二、内能教学设计内容推荐

第十三章

内能

第2节

内能

学习目标

1.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。

2.知道热传递可以改变内能。

3.知道在热传递过程中,所传递内能的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。

4.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。

自主探究

1.构成物体的所有分子,其热运动的

和

的总和叫做物体的内能。 2.物体的内能与物体的

有关,物体温度越

,内能越

。 3.改变内能的两种方式:

和

。 4.在热传递过程中,传递

的多少叫做热量,热量的单位是

。物体吸收热量时内能

,放出热量时内能

。 合作探究

1

一、内能

知识回顾:

(1)物体由于

具有的能叫做动能。决定动能大小的因素:物体的

和

。 (2)物体由于

而具有的能叫做重力势能。决定重力势能大小的因素:物体的

和

。 (3)物体由于

而具有的能叫做弹性势能。决定弹性势能大小的因素:

。 (4)一切物体的分子都不停地做

。分子运动的剧烈程度与温度有关,温度越

,分子运动越

。 思考讨论:

(1)运动的篮球具有动能,运动的分子具有动能吗?

(2)树上苹果由于地球的吸引而具有势能,分子间的距离较大时,作用力表现为引力,分子具有势能吗?

2

(3)被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能,分子间的距离较小时,作用力表现为斥力,分子具有势能吗?

讨论交流:

(1)一块铁的温度由15

℃升高到55

℃,铁块的内能是否发生变化?0

℃的冰,是否具有内能?

(2)1

kg的铁块和10

g的铁钉,温度都是15

℃,它们的内能一样大吗?

(3)0

℃的冰加热融化变成0

℃的水,它的内能一样大吗?

3

归纳总结:

1.机械能与整个物体的

情况有关,而内能与物体的内部分子热运动和分子之间的相互作用情况有关,机械能和内能是

的能。 2.一切物体,不论温度高低,都具有内能。物体的内能与物体温度有关,物体温度降低时内能

,物体温度升高时内能

。 3.物体的内能还与物体的

、

和

有关。 二、物体内能的改变

活动体验:每个小组拿出准备好的铁丝,尝试用多种方法使铁丝的温度升高,即增大铁丝的内能。

方法记录:

A.用酒精灯直接加热

B.用力来回弯折

C.放在太阳下晒

D.放在热水中烫

E.在砂纸上打磨

4

F.用锤子敲打

……

方法分类:

(1)做功:B.用力来回弯折;E.在砂纸上打磨;F.用锤子敲打。

(2)热传递:A.用酒精灯直接加热;C.放在太阳下晒;D.放在热水中烫。

活动总结:做功和热传递都能改变物体的内能。

探究活动:

(1)在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,把活塞迅速地压下去,观察发生的现象。

空气被压缩时内能增大

(2)烧瓶内盛少量的水,给瓶内打气,当瓶塞跳出时,观察瓶内的变化。

空气推动塞子时内能减少

5

实验结论:做功可以改变物体的内能,对物体做功,内能增加,物体对外做功,内能减少。

归纳总结:

1.热传递可以改变物体的内能

(1)发生热传递的唯一条件是存在

,与物体的状态,物体间是否接触都无关。 (2)热传递的实质是内能从高温物体

到低温物体或从同一物体的高温部分

到低温部分。 2.做功可以改变物体的内能

(1)对物体做功,内能

;

(2)物体对外做功,内能

。 课堂检测

1.物体的内能是指(

)

A.物体中个别分子运动所具有的能

B.物体做机械运动所具有的能

C.物体内所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和

6

D.物体内分子定向移动所具有的能

2.关于热量的说法,正确的是(

)

A.温度越高的物体具有的热量越多

B.一个物体具有内能的同时也具有热量

C.热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体

D.热量总是自发地从内能多的物体传递到内能少的物体

3.下列说法正确的是(

)

A.静止在地面上的冰块无内能

B.空中飞行的飞机比静止在地面上的火车内能大

C.动能大的物体内能一定大

D.自然界中,处于任何状态下、在任何位置的物体都有内能

4.仔细观察图中甲、乙、丙三杯水,判断下列说法中正确的是(

)

7

A.甲杯中水的内能最大

B.乙杯中水的内能最大

C.丙杯中水的内能最大

D.乙、丙杯中水的内能一样大

5.下列与内能有关的说法,正确的是(

)

A.内能的改变必须通过做功才能实现

B.同一物体的机械能增加,其内能也增加

C.内能可以通过做功转变为机械能

D.热传递一定是从内能多的物体传到内能少的物体6.下列关于内能的说法,正确的是(

)

A.0

℃的冰块内能为零

B.温度低的物体一定比温度高的物体内能小

C.运动的物体一定比静止的物体内能大

D.0

℃的冰化成0

℃的水,内能增加

8

7.下列所述的实例中,通过做功来改变物体内能的是

(

)

A.在饮料中放入一些冰块,饮料变凉

B.划火柴,火柴燃烧

C.柏油马路被阳光晒热

D.暖气使房间变暖

8.生活中“热”可表示“热量”“温度”“内能”三种含义。天气热的“热”指

,物体吸热的“热”指

,摩擦生热的“热”指

。

9.如图所示,把一个薄壁金属管固定在桌上,里面放一些乙醚,用塞子塞紧,将一根绳子绕在管外并迅速地来回拉动,一会儿,看到瓶塞被冲开,管口出现雾状的“气体”,试用能量转化的观点来解释上述现象。

9

10.用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现打气筒的上部筒壁只是略有发热,而下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手。对于筒壁发热现象,有两个方面的原因:a.打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加,升温的气体通过热传递使筒壁温度升高;b.打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦生热使筒壁的内能增加、温度升高,但这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因。

根据上述筒壁发热现象的描述:

(1)猜想

(选填“a”或“b”)是主要原因;

(2)猜想的依据是

。 参考答案

自主探究

1.动能

分子势能

2.温度

高

大

3.做功

热传递

4.能量

焦耳

增加

减少

合作探究

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一、内能

知识回顾:

(1)运动

质量

速度

(2)被举高

质量

高度

(3)弹性形变

形变大小

(4)无规则运动

高

剧烈

归纳总结:

1.机械运动

两种不同形式

2.减少

增加

3.质量

体积

状态

二、物体内能的改变

1.(1)温度差

(2)转移

转移

2.(1)增加

(2)减少

课堂检测

1.C

解析:内能是物体内部所有分子所具有的能。对于个别分子谈不上内能,A项错误;分子动能是分子做“无规则”运动所具有的能,而不是定向移动所具有的能,更不是物体做机械运动所具有的能,B、D两项错误,C项正确。

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2.C

解析:热量是热传递过程中内能的改变量,不是一个状态量,因此不能说一个物体具有多少热量,所以A、B两项错误;根据热传递的规律可知,热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,C项正确;同一物体温度越高内能越大,但对于不同物体而言,内能多的物体温度不一定高,因此D项错误。

3.D

解析:内能是物体内所有分子的动能与分子势能的总和,一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能,故A项错误;内能的大小与物体的温度、质量、体积、状态等有关,与物体的机械运动情况无关,与物体机械能的大小也无关,故B、C两项错误,D项正确。

4.C

解析:质量相同时,乙、丙两杯水中温度高的内能大;温度相同时,甲、丙两杯水中质量大的内能大,故C项正确。

5.C

解析:物体的内能增加了,可能是通过做功的方式,也可能是通过热传递的方式,所以A项错误;同一物体的机械能增加,其内能不一定增加,机械能和内能之间没有关系,故B项错误;热传递的方向是从高温物体传递到低温物体,内能多的物体温度不一定高,故D项错误;内能可以通过做功转变为机械能,例如盖紧的暖瓶塞有时会跳起,所以C项正确。

6.D

解析:一切物体都有内能,0

℃的冰块有内能,故A项错误;影响内能大小的因素除了温度以外,还有物体的质量、体积和状态,所以在不确定其他因素都相同的情况下,只凭温度无法比较内能的大小,B项错误;内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关,而与整个12

物体的速度无关,C项错误;0

℃的冰化成0

℃的水的过程,温度不变,但吸收热量,内能一定增加,D项正确。

7.B

解析:A项是热传递现象,内能由饮料转移给冰块,使饮料的内能减少,温度降低;B项是摩擦生热现象,属于机械能转化为内能;C、D两项都属于热传递现象,只是能量发生了转移,故B项正确。

8.答案:温度

热量

内能

9.答案:见解析

解析:绳子与管壁反复摩擦,克服摩擦做功,使管的内能增加,温度升高,管通过热传递,使乙醚的内能增加,温度升高,直到乙醚沸腾,产生大量蒸汽,蒸汽膨胀把瓶塞冲开的过程是内能转化为机械能的过程,蒸汽内能减少,温度降低,蒸汽液化成小液滴。

10.答案:(1)a

(2)打气筒的上部筒壁只是略有发热,而打气筒的下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手

解析:打气筒的上部筒壁主要是靠摩擦生热,下部筒壁特别是底部附近筒壁发热既有摩擦生热,又有压缩气体做功使气体的内能增加、温度升高,再通过热传递使筒壁温度升高。由于打气筒的上部筒壁只是略有发热,而打气筒的下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手。所以筒壁发热的主要原因是a。

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