2.内能和热量

1 2内能和热量 知识回顾 1 分子动理论的内容是什么 2 物体由于而具有的能叫动能3 物体由于而具有的能叫重力势能 运动 相对位置 运动着的篮球具有动能 苹果和地球相互作用具有势能 运动着的分子也具有动能 互相吸引的分子也具有势能 结论 1 由于分子所以分子具有动能 2 由于分子所以分子也具有势能 不停地做无规则的运动 之间有相互作用力 内能 物理学中 我们把物体内所有的分子动能与分子势能的总和 叫做物体的内能 一切物体 不论温度高低 都具有内能 熔炉里高温的铁水 南极的冰山 注意 1 内能和物体对应的 可以说物体的内能 但不能说一个或几个分子的内能 内能对分子无意义 2 同一物体 温度越高 内能越多 同种物质 相同温度 质量越大 内能越大 3 判断一个物体的内能是否改变 主要看其温度是否发生变化 物体温度升高 内能一定增大 但物体内能增大物体温度却不一定增加 如晶体在熔化过程中吸热但温度不变 4 物体的密度 温度 质量 体积和状态均不同 是无法比较内能大小 5 一切物体 不论温度高低 都具有内能 6 内能有不可测量性 我们不能准确的知道一个物体的内能的具体数值 物体的内能还与哪些因素有关 对同一种物质 质量越大 物体内部分子数目越多 所以分子动能和势能的总和也会越大 即内能也大 对同一种物质 体积发生变化 分子间距发生变化 则分子间相互作用力的强弱也会发生变化 故分子间势能发生变化 内能也跟着变化 当物质的状态发生变化 分子间距也会发生变化 则分子间相互作用力的强弱也会变化 所以分子间势能发生变化 内能也变化 想一想 影响内能大小的因素 物体温度物体质量物体体积物质状态 二 怎样改变物体的内能 改变物体内能的两种途径 1 做功2 热传递 实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化 实质上是内能的转移 内能由高温物体转移到低温物体 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 热传递改变内能的实质是 A 物体吸热 温度升高 内能增加 B 物体放热 温度降低 内能减少 内能发生转移 高温物体 高温部分 转移到 低温物体 不同物体之间 低温部分 同一物体之间 Q Q 注意 热传递方向 内能不是从内能多的物体向内能少的物体传递热传递实质 不是传递温度 热传递的三种方式 热辐射 热传导 热对流 a b c 对物体做功 内能增加 物体对外做功 内能减少 1 做功过程中 是机械能与内能相互转化 2 在做功过程中 内能改变的多少可用做功的多少来量度 做功改变物体内能 做功分为对内做功和对外做功 外界对物体做功 机械能转化为内能 内能增加 物体对外界做功 内能转化为机械能 内能减少 通过做功使物体温度升高 内能增大 摩擦生热 1 擦燃火柴时 火柴的温度 内能 这是通过的方式改变火柴的内能 增大 2 将金属块在砂石上迅速地来回摩擦 金属块和砂石的温度 内能 这是通过的方式改变物体的内能 升高 增大 升高 做功 做功 物理与生活 想想议议 取一根粗铁丝 我们有什么办法使粗铁丝的温度升高 内能增加 来回弯折铁丝 与物体来回摩擦 用锤敲打 用火加热铁丝 放在太阳下晒 放在热水中浸 做功 热传递 1 定义 物体里所有分子的动能和势能的总和 2 一切物体在任何时候都具有内能 3 与温度和质量有关 同一物体 温度越高内能越大温度升高内能增大 问 在冬天往往手冷的发痛 为了使手暖和些有的同学用嘴对着手呵气 有的同学则用两手来回搓动 什么道理 前者是用热传递改变内能 后者用做功改变内能 使手温度升高 通过热传递方式改变内能时 有一部分内能从物体上转出又将转入另一个物体 我们把被转移的这部分内能称为热量 1 定义 在热传递过程中改变的内能叫热量 热量 内能的改变 内能转出将使物体内能减少叫放出热量 同一状态下物体温度将会降低 内能转入将使物体内能增加叫吸收热量 同一状态下物体温度将会升高 因此 可用内能变化量来量度热量 热量的单位和内能一样 焦耳 2 单位 焦耳 J 3 与物体温度变化有关与温度高低无关 对于热量的概念应注意以下几点 1 不能说过某个物体具有多少能量 更不能比较两个物体热量的大小 只有发生了热传递的过程有了内能的转移 才能讨论热量问题 所以说热量是一个过程量 2 热量的大小与物体内能的多少温度的高低没有关系 改变物体的内能 方式 内能如何变化 能的种类是否改变 如何量度改变了多少 热传递 做功 机械功 物体吸收热量 内能 物体放出热量 内能 对物体做功 内能 物体对外做功 内能 不变内能的转移 改变机械能与内能相互转化 传递热量的多少 做功的多少 燃烧的热值 燃料分类 固体燃料 液体燃料 气体燃料 质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的 燃料的热值 q 把 kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量 如 酒精q 3 0 107J kg 燃烧的热值 燃料分类 固体燃料 液体燃料 气体燃料 质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的 燃料的热值 q 把 kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量 如 酒精q 3 0 107J kg 温度计及温度计的使用 例1 下列说法正确的是 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 它的内能一定相等 C 例2 关于内能下列说法正确的是 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 CD 例3 关于热量 内能 温度的关系中正确的是 A 物体吸收了热量 它的温度一定升高 内能一定增加B 物体的温度升高 它的内能一定增加 一定吸收了热量C 物体的内能增加了 它的温度一定升高 一定吸收了热量D 以上说法都不对 D 4 下列说法正确的是 A 物体的温度降低 安的热量就减少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 C 5 关于物体的内能 下列说法正确的是 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 运动的物体有动能但没有内能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 D 练习 1 下列现象是利用什么方式改变物体的内能的 用锯子锯木头 锯条发热了 阳光下的冰块很快就熔化了 用热水袋暖手 反复弯折的铁丝变热了 学以致用 a b 2 如图 a 所示 古人用力钻木 使物体温度升高 这是通过来改变物体的内能 图 b 中 将饮料和冰块放在一起 它们各自的温度会发生变化 这是通过来改变物体的内能 做功 热传递 学以致用 4 冬天 用嘴对手呵气 手会暖和 这是用的方法增加了手的内能 而它的实质是内能在物体之间 两手摩擦也能使手暖和 这是用的方法增加手的内能 在这过程中 能转化为内能 热传递 转移 做功 机械能 学以致用 3 内能和机械能有什么区别 内能是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 跟物体整体的运动无关 而机械能与整个物体的机械运动有关 例如 抛到空中的球 离开地面具有重力势能 它在空中飞行 具有动能 球的动能和重力势能构成球的机械能 同时 球内部的分子也在做无规则的热运动 而且分子之间有相互作用力 因此球在具有机械能的同时还具有内能 压缩空气做功 使空气的内能增大 温度升高 1 我们观察到的实验现象是 2 物体燃烧的条件是温度 达到着火点 燃点 3 迅速向下压活塞 空气的内能 这是通过的方式改变空气的内能 棉花燃烧起来 升高 增大 做功 做功改变物体内能 做功改变物体内能 当瓶塞跳飞出时 是对 做功 的内能减少 温度降低 水蒸气遇冷 填物态变化名称 成小液滴 于是就观察到 雾 这种现象 瓶内水蒸气 瓶塞 瓶内水蒸气 液化 物体对外界做功 内能减少 错误 正确 错误 偏大 偏小 正确 实验用温度计 体温计