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第二節 內 能
第十三章 內能
由于分子運動，某種物質逐漸進入到另一種物質中的現象叫作擴散；擴散現象表明組成物質的分子都在不停地做無規則的運動，還表明分子間有間隙。
分子動理論的內容有哪些？
物體是由大量的分子組成的，分子都在不停地做無規則的運動，分子間存在著引力和斥力。
什么叫作擴散？擴散現象能夠表明什么？
復習引入
學習目標
了解內能的概念，能簡單描述溫度和內能的關系。
知道熱傳遞過程中，物體吸收（放出）熱量，溫度升高（降低），內能改變。
了解熱量的概念，熱量的單位是焦耳。
知道做功可以使物體內能增加和減少的一些事例。
哪些物體有動能？它們的共同特征是什么？哪些物體具有重力勢能？它們的共同特征是什么？
運動的汽車、奔跑的馬、飛行的小鳥等都有動能。它們的共同特征是都在運動。空中飛行的飛機、吊在空中的電燈、舉高的重錘等都有重力勢能。
一
內 能
新課講授
裝著開水的暖水瓶，有時瓶塞會彈起來。推動瓶塞的能量來自哪里？
熱水汽化成為水蒸氣,瓶內壓強增大,內能轉化為機械能,將瓶蓋彈起。
新課講授
想想議議
一切運動的物體都具有動能，而由分子動理論我們知道，構成物體的分子都在不停地運動，則分子由于運動也具有動能；具有重力勢能的物體是因為物體和地球之間存在力的作用，且它們之間又有距離。而由分子動理論我們知道，分子間也存在相互作用的力，且分子間存在間隙，故分子間也存在勢能。
新課講授
運動著的足球具有動能，運動著的分子也具有動能。
彈簧形變時具有勢能，互相吸引或排斥的分子也具有勢能。
新課講授
構成物體的所有分子，其熱運動的動能與分子勢能的總和，叫作物體的內能（internal energy）。內能的單位是焦耳（J），各種形式能量的單位都是焦耳。
新課講授
飛在空中的足球，離開地面，具有重力勢能；足球在空中飛行，還具有動能。空中運動的足球除了整體具有機械能外，同時還具有內能。機械能與整個物體的機械運動情況有關，而內能與物體內部分子的熱運動和分子之間的相互作用情況有關，內能是不同于機械能的另一種形式的能。
新課講授
（1）物體內能的大小與物體的溫度有關。同一物體，溫度越高，內能越大。
（2）內能還和物體內部分子的多少、種類、結構、狀態等因素有關。說明：物體溫度越高，物體內分子運動越劇烈，分子動能越大。內能的改變會影響物體內部分子的運動及結構的變化，從而引起熱膨脹、熔化、凝固、蒸發等各種熱現象。
新課講授
物體的內能與什么因素有關？
一切物體，不論溫度高低，都具有內能。炙熱的鐵水具有內能；冰冷的冰塊，溫度雖然低，其中的水分子仍然在做熱運動，所以也具有內能。物體溫度降低時內能減少，溫度升高時內能增加。
一切物體都有內能嗎？冰塊和鐵水都具有內能嗎？
新課講授
改變物體內能的兩種方式：
1.熱傳遞——實質上是內能的轉移（內能由高溫物體轉移到低溫物體）。
2.做功——實質上是其他形式的能與內能之間的相互轉化。
二
物體內能的改變
新課講授
為什么把燒熱的工件放到冷水中，工件會涼下來，而冷水會變熱？
新課講授
這是因為在此過程中發生了熱傳遞。發生熱傳遞時，高溫物體內能減少，低溫物體內能增加。熱傳遞可以改變物體的內能。
想想議議
新課講授
在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫作熱量（quantity of heat），熱量的單位也是焦耳。物體吸收熱量時內能增加，放出熱量時內能減少。物體吸收或放出的熱量越多，它的內能改變越大。
熱傳遞的實例：
冬天用熱水袋取暖，人體逐漸感覺暖和，熱水袋慢慢涼下來。
發燒時用冷毛巾給頭部降溫，過一段時間后，毛巾溫度升高，體溫降低。
新課講授
為什么冬天人們常搓手？
下滑時有什么感覺？
新課講授
想想議議
寒冷的冬天，利用搓手使手暖和，屬于摩擦生熱現象，這是通過做功的方式改變手的內能，手感到暖和。滑滑梯下來后屁股會產生熱熱的感覺，是由于摩擦生熱，機械能轉化為內能，屬于能量之間的轉化，總能量守恒，機械能減少，內能增加，表現在溫度升高上。
實驗一：如右上圖，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，把活塞迅速壓下去，觀察發生的現象。
實驗演示
實驗現象：棉花燃燒起來
實驗現象：瓶內水上方存在著無色透明、無法看到的水蒸氣；當塞子跳起來時，可以看到瓶內出現白霧。
實驗二：如右下圖，燒瓶（或可樂瓶）內盛少量水。給瓶內打氣，當瓶塞跳出時，觀察瓶內的變化。
實驗演示
實驗一：棉花燃燒起來，是因為活塞壓縮氣體做功，使空氣的內能增大，溫度升高，達到硝化棉的燃點。
實驗二：瓶內水上方存在著無色透明、無法看到的水蒸氣；當塞子跳起來時，可以看到瓶內出現白霧，說明水蒸氣液化成了可以看到的小水滴。在這個過程中，氣體膨脹對外做功，溫度降低，內能減小。即做功也可以改變物體的內能。
實驗小結
內能不是單個分子具有的，而是所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和。
新課講授
內能所指的動能是所有分子做無規則熱運動的動能的總和。這種無規則的熱運動，是分子在物體內部自身不停的“分子運動”，而不是隨著物體整體一起所做的運動。物體作為整體運動所具有的動能是機械能不是內能。
內能所指的分子勢能是分子間相互作用使分子具有的勢能。作為物體整體跟地球的相互作用而具有的重力勢能是機械能，不是內能。所以內能是不同于機械能的另一種形式的能量。
知識小結
物體的內能：物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和。
內能不同于機械能。
一切（運動、靜止、高溫、低溫）物體都有內能。
一、內能
二、物體內能的改變
改變物體內能的兩種方式：一是熱傳遞，二是做功。
知識小結
熱傳遞
（1）熱傳遞現象。（2）條件。（3）實質。（4）方向。
做功和物體內能的改變
（1）對物體做功，物體的內能增加。
（2）物體對外做功，物體的內能減少。
說明：做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的。
熱量：在熱傳遞過程中，轉移內能的多少叫作熱量。
1.物體的內能是指（ ）。
A. 物體中個別分子所具有的能
B. 物體做機械運動所具有的能
C. 物體內所有分子的動能和勢能的總和
D. 物體做機械運動和熱運動的能的總和
C
當堂小練
2.下列與內能有關的說法中，正確的是（ ）
A. 內能的改變必須通過做功才能實現
B. 同一物體的機械能增加，其內能也增加
C. 能可以通過做功轉變為機械能
D. 熱傳遞一定是從內能多的物體傳到內能少的物體
C
當堂小練
3.甲、乙兩個物體在同一光滑水平面上作勻速直線運動，甲的速度大于乙的速度，甲的溫度高于乙的溫度，則表明（ ）。
A. 甲所含的熱量比乙含有的熱量少
B. 乙的內能可能比甲的內能大
C. 甲的機械能比乙的機械能大
D. 乙的分子熱運動比甲的分子熱運動劇烈
B
當堂小練

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