初中八年级人教版物理下册第十三章《内能》课件

PowerPoint主讲人:202X.X时间:第十三章内能热量比热容内能分子动理论的初步知识CONTENTS目录PowerPoint热量比热容PART01PowerPoint01热量是在热传递过程中，传递能量的多少，符号为Q，单位是焦耳（J）。热传递是能量从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的现象，有热传导、对流和热辐射三种方式。例如冬天用热水袋暖手，就是通过热传递，让热水袋的热量传递到手上，使手暖和起来。02热量的传递总是从高温物体到低温物体，直到两者温度相等，达到热平衡状态。这就像将一杯热水和一杯冷水放在一起，热量会从热水传递到冷水，最终两杯水温度相同。热量的奥秘101单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，符号c，单位为焦每千克摄氏度，符号为J/(㎏·℃）。比热容是物质本身的一种性质，同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的改变无关；同一种物质在不同的状态下比热容不同，如冰和水的比热容就不一样。02水的比热容比较大，是4.2×10³J/(㎏·℃）。因为水的比热容大，一定质量的水升高（或降低）一定的温度吸收（或放出）的热量较多，所以我们用水作为冷却剂和取暖用，比如汽车发动机常用水来冷却。同时，由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气候，沿海地区昼夜温差小就是这个原因。比热容的特性热量的计算公式为Q=cmΔt，其中Q表示物体吸收或者放出的热量，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，Δt表示温度的变化量。例如，要计算将2千克的水从20℃升温至80℃所需的热量，已知水的比热容是4.2×10³焦耳每千克摄氏度，水的质量是2千克，温度变化量是60℃，将这些数值代入公式Q=cmΔt，便可得出结果。物体吸收或放出热量的多少由物体的比热容、物体的质量和物体的温度升高（或降低）的乘积决定，跟物体的温度高低无关。在实际应用中，我们可以利用这个公式来计算各种热学问题，比如计算热水器将水加热所需的能量，或者计算物体冷却时放出的热量等。0102热量的计算PowerPoint分子动理论的初步知识PART02PowerPoint物质是由大量分子、原子组成的。分子极其微小，直径通常以10⁻¹⁰m为单位来量度。把100mL的水和100mL的酒精充分混合后，总体积会小于200mL，此现象表明分子之间存在间隙。分子虽然微小，但它们是构成物质的基本单元，不同物质的分子结构和性质不同，决定了物质的各种特性。例如，氧气分子由两个氧原子组成，它支持燃烧和呼吸；水分子由两个氢原子和一个氧原子组成，具有独特的物理和化学性质。0102物质的微观构成不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。扩散现象不仅发生在气体之间，也能发生在液体和固体之间。比如打开香水瓶，满屋飘香，这是气体的扩散；将盐放入汤中，整锅汤都有咸味，这是液体的扩散；煤炭堆放在石灰墙旁边几年后，石灰墙变黑，这是固体的扩散。扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，并且温度越高，分子的这种运动越剧烈。例如，在热水中滴入墨水，墨水扩散得比在冷水中更快，这是因为热水中分子运动更剧烈，能更快地带动墨水分子扩散。0102分子的热运动分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。当分子间距离较小时，斥力起主要作用；当分子间距离较大时，引力起主要作用。固体和液体很难被压缩，说明分子间存在斥力；固体很难被拉伸，说明分子间存在引力。分子间作用力的大小和距离密切相关，当分子间距离等于r₀（r₀=10⁻¹⁰m）时，分子间引力和斥力相等，合力为0，对外不显力；当分子间距离减小，小于r₀时，分子间引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力；当分子间距离增大，大于r₀时，分子间引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，引力大于斥力，分子间作用力表现为引力；当分子间距离继续增大，大于10r₀时，分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略。破镜不能重圆的原因是镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。0102分子间的作用力PowerPoint内能PART03PowerPoint物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能。分子动能是物质内所有分子做无规则运动而具有的能量，温度越高，运动越快，动能越大；分子势能是由于分子间具有一定距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能。内能是指物体的内能，不是分子的内能。一切物体在任何情况下都具有内能，内能具有不可测量性。例如，即使是冰冷的冰块，其内部的分子也在不停地做无规则运动，具有内能。0102内能的概念0102影响内能的主要因素有质量、温度、状态、体积。同一个物体，质量越大，包含的分子越多，内能越大；温度升高，分子热运动加剧，内能增加；物体的状态改变时，分子间距离和作用力改变，内能也会改变，比如冰融化成水，需要吸收热量，内能增加；体积变化也会影响分子间距离，进而影响内能。以水为例，100g的水比50g的水内能大；将水加热，水的温度升高，内能增加；0℃的冰变成0℃的水，状态改变，内能增加；对一定质量的气体进行压缩，体积变小，内能可能增加。影响内能的因素内能和机械能是两种不同形式的能量。影响因素不同，内能与物体内部分子的热运动和分子间相互作用有关，机械能与物体的宏观运动和相对位置有关；研究对象不同，内能研究的是微观分子层面，机械能研究的是宏观物体；一切物体都具有内能，但有些物体可以说没有机械能，比如静止在水平地面上的物体，机械能为零，但有内能；内能和机械能可以通过做功相互转化，如钻木取火，是机械能转化为内能；热机工作时，是内能转化为机械能。在日常生活中，我们可以看到很多内能与机械能相互转化的例子。汽车发动机燃烧燃料，将燃料的内能转化为机械能，驱动汽车前进；摩擦生热，是通过摩擦力做功，将机械能转化为内能。内能与机械能的区别改变物体内能的两种方法是做功与热传递。做功时，外界对物体做功，物体内能增加，如钻木取火，通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能；物体对外界做功，物体的内能减少，如压缩的气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能。能量的单位都是焦耳，做功的实质是机械能和内能之间相互转化，常见的对物体做功的方法有压缩体积、摩擦生热、打击物体、拧弯物体。01热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。发生条件是物体之间存在温度差，方向是高温物体放出热量，内能减少，温度降低；低温物体吸收热量，内能增加，温度升高，直到达到热平衡。例如，用热水袋暖手，是通过热传递使手的内能增加；冬天，手冷时向手上哈气，也是热传递改变内能。做功和热传递在改变物体内能上是等效的。02改变内能的方式温度变化，物体的内能变化，比如物体温度升高，内能增加；传递热量的多少可量度物体内能改变的多少；物体吸收或放出热量，内能将改变，但温度不一定改变，比如0℃的冰变成0℃的水，吸收热量，内能增加，但温度不变。0202温度是物体的冷热程度，是分子热运动剧烈程度的标志，是状态量，表