物体的内能提高知识讲解沪科版初中物理初三上册

物体的内能（提高）责编：冯保国【学习目标】1.了解物体的内能的概念，能简单描述温度和内能的关系；2.知道做功可以改变物体的内能，并能在实例中判别；3.知道热传递可以改变物体的内能；4.知道物体在热传递过程中传递能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。【要点梳理】要点一、物体的内能物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和叫做物体的内能。要点诠释：（1）常见的物质是由分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，每个分子都有动能；分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，物体的温度越高，分子越剧烈，分子动能越大。（2）物质的分子之间存在引力和斥力，并有间隔，因此物质的分子还具有势能。（3）同一个物体，它的温度越高，内能越大。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。（4）一切物体都有内能。要点二、改变物体内能的两种途径改变物体内能的途径是做功和热传递。要点诠释：（1）在热传递过程中，物体吸收（或放出）热量。内能增加（或减少）。用热传递的方法改变物体的内能的过程，实质上是内能的转移过程。（2）对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，自身内能减少，用做功的方法改变物体内能的过程，实质上是内能与其他形式的能量之间相互转化过程。（3）在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量。用Q表示，单位为焦耳，符号是J。（4）温度是分子无规则运动剧烈程度的标志，或者说是分子平均动能大小的标志。温度高的物体分子的无规则运动剧烈，但势能不一定大。不能由温度的高低判定内能的大小，也不能由内能的增减判断温度的高低。例如，晶体在熔化时，不断地从外界吸引热量，物体的内能增加。但物体的温度不变，所吸收的热量用来增加物体内分子的势能。（5）做功和热传递在改变物体的内能上效果是相同的，所以说它们是等效的。（6）温度、内能和热量的区别和联系：温度的变化可以改变一个物体的内能，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如当晶体熔化时，液体在沸腾时，虽然吸收热量，内能增加，但温度不变；晶体的液体在凝固时放出热量，内能减少，但温度不变。在热学中经常用到“热”这个词，应当知道这个词的意思很多，在不同的情况下表示不同的意义。我们不要搞错，也不要乱用。在“热运动”中，指分子永不停息的无规则运动。在“物体变热”中，是指物体的温度升高，其深层次的含意是分子热运动加剧。在“物体放热”、“物体吸热”中，指热传递中物体放出或吸收的热量，指物体内能的变化量。【典型例题】类型一、基础知识1、（2015•越秀区二模）下列关于物体内能的说法中正确的是（）A．物体运动速度越大，内能越大B．静止的物体没有动能，但有内能C．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大【思路点拨】①一切物体都具有内能；②物体内能的大小，与温度、物体的体积、状态、质量等因素有关。【答案】B【解析】①一切物体都有内能，所以B正确，C错误；②物体内能的大小，与温度、物体的体积、状态、质量等因素有关。与物体的运动速度无关，所以A、D错误的。故选B。【总结升华】此题主要考查对内能概念以及影响内能大小的因素的理解，属于基础知识。举一反三：【变式】同一物体的内能取决于（）A.物体的温度B.物体体积的大小C.物体运动的速度D.物体离地面的高度【答案】A2、（2016•环县一模）下列有关温度、内能和热量的说法中，正确的是（）A．物体的温度不变，它的内能一定不变B．物体内能增加，它一定吸收了热量C．物体放出了热量，它的温度一定降低D．物体温度降低，它的内能一定减少【思路点拨】内能是物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和，内能的大小与分子的个数、分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。【答案】D【解析】A、晶体熔化时吸热，但温度不变，内能增加，故A错误；B、物体内能增加可能是通过做功的方式增加的，也有可能是通过热传递的方式，故B错误；C、晶体凝固时，放出热量，温度不变，故C错误；D、物体温度降低，它的内能一定减少，故D正确，故选D。【总结升华】本题主要是考查学生对内能、温度与热量三者之间的联系和区别的掌握，以及改变物体内能的两种方法是等效的，是中招热点。举一反三：【变式】（多选）关于物体的内能，下列说法中正确的是（）A．物体的运动速度越大，具有的内能越多B．静止的物体没有动能也没有内能C．静止的物体没有动能但有内能D．火红的铁块具有内能，冰冷的冰块也具有内能，一切物体都具有内能【答案】CD类型二、知识应用3、（多选）将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，如图所示则（）A．拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加B．拉动绳子过程，管内酒精温度不变C．塞子跳起时，管内气体温度降低，内能减少D．塞子跳起时，管内气体内能全部转化为塞子的机械能【思路点拨】知道做功和热传递都可以改变物体的内能；对于做功改变内能时，若对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能。【答案】AC【解析】A、拉动绕在管上的绳子，绳子会对管子做功，管子温度会升高，内能会增大，故A正确；B、因管子与酒精会有温度差，所以管子会把热传递给酒精，酒精的温度也会升高，蒸发加快，故B错；C、管内气体膨胀做功，将内能转化为机械能，将塞子顶起，管内气体的温度降低，内能减小，故C正确；D、塞子跳起时，有热损失，管内气体内能不能全部转化为塞子的机械能，故D错。【总结升华】对于做功和热传递都可以改变物体的内能，做功改变内能的过程实质是能量的转化的过程；而热传递改变物体内能的过程是能量转移的过程，二者是等效的。举一反三：【变式1】下列物理现象中，利用做功改变物体内能的是______，利用热传递改变物体内能的是______。A．锯条在石块上摩擦，锯条发热；B．热铁块投入冷水中，铁块温度降低；C．一壶开水放在地上，开水变为温水；D．用锤子反复击打一个铁片，铁片温度升高；E．用打气筒往车胎内打气，打气筒变热；F．水从高山上落下，水温稍有升高。【答案】ADEF;BC【变式2】（2015•北京中考）在下列实例中，用做功的方式来改变物体内能的是（）A．用热水袋暖手，手的温度升高B．将冰块放入饮料中，饮料的温度降低C．在炉子上烧水，水的温度升高D．用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高【答案】D4、“热”字在这一章中有着多种含义，有时表示热量，有时表示内能，有时表示温度。请说出下列几种现象中，“热”字所表示的含义。（1）盛夏，我们感到天气很热（2）液化气燃烧时产生热（3）雪熔化成水时要吸热（4）摩擦生热【答案与解析】天气很热，是指温度高；液化气燃烧时产生热，是指放出热量；雪熔化成水时要吸热，是指要吸收热量；摩擦生热，是指转化为内能。故本题答案为：温度；热量；热量；内能。【总结升华】本题考查了内能、温度、热量的概念。内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和；温度指物体的冷热程度；热量是指在热传递或做功的过程中，内能改变的多少。