第一讲 物体的内能

第一讲内能一、知识点热传递1、定义热可以从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分。这种现象叫做热传递。2、热传递的条件只要物体之间或同一物体的不同部分存在温度差就会有热传递发生，并且一直持续到温度相同时为止。3、热传递的方式热传递的方式有传导、对流和辐射三种方式传导对流辐射区别传热特点热沿物体传导靠物质流动传热沿直线传热媒介物质固体传热的主要方式液体、气体传热的主要方式不需要媒介物质，可在真空中进行相同点必须有温度差才能进行热总是从温度高的地方传向温度低的地方三、内能：1、分子动能分子在不停地做无规则热运动，因此分子具有动能；物体温度越高，分子运动越快，其平均动能越大。2、分子势能由于分子间具有一定的距离，存在相互作用力，所以分子间具有势能。3、内能：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，叫做物体的内能。物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。4、影响内能的因素=1\*GB3①温度：影响物体内能的最主要因素，在物体的质量、材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。=2\*GB3②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。=3\*GB3③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。=4\*GB3④状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。如晶体熔化，水沸腾时，吸收热量，温度不变，内能增加；晶体凝固时，放出热量，温度不变，内能减少。5、改变物体内能的两种方式：A、做功①外界对物体做功，物体的内能会增大（例如：摩擦生热）；物体对外做功，物体内能会减小。（例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”）②实质：能量从一种形式的能（其它形式的能）转化为另一种形式的能。（内能）B、热传递=1\*GB3①热传递：温度不同的两个物体互相接触，热量从高温物体向低温物体，低温物体温度升高，高温物体温度降低的过程叫热传递。=2\*GB3②热传递条件：物体之间有温度差。=3\*GB3③传递方向：能量从高温物体传递到低温物体。=4\*GB3④热传递的结果：高温物体温度降低，内能减少；低温物体温度升高，内能增加；持续到两物体的温度相同为止。C、热量：Q定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。单位：焦耳，符号是J。实质：能量(内能)从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。(也就是说内能在物体间的转移，能的形式并未发生变化)※做功和热传递，它们对于改变物体的内能是等效的。四、热量、温度和内能的关系：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”①热量是一个过程量，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量，不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。②内能是一个状态量，但是它具有不可测量性，所以不能说物体具有多少的内能。③在热传递过程中，热量从高温物体传到低温物体，而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。④温度、内能、热量是热学中三个重要的物理量。它们之间既有区别，又有联系。热量的大小与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。※物体的内能与机械能的比较内能机械能定义物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关跟宏观运动状态、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运动形式热运动机械运动联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒二、精选练习题【典例】1．小林同学通过观察发现，汽车的排气管位于汽车的底盘下面，通过查阅相关资料他还了解到：汽车发动机内的燃料燃烧时产生的内能除了一部分转换为机械能之外，还有相当一部分直接从排气管中直接由烟气带走了。小林思考如果这部分能量能利用起来该多好呀，于是他想到了一个办法如图所示：他将原来的直排气管中部制成螺旋形，让这段螺旋管通过水箱中的水，这样，司机劳累一天后，就可以享用这些热水了，真是一举两得。请你根据以上叙述，回答以下问题：（1）小林同学设计的这个螺旋状的排烟管的好处是什么？（2）从排气管中排出的烟气温度比改造前的温度要低还是高，并解释其原因。2．在严寒的冬天，当觉得自己的手很冷时，常常会向手上呵气或两只手相互搓，请分析说明这两个动作的道理。【变式训练】1．下列事例中，属于通过做功改变内能的是（）A．冬天里人们经常用热水袋取暖 B．两手相互摩擦，会感到手发热 C．围着火炉烤火，身体感到暖和 D．金属勺在热汤中放一会就烫手2．如图所示的事例中，通过热传递的方式改变物体内能的是（）A．锯木头锯条发热 B．划火柴火柴燃烧 C．烧水时水温升高 D．铁丝来回弯折处发热3．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A．0℃的物体没有内能 B．温度越高的物体，具有的内能越大 C．内能不等的物体接触时可能不发生热传递 D．物体的温度越高，所含热量越多4．根据表格的内容和相关的知识，下列说法正确的是（）物体质量温度甲铁块0.5kg0℃乙铁块1kg50℃丙铁块2kg100℃丁铁块1kg100℃A．丙铁块与丁铁块接触不会发生热传递 B．甲铁块不具有内能 C．若乙铁块的温度升高，则一定是吸收了热量 D．乙铁块与甲铁块接触会发生热传递是因为乙铁块内能大于甲铁块的内能5．如图所示，向试管内倒入少量水，用胶塞盖住试管口，然后将试管固定在铁架台上。用酒精灯给试管加热一段时间后，胶塞从试管口飞出，试管口附近出现白雾。关于这个实验，下列叙述中正确的是（）A．酒精灯给试管中的水加热是通过做功的方式改变了水的内能 B．试管内的水蒸气推动塞子弹出时，水蒸气的内能向塞子的机械能转化 C．水蒸气对塞子做功时，水蒸气的内能增加，温度升高 D．试管口出现的白雾是空气中的水蒸气汽化形成的6．关于温度、热量和内能，下列说法不正确的是（）A．一个物体的温度升高，内能一定增大 B．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高 C．一切物体都具有内能，内能的大小与物体速度无关 D．热传递过程中，热量不可能从内能少的物体转移到内能多的物体7．下列过程中，物体内能改变的方式与其他三项不同的是（）A．放在热水里的汤勺，一会儿变热了 B．云中的小冰粒下落过程中温度越来越高，变成了雨滴 C．火箭发射过程中外壳与大气摩擦后温度越来越高 D．把铁丝反复弯折，弯折处的温度越来越高8．下列关于内能、热量和温度的说法，正确的是（）A．温度高的物体含有的热量多 B．热传递只能从内能大的物体传给内能小的物体 C．一杯开水慢慢变凉，其内能减小 D．一个物体内能增大，一定吸收了热量9．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。关于该实验，下列说法正确的是（）A．硝化棉被点燃，表明筒内气体的温度升高 B．下压活塞的过程中，筒内气体内能减小 C．下压活塞的过程中，筒内气体对活塞做了功 D．下压活塞的过程中，气体的内能转化为活塞的机械能10．一冰块先后经历了以下三个过程：①﹣10℃的冰到0℃的冰，吸收热量Q1；②0℃的冰变为10℃的水，吸收热量Q2；③10℃的水到20℃的水，吸收热量Q3。已知c冰＜c水，在整个过程中质量保持不变，不考虑热量散失，则（）A．Q1＜Q2＝Q3 B．Q1＜Q2＜Q3 C．Q1＜Q3＜Q2 D．Q1＝Q2＝Q311．2022年4月16日，“神舟十三号”载人飞船返回舱成功着陆。飞船距离地面几十千米的时候，会和大气层高速摩擦，这主要是通过（填“做功”或“热传递”）的方式来改变返回舱的内能，此时，返回舱的内能（填“增大”或“减小”）。12．如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能（填“增大”、“减少”或“不变”），推动活塞运动，使舰载机获得巨大的能。13．如图所示的是古人锻造铁器的场景，共经历了①加热、②锻打和③淬火三个过程。其中属于利用做功的方式改变物体内能的是（填序号）。14．4月16日9时56分，神丹十三号载人飞船返回舱成功着陆。我们观察到着陆的返回舱的表面有明显的灼烧痕迹，是因为返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦，通过方式增大了返回舱的内能，进而温度升高。返回舱在落回地面的过程中机械能是（选填“守恒”或“不守恒”）的。空间站沿椭圆轨道环绕地球运行，由近地点向远地点运动时（忽略质量变化），速度会减小，它的动能将（选填“增大”“减小”或“不变”）。15．“热”字有多种含义，在物理学中有时表示温度，有时表示热量，有时表示内能。则“熔化吸热凝固放热”中的“热”表示的是；“今天的石家庄是有史以来最热的一天”中的“热”表示的是；“摩擦生热”中的“热”表示的是。16．如图所示，拿一个大口玻璃瓶，瓶内装少量的水，用塞子塞紧，通过塞子上的开口往瓶里打气。（1）当塞子从瓶口跳起来时，可以看到瓶内会出现。（2）产生上述现象的原因是：瓶内的空气膨胀做功时，内能，温度，使瓶内空气中的水蒸气（填物态变化名称）成小水珠。（3）由此实验及其它大量实验可以得出这样一个结论：。17．如图所示，甲装置厚玻璃筒内放一小团硝化棉，乙装置烧瓶内盛少量水，认真思考并回答下列问题：（1）甲、乙两实验是用来演示可以改变物体的内能。（2）在甲实验装置中，迅速压下活塞，你观察到的现象是。（3）在乙实验装置中，用打气筒往瓶内打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶内有白雾产生，这说明瓶内气体的内能了。18．探究改变物体内能的方式。在压缩空气引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能（选填“增加”或“减少”），空气的内能是通过方式改变的，在这一过程中能转化为能。筒内的硝化棉由于温度升高达到着火点而燃烧，硝化棉内能是通过方式改变的。19．火