物质的内能（讲义）-浙教版科学九年级上册

九上第三章5节物质的内能

知识点1内能

一、概念

物体的内能:物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，俗称热能，内能的单位是

焦耳（J）o

二、特点

1.一切物体在任何情况下都具有内能；

2.内能的大小与温度有关。物体的温度升高，内能增大，温度降低，内能减小，物

体温度的变化一定会引起内能的变化；

3.物体的内能与质量有关；

4.物体的内能还与物体的状态有关。

三、改变内能的方法

1.热传递改变物体的内能

1）热传递发生的条件:物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差

2）热传递实质：内能从高温物体（或同一物体的高温部分）传递到低温物体（或同一

物体的低温部分）

3）温度高的物体放出热量，温度降低，内能一降低；温底低的物体吸收热量，温度升

高,内能一上升；直到两物体的曲度_相等为止。

注意：

①热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“含有”或“具有”来

表述，热量的单位是焦耳。

②热传递有三种方式，分别是传导、对流和辐射。

2.做功改变物体的内能

1）外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见的四种方法如下：压缩气体、摩

擦生热、锻打物体、拧弯物体。

2）物体对外界做功，物体的内能会减少。

3）做功改变物体内能的实质是其他形式的能量与物体内能相互转化的过程。功可以

用来量度内能改变的多少。

3.物体的内能可以通过做功和热传递两种方法来改变，由于它们在改变物体内能上的效

果相同，所以我们说做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但它们也有本质上的

不同。做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化，或者说是

能的形式的转化。热传递改变物体的内能，实质是为能的转移。

知识点2比热容和热量计算

一、比热容

1.比热容是物质的一种特性，它表示单位质量的某种物质温度升高所吸收的热量，用符

号j表示，单位是J7（kg•℃）。

3

2.C水=4.2Xl（）：J/（kg・℃）,表示每千克水的温度升高1℃,所吸收的热量为4.2X10Jo

3.比热容特点

比热容和密度一样，都是物质的种特性。同一物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不

同状态时，比热容不相同，如水和冰的比热容。

比热容与物质的种类、状态有关，与物质的质量、温度、吸收或放出的热量无关。

4.水的比热的应用

（1）一定质量的水升高〔或降低）一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这一特点，

我们可用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量；用来取暖

时，让水放出更多的热量，

（2）由于水的比热容大，在吸收（或放出）相同的热量时，温度升高（或降低）得小，故

沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等.

二、热量的计算

热量的计算公式:Q二c川。Q表示热量，c表示物体的比热容，m表示物体的质量，表

示物体变化的温度。

知识点3热机

一、概念：把燃料燃烧放出的内能转化为机械能的机器叫做热机

二、内燃机结构和冲程

内燃机是•种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热量直接转换为动

力的热机

右图是单缸四冲程汽油机的机构示意图，图中1是进气门；2是火花塞；3是排气门；4是活

塞；5是汽缸；6是连杆；7是曲轴.

内燃机工作时，活塞在气扛内往复运动，活塞从气缸的一端运动到气缸的另一端，叫做一个

冲程.

知识点4热值

我们知道，燃烧相同质量的不同物质，所产生的热量是不同的，所以我们定义了热值来反

映不同物质燃烧过程中产生热量的本领.热值定义：ikg的某种燃料完全燃烧时放出的

热量，叫做这种燃料的热值.热值的单位是（j/kg）

根据燃料热值的定义我们可以计算燃料在完全燃烧情况下产生的热晶.

0=4/（碳示热晶，濠示热值，蕨示燃料的质最）

经典例题

1.下列关于内能的说法中，正确的是（）。

A.静止的物体没有内能B.0℃以下的物体没有内能

C.内能和机械能是同一种形式的能量D.内能与物体的温度有关

2.关于温度、热量、内能，说法正确的是（）

A.相互接触的两个物体，热晟总是从内能多的物体传向内能少的物体

B.物体吸收了热量，它的温度一定升高

C.质量相同时，温度升高较多的物体吸收的热量一定多

I）.物体内能减小时，不一定是物体放出了热量

3.图，在试管里装一些水，用软木塞塞住加热。水沸腾后，水蒸气会把木塞冲开。

（1）泗精燃烧，能转化为—能。

（2）水的温度升高，这是利用——的方法增加水的内能，使水汽化产生高温、高压的水

蒸气。

（3）水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞―，且瓶口出现“白气”原因是一。

4.对于公式以下理解正确的是（）

mAt

A.比热容与物质吸收的热量成正比

B.比热容与物质的质量成反比

C.比热容与物质温度的升高量成反比

D.比热容是物质的特性，与吸收的热量、质量和升高的温度无关

5.如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团稍化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧

起来，活塞被向上顶起。关于这个过程下列说法正确的是（）

,生

樽

A.活塞对•棉花做功，使棉花温度升高，达到其着火点

B.硝化棉燃烧的过程中，通过做功的方式使筒内空气的内能增加

C.活塞被向上顶起相当于内燃机的做功冲程

D.缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象

6.图甲是某四冲程汽油机工作时的能量流向图，图乙是其中一个冲程的示意图，则下列说

法正确的是（）

机械自身人

消耗能量/\废气带走

A25%5/能量40%

A.该汽油机的效率是60%

喃嬴的乙个

B.汽油机的效率越高说明做功越快

C.该冲程是压缩冲程

甲乙D.该冲程是内能转化为机械能的过程

7.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。[c水=4,2X

103J/(kg-C),q氢二1.4X108J/kg]

(1)求质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。

(2)若这些热量全部被质量为200kg、温度为15°C的水吸收，求水升高的温度。

(3)如图所示的氢能源汽车以140kN的恒定功率匀速行驶，若0.3kg的氢燃料完全燃烧放

出的热量和汽车所做的功相等,求这些热量能让该汽车匀速行驶多长时间。

课堂练习

1.如图所示的事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是()

A.柴火烧水B.压缩空C.冬天搓手取暖D.钻木取火

气发热

2.关于比热容的概念，下列说法错误的是()

A.单位质量的某种物质，温度升高所吸收的热量,叫作这种物质的比热容

B.单位质量的某种物质，温度降低1℃所放出的热量，叫作这种物质的比热容

C.某种物质吸收或放出的热量越多，比热容越大，比热容与热量有关

I).各种物质都有自己的比热容，它是物质的特性之一

3.如图所示是某轿车发动机（四冲程汽油机）的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程

)

D

4.用搓手的方法取暖时，双手经过反复搓擦后温度会升高，如图所示的四个事例中能量转

化与之相同的是（）

活塞迅速下压，按动电火花发生器技汽油机压缩冲程汽油机做功冲程

棉花燃烧钮，篁差飞出

甲乙丙T

A.甲和丙E.甲和丁C.乙和丙D.乙和丁

5.将装有热奶的奶瓶放入水中冷却，如图甲所示；根据测得的数据，作出热奶和水的温度

随时间的变化图像，如图乙所示。根据图像回答卜.列问题：

（1）温度随时间变化比较缓慢的曲线是图乙中的—（填"A"或"B”）。

（2）表示热奶的温度随时间变化的曲线是图乙中（填“A”或"B”）。

（3）水的初温是一℃,热奶的末温是℃,水的末温是—℃o

（4）热奶和水会发生热传递，是因为它们具有不同的这个过程中热奶的内能水

的内能。

6.一瓶子内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的温度升高，内

能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过—方法，后者是通过—方法来增

大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变，能否确定采用

了什么方法改变了铁屑的内能？（填“能”或“不能”）,这是因为

7.小金在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5kg的水刃煤

油进行对比实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示。实验过程中，控制水和

煤油在相同时间内放出相等的热量，分析图像可以得出____（填“甲”或"乙”）

物质为水,煤油在0~15min内放出的热量为。［c水=4.2X

107（kg-℃）］

工

B

8.单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1C所吸收的热量称为该气体的定

容比热，已知锡,气的定容比热为3100J/（kg・0C）。如图所不，质量为0.02kg的氮气被

密封在圆柱形气缸内，气缸内家气气压与外界大气下相同。用力把活塞AB固定，当氮

气的温度从20C升高到30℃时，氮气吸收的热量是Jo撤去力，氮气推动活

塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的冲程相同。

9.为了比较水和食用油的吸热能力，同学们做了如图所示的实验，在2个相同的烧杯中分

别装有质量相同的水和食用油，用两个规格相同电加热器对其加热，并用相同的两支温

度计分别测量水和食用油的温度，实验数据如下：

液体质量/g初温/℃