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3.5物体的内能

发布时间:2013-12-21 14:42:56  

思考:
1.滚摆在没有空气阻 力的理想状况下运动, 机械能如何转化?

2.在有空气阻力情况 (现实情况下)下的机 械能如何转化?

3.自行车刹车时,原 来的动能是消失了呢? 还是转化成了其他的 能,它称为什么能?

——内能。 俗称为热能。

一、物体的内能(热能)
1、构成物质微粒的热运动
(1)物质是由大量 分子 、 原子 或离子等微粒构成 的。扩散现象表明: a、构成物质的微粒永不停息做无规则的 运动 。 b、微粒运动速度与物体温度有关,温度越高,微粒 的无规则运动就越 激烈 。 (2)物体内部 大量微粒的无规则运动 叫做热运动。 (对单个分子谈热运动、热能、温度是没有意义的)

2、内能的含义
分子运动
分子间有相互 作用力

存在分子动能
存在分子势能

(1)物体内部大量微粒做热运动时具有的 能叫做内能,俗称热能。是物体内部所有微 粒做无规则运动的分子动能和分子势能的 总和。

⑴温度高→扩散快→分子运动快→ 分子动能大→内能大; ⑵温度低→扩散慢→分子运动慢→ 分子动能小→内能小。

实验表明:温度是物体内部大量分子无 规则运动剧烈程度的标志。 结论 :热运动跟温度有关。温度越高, 粒子的无规则运动越剧烈,内能越大。

日常生活中那些物体具有内能?读图、 分析、归纳。P95

温度很高,分子运动剧 温度虽低,其内部分子仍在做 无规则运动,它也具有内能。 烈,内能较大。

(2)无论是高温物体还是低温物体 (一切物体)都具有内能。

思考:一小杯水和一大桶水,它们的温度相 同,它们的内能是否相同?如果不同,哪一 个内能大? 不同,一大桶水内能大。

内能取决于哪些因素?

内能 取决于

物体的质量 物体的温度

讨论: 1、试解释:无论是高温物体还是低温物体, 都具有内能。
答:因一切物体内部的微粒都做无规则的运动。 物体的温度高低只反映微粒无规则运动的剧烈程 度。

2、物体的温度升高或降低时,内能会有什 么变化?
答:物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减 小。(但是,内能增加,温度不一定升高,内能减少, 温度不一定降低)

区别:内能与机械能
内能与机械能是两种不同形式的能量。

?内能是由于物体内部分子等微观粒子热运动及粒
子间的相互作用所具有的能。一切物体都有内能, 内能大小与质量、温度有关。

?机械能是物体宏观机械运动和相互作用具有的能。
机械能与物体的机械运动速度和高度等有关。

?一切物体都有内能,但不一定有机械能。 物体可以同时具有内能和机械能。

对于热运动的认识,下列说法中哪些是正确的? ( D

) (A)0℃时的分子的热运动停止,所以物体在 0℃时没有内能; (B)物体的动能越大,内能也越大 ; (C)气体分子热运动最剧烈,固体分子没有热 运动; (D)物体温度越高,分子热运动越剧烈,物体 内能也越大。

古人砧木取火 原理:都是克服 摩擦做功,使物体

内能增加

二、改变物体内能的方法:
1、做功改变物体的内能
1、如图所示,在薄壁金属圆筒 内注入少量乙醚,塞上塞子, 用一根绳子在金属圆筒外壁缠 绕1-2圈。然后按图中箭头所 指的方向来回拉动绳子。 (1)猜测可能会发生的现象;

橡皮塞将弹起

1:来回拉绳子的过程中,有没有做功?
克服摩擦做功

2:能量如何转变?
机械能→内能

3:乙醚有什么变化?
内能增大,温度升高,乙醚汽化 。

4:乙醚内能增大的方法? 外界对物体做功,物体的内能增大。

5:橡皮塞为什么会跳起?
乙醚蒸气膨胀,将塞子推出。

6:这个过程中有没有做功?谁对谁做功?
乙醚蒸汽对塞子做功

7:能量如何转变?
乙醚蒸汽的内能→塞子的机械能。

8:乙醚的内能如何变化? 什么原因? 物体对外做功,物体的内能减小。

2、 如图,筒内放一小团浸少量乙醚 的棉花。快速压下活塞,你看到棉花 会 燃烧 。

1:为什么选择用乙醚浸过棉花?
乙醚的着火点低,属于易燃物 。 活塞对空气做功

2:压下活塞时,有没有做功?谁对谁做功? 3:能量如何转变?
机械能→内能 筒内空气的内能增大,温度升高。

4:棉花燃烧的原因?
达到乙醚的着火点

5:增大空气内能的方法?

对空气做功,空气内能增大

分析以上二个实验得出结论:

外界对物体做功,可以使物 体的内能增加。
做功的方式有:1.克服摩擦做功. 2.压缩气体做功.

现象:塞子向上跳起, 瓶内出现白雾.
瓶内气压达到一定程度,气体 对外做功,内能→机械能,塞 子获得了机械能,向上跳起, 同时气体的内能减少,温度降 低,瓶内的一部分酒精蒸气和 水蒸气液化。

物体对外做功,本身的内能会减少。

二、做功可以改变物体的内能 外界对物体做功→物体内能增大 (如:人的机械能→物体的内能)
物体对外做功→物体内能减小 (如:物体的内能→塞子的机械能)

做功改变物体内能的实质是什么?
其他形式的能(机械能)与内能的相互转化.

功可以量度内能改变的多少.
还有什么方法可以改 变物体的内能?

冬天取暖常用 热水袋

发高烧的病人常用湿毛巾冷敷,冷敷时,热

从 人 体 传给

毛巾

.

人体和毛巾的内能有改变吗? 有,人体的温度降低,内能减少, 毛巾的温度升高,内能增多。

内能没

有转化为其他形式的能,只是从一个 物体转移到另一个物体.

(高温物体) (低温物体) 热量 病人 毛巾 内能增多 内能减少

想一想:生活中有哪些例子是利用热传递来改变 内能的?

传导 辐射

对流

热传递的三种方式

1、分析物体间能量的转化: 电风扇通电转动,电 能→ 机械能和内 能; 机械 能→ 内 能; 自行车刹车时,

化学 能→ 内 能; 用煤气灶加热水,

装得满满的一壶水烧开时,茶壶盖不断跳动, 能→ 内 能; 机械

没有能量的转化,只 有能量(内能)的转 移。 热传递的实质是什么? 接触的物体间或物体 发生热传递的条件? 不同部分存在温度差 热传递的方向? 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 热传递的结果? 等温

1、将初温相同的一壶水和半壶水烧开,它 们吸收的热量哪个多? 2、将一壶水加热到100℃和60℃,哪次吸 收的热量哪个多? 3、将质量、初温相同的一壶水和一壶煤油 都加热到100℃,它们吸收的热量一样多吗?

C水=4.2×103焦/(千克.℃) C煤油=2.1×103焦/(千克.℃)
由此,你认为物质吸收的热量的多少,跟哪些因 素有关?应该如何计算?

质量

Q = c m △t Q = c m (t-t0)
吸收 吸收 (释放) (释放) 的热量 的热量 物质的 比热 升高 (降低) 的温度

千克

Q = c m△ t Q = c m (t-t0)
焦 耳 焦/(千克.℃)



不同的物质有不同的C比热 ,同一物 质的C比热是不变的。

例: 一块质量为5千克,温度为10℃的铁 块加热到200℃,铁块吸收了多少热 量? C铁=0.46×103焦/(千克.℃) 解: Q=cm(t-t0) = 0.46×103焦/(千克.℃)×5千克 ×(200 ℃-10 ℃) =4.37 ×105焦 答:铁块吸收的热量是4.37 ×105焦

? 固体燃料:如木柴、煤等。 ? 液体燃料:如汽油、柴油。 ? 气体燃料:如煤气、天然气、氢气。

四、燃料的热值: 1、概念:1千克某种燃料完全燃烧时放出 的热量,叫做这种燃料的热值。
2、单位:焦/千克
热值也是固定不变的物理量

已知烟煤的热值是2.9×107焦/千克,求3千 克烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦。
1千克烟煤完全燃烧放出的热量是2.9×107焦。

3千克烟煤完全燃烧放出的热量是: 2.9×107焦×3=8.7×107焦。

燃料完全燃烧放出的热量=

燃料的热值×燃料的质量

氢的热值大 燃烧产物无污染 原料取之方便,可循环使用

1、汽油的热值是4.6×107焦/千 克,说出它的意义?
2、0.1千克的汽油完全燃烧能放出多 少热量? 它能使50千克的20℃水升高到多少 温度? 实际上能达到这么高的温度吗?


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