132内能-2023-2024学年九年级物理全册举一反三（人教版）

13.2内能（解析版）本节学习目标1.知道什么是物体的内能；2.理解内能的概念；3.认识影响物体内能大小的因素；4.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；5.能利用内能的概念解释有关现象。要点一内能的概念内能的概念：（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。【要点诠释】1.内能是物质分子的热运动能量，是由物质内部状况决定的能量。物质由大量分子、原子组成，储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和，即微观粒子的动能、势能、等的总和。物体内部大量分子的无规则运动跟温度直接相关，物体内部大量做热运动的粒子之间也具有动能和势能，动能和势能的总和叫做内能。理解物体内能时，要注意以下三点：(1)内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。(2)任何物体存任何情况下都有内能。(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小，不能确定这个物体具有的内能究竟是多少，因为内能是物体的所有分子具有的总能量，宏观量度比较困难。2.影响内能的因素：(1)温度是影响物体内能最主要的因素，同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大，物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。(2)物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。(3)物体的内能还和物体的体积有关。存质量一定时，物体的休积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。(4)同一物质，状态不同时所具有的内能也不同。3.内能和机械能的区别：4.综上所述，可以用“温度不能传、热量不能含、内能不能算”作概括。【例】（2023·广州）小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中。该合金从70℃降至47℃并保持47℃一段时间再降至35℃，合金在此过程（）。A.对外放热，内能一直减少；B.存在液化现象，内能一直增加；C.温度保持47℃时，不吸热也不放热；D.存在凝固现象，内能先减少后不变再减少【答案】A。【解析】将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中，合金从70℃降至47℃的过程是放热的降温过程，处于液态；保持47℃这段时间是凝固过程，放热但温度不变，合金处于固液共存态；从47℃降至35℃的过程是放热过程，合金处于固态。故该合金一直对外放热，内能一直减小。故A正确，符合题意，BCD错误，不符合题意。故选A。【变式1】（2023·郴州）下列关于物体的温度和内能说法正确的是（）。A.温度越高物体，内能越大；B.摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能；C.物体运动的速度越快，内能越大；D.﹣20℃的冰块没有内能【答案】B。【解析】A．物体内能的大小与物体的质量、温度、种类等都有关系，温度高的物体，其内能不一定大，故A错误；B．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，摩擦生热是通过做功的方式使物体内能发生改变的，故B正确；C．内能是组成物体的所有分子热运动时具有的分子动能和分子势能得到总和，与物体运动的速度无关，故C错误；D．一切物体都具有内能，故D错误。故选B。【变式2】（2023·成都）把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中，实验过程及现象如图所示，分析可知物体的温度越高，分子的无规则运动越______。若将冷水倒掉一些，对比原来这杯冷水，杯中剩余冷水的内能______。【答案】①.剧烈（快）；②.减小（变小）。【解析】[1]由于热水的温度高，所以墨水在热水中扩散的快，这表明分子的无规则运动与温度有关，且温度越高，分子的无规则运动越剧烈。[2]内能与质量、温度和状态有关，若将冷水倒掉一些，冷水的质量减小，对比原来这杯冷水，杯中剩余冷水的内能减小。【变式3】（2023·龙东）以下关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是（）。A.物体内能增大，温度一定升高；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.物体内能增大，一定吸收了热量【答案】C。【解析】A．晶体熔化过程中，吸收热量，内能增大，温度不变，故A错误；B．物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故B错误；C．同一物体，质量不变，温度升高，内能增大，故C正确；D．物体内能增大，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故D错误。故选C。要点二改变物体内能的方式改变物体内能的方式：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】改变物体的内能的方式：做功和热传递。1.做功可分为两种情况，一是物体对外做功，物体自身的内能会减少。如为药爆炸后产生的燃气将子弹推出后，燃气的内能会减少，将内能转化为机械能；二是外界对物体做功，物体自身的内能会增加，如压缩空气后，空气的温度会升高，将机械能转化为内能。常见现象有：冬天搓手取暖、用砂轮磨刀、太空中的星体碎片坠入大气层成为流星、用打气筒给轮胎打气、反复弯折铁丝弯折处变热、汽缸内气体被压缩温度升高；钻木取火、水蒸汽对壶盖做功导致水的内能减小等。2.热传递改变物体的内能。如将手放在暖气片上，手会觉得暖和；用热水袋焐手；晒太阳觉得暖和；将水烧热；铁锅烫手；将食物放人入冰箱内冷却；太阳将棉被晒得暖乎乎的等。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。【例】（2023·牡丹江）下列生活实例中，通过做功改变物体内能的是（）。A.用打气筒给轮胎打气 B.利用太阳能热水器烧水C.古人钻木取火 D.冬天常用双手摩擦取暖【答案】ACD。【解析】A．用打气筒给轮胎打气，筒壁发热，是摩擦生热现象，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故A符合题意；B．利用太阳能热水器烧水，太阳能水箱中的水被晒热，水从阳光中吸收热量、温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故B不符合题意；C．钻木头时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使木头的内能增大、温度升高，是通过做功改变物体的内能，故C符合题意；D．用双手互相摩擦取暖，该过程中克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故D符合题意。故选ACD。【变式1】（2023·衡阳）今年“五一”小长假，很多人去南湖公园烧烤。烤肉时，香气四溢属于___________现象，表明分子在不停的做无规则运动：炭火烤肉是通过___________的方式增大肉的内能（选填“做功”或“热传递”）；木炭在燃烧过程中将___________能转化为内能。【答案】①.扩散；②.热传递；③.化学。【解析】【详解】[1]烤肉时，香气四溢，属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。[2]炭火烤肉，肉吸收热量，内能增大，用热传递的方式增大肉的内能。[3]木炭在燃烧过程中，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能。【变式2】（2023·怀化）古代人们常用钻木取火，下列情况改变内能方式与其不同的是（）。A.甲图：冬天搓手取暖 B.乙图：小朋友溜滑梯臀部发热C.丙图：热鸡蛋放在冷水中冷却 D.丁图：压缩空气使其内能增大【答案】C。【解析】钻木取火实质是通过做功的方式改变物体的内能。A．搓手取暖，双手克服摩擦做功，是通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意；B．小朋友溜滑梯时，臀部克服滑梯摩擦做功，是通过做功的方式改变物体内能，故B不符合题意；C．热鸡蛋放在冷水中，鸡蛋和水温度不同，内能从鸡蛋传给水，是通过热传递的方式改变物体内能，故C符合题意；D．压缩空气时，对空气做功，使空气内能增大，故D不符合题意。故选C。【变式3】（2023·北京）如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确的是（）。A.管口出现的“白气”是水蒸气；B.水蒸气推出橡胶塞导致