间相互转化的过程；热传递改变物体的内能是能量转移的过程。4、热传递：（1）实质：内能（或能量）的转移。（2）条件：接触的物体间或物体不同部分存在温度差。（3）方向：从高温物体传递到低温物体，或者从同一物体的高温部分传递到低温部分。（4）结果：等温。【典型例题】类型一、基础知识1、甲、乙、丙三幅图中，能形象地描述气态物质分子排列方式的是（）

甲．分子排列规则，就像坐在座位上的学生。乙．分子可以移动，像课间教室中的学生。丙．分子几乎不受力的作用，就像操场上乱跑的学生。A．甲B．乙C．丙D．乙和丙【答案】C【解析】气体分子间距很大，作用力几乎为零，分子极度散乱，宏观上无固定的体积，无固定形状，具有流动性。【总结升华】本题考查物质三种状态的微观特征，要求记住三种不同状态分子排列方式的不同特点。2、（•扬州中考）下列现象中，不能用分子动理论解释的是（）A．走进花园闻到花香B．放入水中的糖使水变甜C．看到烟雾在空中弥漫D．水和酒精混合总体积变小【思路点拨】分子动理论包括：物质是由大量分子构成的，分子在永不停息的做无规则运动，分子间有间隙；分子间存在着相互的引力和斥力。尤其注意区分宏观的机械运动和分子的热运动。宏观的机械运动是肉眼可见的，而分子热运动时肉眼不可见的，但是可以通过宏观的扩散现象证明。然后将选项逐一进行分析判断即可。【答案】C【解析】A、进入花园闻到花香是因为花香中含有的分子不断运动，向四周扩散，使人们闻到花香，能用分子动理论解释，故A不符合题意；B、糖加入水中，水变甜．说明糖分子在永不停息地做无规则运动，故B不符合题意；C、烟尘虽细小，但也是有由很多分子组成的小颗粒，不是分子，不能用分子动理论解释，故C符合题意；D、酒精和水混合后的体积变小，是因为分子之间有间隙，能用分子动理论解释，故D不符合题意；故选C。【总结升华】本分子动理论内容较简单，但要知道它们各自的现象，特别是分子的扩散现象，本题是一道基础题。举一反三：【变式1】下列现象中，能够说明物体的分子在不停的做无规则运动的是（）A．水从高处流向低处B．在一杯白开水中放一些盐，不久整杯水都变咸了C．放在空气中的铁器过一段时间生锈了D．房间几天不打扫就会有一层灰尘【答案】B3、（•郑州模拟）关于物体的内能，下列说法正确的是（）A．晶体熔化时，吸热、温度不变，内能不变B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量C．温度为0℃的物体没有内能D．在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少【思路点拨】（1）内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，物体的温度越高，内能越大；一切物体都有内能；（2）物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热或温度升高引起的；（3）改变物体内能的方式有做功和热传递两种方式，二者是等效的。【答案】D【解析】A、晶体在熔化的过程中吸热，温度不变，但内能增加，故A错误；B、物体内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界物体对它做了功，故B错误；C、一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，即一切物体都有内能，故C错误；D、在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少，故D正确，故选D。【总结升华】本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握，是中招的热点。举一反三：【变式】（•昌平区一模）下列关于内能的说法，正确的是（）A． 0℃的冰块内能为零B． 温度低的物体一定比温度高的物体内能小C． 运动的物体一定比静止的物体内能大D． 0℃的冰化成0℃的水，内能增加【答案】D4、四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列判断正确的是（）A．a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能B．c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能C．a烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能D．d烧杯中水的内能大于c烧杯中的内能【答案】D【解析】从图中知，a与b、c与d的质量相同，a与c、b与d的温度相同，所以d的内能比c多，d的内能比b多，c的内能比a多，b的内能比a多。【总结升华】本题考查了内能的概念和影响内能的因素：温度、质量、状态、材料。举一反三：【变式】组成某一物体的分子动能大小与该物体的什么因素有关（）A．热量B．内能C．温度D．速度【答案】C类型二、知识应用5、0℃的冰完全熔化成0℃的水，体积变小，比较0℃的冰和0℃的水所具有的内能，下列说法中正确的是（）A．它们具有的内能相等B．0℃的冰具有的内能较大C．0℃的水具有的内能较大D．无法确定【答案】C【解析】0℃的水和0℃的冰，温度相同，分子动能相同，体积不同，分子势能不同，内能不相等。故A错误。冰熔化成水时要吸热，0℃的水具有较多的内能。故B、D错误，C正确。【总结升华】分子动能的大小取决于物体的温度，分子势能的大小取决于物体的体积。6、下列现象中，通过热传递改变物体内能的是（）A．反复弯折后，铁丝的温度升高B．火车经过后，铁轨的温度升高C．用火炉烧水，水的温度升高D．两手相互搓揉，手掌发热【思路点拨】知道改变物体内能的两种方式，并会在实际应用中判别。【答案】C【解析】A、反复弯折铁丝时，通过做功把人体的化学能转化为铁丝的内能，使铁丝温度升高；B、火车经过时，通过克服摩擦力做功把机械能转化为内能，使铁轨温度升高；C、用火炉烧水，水吸收热量，温度升高，热量由火转移到水中，是能量的转移，是通过热传递来改变水的内能的；D、搓手时，双手相互摩擦，克服摩擦力做功，机械能转化成内能，从而使手发热，这是通过做功的方式改变内能。【总结升华】本题是考查了改变物体内能的两种方式，即做功和热传递；判断哪种方式改变了物体的内能，关键是看是能量的转化还是能量的转移，发生能量转化的是做功的方式，发生能量转移的是热传递的方式。举一反三：【变式1】物体