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l温度
实验:
取三只烧杯,分别倒入冷水、温水和热水,然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁,观察比较三只杯内墨扩散的快慢。
结果:
温度越高,扩散过程越快。
扩散快,说明分子无规则运动的速度越大,即分子无规则运动越激烈。
结论:
物体的内能跟温度有关。
温度升高时,物体的内能增加。
温度降低时,物体的内能减小。
温度是分子平均动能的标志。
正是由于内能跟温度有关,因此人们常常把物体的内能叫做热能,把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
l质量
当物体的温度、状态一定时,对同一种物质,质量越大,物体内部的分子数目越多,所以分子的动能和势能的总和也越大,内能越大。
l体积
当物体的体积发生变化时,分子间距发生变化,则分子间相互作用力的强弱也会变化,因此分子势能发生变化,内能也随着变化。
3、内能与机械能的区别
内能与机械能是两种不同形式的能量。
①内能与物体内部所有分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。
是所有分子动能和分子势能的总和。
②分子的动能是分子在物体内部,自身不停的“分子运动”而具有的能量,而不是随着物体整体一起所做的运动。
物体作为整体运动所具有的动能是机械能不是内能。
③分子势能是分子彼此间相互作用而具有的能量,作为物体整体跟地球的相互作用而具有的重力势能是机械能,不是内能。
④机械能与整个物体的机械运动情况有关。
如:
分析在水平光滑桌上滑动的木块具有什么能?
木块有势能,也有动能,统称为机械能。
木块内部的分子做无规则运动,且分子间有作用力,木块有内能。
由上可见,内能是不同于机械能的另一种形式的能量。
4、说明
需要明确指出的是,虽然一切物体都具有内能,但是物体内能的绝对数值是无法计算的,也是没有意义的。
在物理学中真正有意义的是当物体温度发生变化时,物体的内能的改变量,即增加量或减少量。
n改变物体内能的途径
1、做功可使物体内能改变
①对物体做功可以增加物体的内能
物体的内能的增加可从物体的温度上升来考察。
诸如摩擦生热,古书上记载的钻木取火等。
外界对物体做功,物体的内能会增大。
②物体对外做功时,本身的内能减小
用做功的方法来改变物体的内能,实质是其它形式的能与内能的转化。
功可以量度内能的改变。
对物体做的功越多,物体的内能增加得越多;
物体对外做的功越多,物体的内能减小得也越多。
因为我们可以用功来量度内能的变化。
这样内能的单位跟功相同,也是焦耳。
例如,在绝热的情况下,如果对物体做了2焦的功,物体的内能会增加2焦。
注:
其实各种形式的能,都可以用功来量度,因此国际单位制规定各种形式的能的单位都是焦耳。
2、热传递可使物体内能改变热量
①热传递改变物体内能
l实例:
在生活中有很多与热有关的例子。
例如,冬季室内的暖气片散热,使室内空气的内能增大,而散热片的内能减小;
把食品放在低温的冰箱里,食品的温度下降,内能减小,冰箱内的空气温度升高,空气内能增大。
这一类物体的内能发生改变都是发生了热传递,所以热传递也可以改变物体的内能。
l热传递的实质:
是内能从高温物体传到了低温物体。
高温物体温度降低,低温物体温度升高,直到温度相同时为止。
说明
热传递的条件:
物体间存在温度差,或物体不同部分间存在温度差。
热传递的方向:
内能总是从高温物体传向低温物体。
不存在内能由低温物体传向高温物体的现象。
②热量
l概念:
在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。
在热传递过程中,高温物体的内能减少,叫做放出了热量;
低温物体的内能增加,叫做吸收了热量。
在热传递过程中,总是存在着放热物体和吸热物体,物体放出或吸收的热量越多,它的内能的改变量越大。
热量是一个过程量,是量度热传递中内能的变化量。
l热量的单位:
焦耳(J)。
说明:
因为我们已经知道两种改变物体内能的方法:
做功和热传递。
而且改变内能的方法也只有这两种,而做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
当物体内能改变时,如果我们没看见内能改变的过程,我们是无法根据结果来判断内能改变的原因的。
通过做功改变物体内能时,可以用功来量度内能的改变;
用热传递改变物体内能时,可用物体放出热量和吸收热量的多少来量度。
热量和功都可以用来量度物体内能的改变,所用的单位也应该相同,都是焦耳。
③做功与热传递的区别:
用做功的方法改变物体的内能,实质上是其它形式的能之间的相互转化;
用热传递的方法改变物体的内能,实质上是内能的转移。
基础训练
1.冬天,双手反复摩擦,手会感到暖和;
用嘴对着双手“呵气”,手也会感到暖和。
前者是利用方式增加了手的内能,后者是利用方式增加了手的内能。
2.下列现象中,利用做功改变物体内能的是.(填序号)
(1)冬天,人们用两只手掌相互摩擦取暖
(2)在古代,人类钻木取火
(3)冬天,人们往手心中呵气取暖
(4)把烧红的铁块放到冷水中,冷水变热
(5)晒太阳时感到很热
(6)用锤子反复打击一些铁片,它的温度升高
(7)多次弯折一根铁丝,弯折处会发烫
3.关于物体的内能,下列说法不正确的是()
A.烧开的水有内能B.在草地上滚动的足球有内能
C.物体的温度升高时,内能会增大D.水结冰时温度不变,所以内能不变
4.下列事例中,属于用做功的方法改变物体内能的是()
A.秧田中的水被晒热B.将牛奶放进冰箱冷冻制棒
C.磨刀时刀刃发热D.热开水变凉
5.下列四幅图中,属于利用热传递改变物体内能的是()
C.锯木材锯子发烫
P
D.钻木取火
A.双手摩擦能发热
B.烧水时水温升高
6.关于物体的内能,下列说法错误的是()
A.0℃的物体没有内能B.内能和其他形式的能之间可以互相转化
C.物体间的内能可以转移D.一切物体都具有内能
7.关于温度、热量、内能的关系,下列说法中正确的是()
A.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B.温度高的物体一定比温度低的物体热量多
C.物体的温度升高,它的分子热运动一定加剧
D.物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量
8.以下的日常生活事例,通过做功来增加物体内能的是()
A.给自行车车胎打气,气筒发烫
B.放进太阳能热水器中的水,温度升高
C.点燃的爆竹腾空而起
D.用水壶烧水,水蒸气将壶盖顶起
拓展训练
1.如图15-3所示,一个配有活塞的厚玻璃筒里放有一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去,棉花燃烧起来了,在这个过程中,是通过_______方式使空气内能,温度升高,达到棉花的燃点使棉花燃烧。
2.2003年10月15日,是中国人最自豪的日子之一,标志着中国的航天工业进入了世界先进行列。
“神舟”五号是10月15日由洒泉卫星发射中心用“长征”二号F型运动火箭发射升入太空的,它绕地球飞行了14圈后安全返回,降落在预定的着陆场——内幕古四子王旗北的阿木古郎牧场上,“神舟”五号飞船在减速降落的过程中,其减小的机械能转化为____能,能量的转化是通过_____方式进行的。
3.一把勺子的温度升高了()
A.它一定吸收了热量B.一定和其他物体发生了热传递
C.它的热量一定增加D.它的内能一定增加
4.关于温度,热传递和热量,下列说法中正确的是()
A.温度高的物体具有的热量多
B.温度低的物体含有的热量少
C.热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体
D.热总是从热量多的物体传递到热量少的物体
5.下列事例中物体内能减少的是()
A.金属汤勺放进热汤中后会变得烫手
B.放入电冰箱中的食物温度降低
C.一块0℃的冰全部熔化成0℃的水
D.“神舟”五号飞船返回舱进入大气层后表面升温
6.下列关于温度、内能、热量和做功的说法中正确的是()
A.物体吸热,温度一定升高
B.一个物体的温度升高,一定是外界对物体做功
C.某一铁块,温度降低,内能一定减小
D.温度高的物体把温度传给温度低的物体
7.下列事例中,做功改变物体内能的是()
A.用酒精灯加热烧杯中的水B.冬天室内使用暖气取暖
C.用锯锯木板,锯条发热D.盆中的热水温度逐渐降低
8.下列说法中正确的是()
A.物体的温度降低,它的热量就减少
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.物体的温度升高,其内能一定增加
D.两个物体的温度相等,它们的内能一定相等
9.2003年10月15日,“神舟”5号载人飞船在震天的轰鸣声中腾空而起,飞向太空。
完成任务后于次日凌晨准确降落在内蒙古中部预定地区。
返回舱进入大气层一段时间后,由于受空气阻力做匀速运动。
返回舱匀速下降过程中()
A.重力势能减少,动能增加,内能增加
B.机械能减少,动能不变,内能增加
C.重力势能减少,动能增加,内能不变
D.机械能不变,动能不变,内能增加
10.小明发现静止在桌面上的茶杯里有自己未喝完的水.他想“杯子静止在桌面上,那么杯内水的动能为零,可杯内水的内能是否也为零呢?
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