資源簡介

12.2 內能 熱傳遞
【學習目標】
1.了解內能的概念，能簡單描述溫度和內能的關系；
2.知道改變物體內能的方式，并能在實例中判別；
3.知道物體在熱傳遞過程中傳遞能量的多少叫做熱量，熱量的單位是焦耳；
4.知道發生熱傳遞的條件，會區分溫度、熱量、內能；
【知識梳理】
一、內能
1.內能定義：構成物體的所有分子，其熱運動的動能與分子勢能的總和。單位：焦耳(J)
2.對內能的理解：
①單個（大量）分子熱運動的動能與分子勢能的總和不叫內能；內能是不同于機械能的另一種形式的能量。
②一切物體在任何溫度下都有內能。
③同一物體，內能的大小看溫度，溫度降低時內能減少，溫度升高時內能增加。物體內能的大小除跟溫度有關外，還跟物體質量、物態等因素有關。
3.改變內能的兩種方式 ：
①做功：內能與其他形式能（主要是機械能）的相互轉化。對物體做功，物體內能會增加；物體對外做功，物體內能會減少。如圖，當塞子跳起來時，瓶中出現了白霧，這是因為瓶內氣體推動瓶塞做功，內能減小，溫度降低，使水蒸氣液化成小水滴。
②熱傳遞：內能的轉移。熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫熱量，熱量的單位是焦耳。
二、熱傳遞
1.熱傳遞的定義：由于溫度差引起的熱能傳遞的現象，熱傳導、熱輻射、熱對流是比較常見的三種形式。
2.對熱傳遞的理解：熱傳遞過程中傳遞的是內能（熱量），而不是溫度，而且內能是從高溫物體傳遞到低溫物體，而不是從內能多的物體傳遞到內能少的物體。
3.熱平衡：物體各部分與外界沒有熱量交換，當溫度相同時，認為達到熱平衡狀態。在高溫物體與低溫物體之間發生熱傳遞且不計熱損失時，高溫物體放出多少熱
量，低溫物體就吸收多少熱量，即：Q放=Q吸
4.做功和熱傳遞的比較：做功是能量的轉化，熱傳遞是能量的轉移，做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的。故物體內能增加，不能說一定吸收了熱量（或對物體做了功），還有可能對它做了功（或吸收了熱量）。
三、溫度 熱量 內能的關系：
1.一個物體溫度升高了，不一定吸收了熱量，也有可能是外界對物體做功，但它的內能一定增加。
2.一個物體吸收了熱量，溫度不一定升高，但它的內能一定增加（物體不對外做功），如晶體熔化、液體沸騰等。
3.一個物體內能增加了，它的溫度不一定升高，如晶體熔化、液體沸騰；也不一定吸收了熱量，有可能是外界對物體做了功。
4.物體本身沒有熱量。只有發生了熱傳遞，有了內能的轉移時，才能討論熱量問題。
熱量是一個過程量，不能說“含有”或“具有”熱量。
【典型例題】
【例1】下列關于內能的說法，正確的是（ ）
A.0℃的冰塊內能為零
B.溫度低的物體一定比溫度高的物體內能小
C.運動的物體一定比靜止的物體內能大
D.0℃的冰化成0℃的水，內能增加
【例2】同一物體的內能取決于（　　）
A.物體的溫度 B.物體體積的大小
C.物體運動的速度 D.物體離地面的高度
【例3】下列有關溫度、內能和熱量的說法中，正確的是（　　）
A．物體的溫度不變，它的內能一定不變
B．物體內能增加，它一定吸收了熱量
C．物體放出了熱量，它的溫度一定降低
D．物體溫度降低，它的內能一定減少
【例4】（多選）關于物體的內能，下列說法中正確的是（ ）
A．物體的運動速度越大，具有的內能越多
B．靜止的物體沒有動能也沒有內能
C．靜止的物體沒有動能但有內能
D．火紅的鐵塊具有內能，冰冷的冰塊也具有內能，一切物體都具有內能
【例5】（多選）將裝有酒精的金屬管固定在桌子上，并用塞子塞緊。快速來回拉動繞在管上的繩子，過一會兒塞子跳起來，如圖所示則（ ）
A．拉動繩子過程，金屬管溫度升高，內能增加
B．拉動繩子過程，管內酒精溫度不變
C．塞子跳起時，管內氣體溫度降低，內能減少
D．塞子跳起時，管內氣體內能全部轉化為塞子的機械能
【例6】下列物理現象中，利用做功改變物體內能的是______，利用熱傳遞改變物體內能的是______。
　　A．鋸條在石塊上摩擦，鋸條發熱；
　　B．熱鐵塊投入冷水中，鐵塊溫度降低；
　　C．一壺開水放在地上，開水變為溫水；
　　D．用錘子反復擊打一個鐵片，鐵片溫度升高；
　　E．用打氣筒往車胎內打氣，打氣筒變熱；
　　F．水從高山上落下，水溫稍有升高。
【例7】如圖，燒瓶內盛少量水，給瓶內打氣，可看到瓶塞跳起，在這個過程中，下列說法錯誤的是（　　）
A． 給瓶內打氣時，外界對瓶內氣體做功
B． 瓶塞跳起時，瓶內氣體內能減少
C． 給瓶內打氣時，瓶內氣體內能減少
D． 瓶塞跳起時，瓶內氣體溫度降低
【例8】“熱”字在這一章中有著多種含義，有時表示熱量，有時表示內能，有時表示溫度。請說出下列幾種現象中，“熱”字所表示的含義。
（1）盛夏，我們感到天氣很熱
（2）液化氣燃燒時產生熱
（3）雪熔化成水時要吸熱
（4）摩擦生熱
【鞏固練習】
1．關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是（　　）
A．溫度高的物體內能一定大，溫度低的物體內能一定小
B．物體的內能與溫度有關，只要溫度不變，物體的內能就一定不變
C．內能小的物體也可能將熱量傳遞給內能大的物體
D．物體的溫度越高，所含熱量越多
3．關于溫度、熱量、內能，以下說法正確的是（　　）
A．0℃的冰沒有內能
B．冰熔化時雖然溫度保持不變，但它的內能增加
C．物體的溫度越高，所含的熱量越多
D．只要物體的溫度不變，物體的內能就一定不變
4．關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是（　　）
A．溫度高的物體內能一定大，溫度低的物體內能一定小
B．物體的內能與溫度有關，只要溫度不變，物體的內能就一定不變
C．物體的溫度越高，所含熱量越多
D．內能小的物體也可能將熱量傳遞給內能大的物體
5．關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是（　　）
A．物體的溫度越高，所含熱量越多
B．溫度高的物體，內能一定大
C．0℃的冰塊，內能一定為零
D．溫度相同的兩物體間不會發生熱傳遞
7．關于溫度、內能和熱量，下列說法不正確的是（　　）
A．物體溫度降低時內能減少
B．0℃的冰變成0℃的水，溫度不變，內能不變
C．溫度相同的兩個物體間不能發生熱傳遞
D．任何物體都具有內能，通過摩擦可增大冰塊的內能
9．下列關于溫度、內能和熱量的說法正確的是（　　）
A．物體吸收熱量，內能增加，溫度不一定升高
B．高溫物體一定比低溫物體內能大
C．物體溫度升高，所含有的熱量一定增多
D．物體溫度升高，一定是外界對它做了功
10．下列關于內能、熱量和溫度的說法，正確的是（　　）
A．物體溫度升高，一定吸收熱量
B．物體吸收熱量，溫度一定升高
C．物體溫度升高，內能一定增加
D．發生熱傳遞時，熱量總是從內能大的物體傳遞到內能小的物體
11．關于溫度熱量和內能，下列說法正確的是（　　）
A．物體的內能增加，溫度一定升高
B．物體溫度升高，一定吸收了熱量
C．物體溫度降低，內能一定減少
D．物體吸收了熱量，溫度一定升高
12．關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是（　　）
A．溫度相同的物體內能一定相等
B．汽油機做功沖程中燃氣的內能減小
C．我們不敢大口喝熱氣騰騰的湯，是因為湯含有的熱量較多
D．電能可以使燈泡發光，同時產生內能，這些內能又可以自動地轉化為電能
14．關于溫度、熱量、熱傳遞和內能，下列說法中不正確的是（　　）
A．0℃的冰塊內能一定不為零
B．物體溫度升高，內能一定增加
C．熱量總是從內能大的物體向內能小的物體傳遞
D．溫度高的物體，內能不一定大
15．關于內能、熱量和溫度，下列說法正確的是（　　）
A．溫度高的物體，含有的熱量一定多
B．物體內能增加，一定吸收了熱量
C．熱量總是從內能大的物體傳遞給內能小的物體
D．物體吸收熱量，溫度不一定升高
16．在物理學中常提到“熱”字，但其含義各不相同，請將下列“熱”的含義填入空格內。
（1）這盆水很熱，這里的“熱”是指　 　。
（2）物體吸熱升溫，這里的“熱”是指　 　。
（3）摩擦生熱，這里的“熱”是指　 　。
17．如圖所示是“探究冰熔化時溫度隨加熱時間變化”的圖像。（相同時間吸收的熱量相同）分析圖像可知：
（1）冰的熔點是 　 　℃，冰在熔化過程中的特點是吸收熱量，溫度 　 　。
（2）該物質在第8min時的內能 　 　（大于/等于/小于）第12min的內能。
18．熱量、溫度、內能之間的關系，如果物體吸收了熱量，溫度　 　（選填“一定”或“不一定”）升高，但內能一定增加；寒冷的冬天搓手會感覺到暖和，這是用　 　的方式改變物體的內能的。
19．溫度是表示物體 　 　的物理量。攝氏溫標規定在標準大氣壓下，　 　的溫度為0℃。相同質量0℃的水和0℃的冰，內能大的是 　 　。
20．一塊質量為1kg、溫度為0℃的冰，在熔化過程中，冰的溫度 　 　，內能 　 　。一定質量的水在沸騰過程中，需要 　 　（選填“吸熱”或“放熱”），水的溫度 　 　，內能 　 　。
21．物體內大量分子做無規則運動的劇烈程度與 　 　有關，當物體的溫度升高時，它的內能 　 　；溫度降低時，內能 　 　；說明物體內能與 　 　有關。

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