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(共39張PPT)
第十三章 內 能
課時學習目標
3.知道熱傳遞可以改變物體的內能。
2.知道影響內能大小的因素，理解內能與機械能的區別。
1.掌握內能概念及單位。
4.知道做功可以改變物體的內能，能舉出使物體內能增加或減少的一些實例。
內能概念的建立，改變物體內能的兩種途徑。
學習重點
學習難點
用類比的方法建立內能的概念。
學習重點、難點
導入新課
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
新課學習
我們舉高一個物體，對物體做功，會改變該物體的機械能。這是機械運動中與能量有關的現象。
在熱現象中，保持一個物體不動，對其加熱或者做功，這個物體的能量會不會發生改變呢
如果有能量的改變，這種能量以什么形式存在呢
運用類比的方法理解內能
分子動能
運動的物體具有動能，因為分子在不停地運動，所以分子也具有動能。
結論
運動的分子具有動能
運動的物體
具有動能
運動的分子呢
分子動能
知識點一 內能
構成物質的分子在不停地做熱運動，溫度越高，分子熱運動的速度越大，它們的動能也就越大。
分子勢能
結論
互相吸引和排斥的分子具有勢能
分子勢能
由于分子之間存在類似彈簧形變時的相互作用力，所以分子也具有勢能。這種勢能叫作分子勢能
知識點一 內能
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。
內能的單位是焦耳，各種形式能量的單位都是焦耳（J）。
知識點一 內能
一切物體在任何情況下都有內能。因為一切物體的分子都在不停地做無規則運動，具有分子動能。分子之間有相互作用的力，具有分子勢能。
想一想
熾熱的鐵水有內能
北極的冰山具有內能嗎？
因為冰山里的分子也在不停的做無規則運動，所以具有分子動能；又因為分子之間有相互作用力，因而具有分子勢能。故北極的冰山具有內能。
一切物體，不論溫度高低，都具有內能
知識點一 內能
知識點一 內能
物體的內能=分子數目╳單個分子的能量
=分子數目╳（單個分子的動能+單個分子的勢能）
影響物體內能大小的因素：物質種類、物體質量、溫度、體積和所處的物態
在物質種類、物體質量和物態一定時，物體的內能大小由物體的溫度決定。
影響內能大小的因素
（物質種類） 分子質量一定
物態
物體質量
物體溫度
物體體積
分子速度
分子間作用力
分子間距離
知識點一 內能
同一物體的溫度越高，內能越大。溫度越低， 內能越小；溫度升高，內能增加。
知識點一 內能
對同種物質，質量越大，物體內部分子數目越多，所以分子動能和勢能的總和也就越大，即內能也越大。
【例題1】張老師在火車站乘電梯時隨自動扶梯勻速上行，他所攜帶的背包的重力勢能增大，背包的內能是否也增大 為什么 他在高速列車中將書放在小桌板上，列車啟動后的一段時間內車速越來越快，書的動能增大，它的內能是否也增大 為什么
【解答】物體的內能大小由物體的溫度、質量、物態等決定，跟物體所處的位置、物體的運動速度無關。
背包的內能不增大,因為內能大小與物體位置無關;
書的內能不增大,因為內能大小與物體的機械運動情況無關。
知識點一 物質的構成
知識點一 內能
能量形式 內能 機械能
區別 概念
研究對象
影響因素
聯系 內能與機械能的區別
動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能
物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和
物體的機械運動
（宏觀世界）
分子熱運動
（微觀世界）
溫度、質量、物態、體積等
質量、速度、高度、彈性形變的程度等
一切物體都具有內能，但不一定具有機械能；內能和機械能是兩種不同形式的能量，它們之間在一定條件下可以相互轉化。
內能與機械能的聯系和區別
物體內部所有分子動能
與分子勢能的總和
物體所具有的動能
和勢能的總和
物體的質量、速度、
高度、彈性和形變程度
宏觀世界的物體
永遠存在
機械能與整個物體的機械運動情況有關.
內能與物體內部分子的熱運動和分子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。
內能和機械能在一定條件下可以相互轉化。
　 一切物體都具有內能。
物體可以只具有內能，而不具有機械能。
物體可以同時具有內能和機械能。
知識點一 內能
【例題2】(2025年上海中考題）江水滾滾向前流，說明江水有 ________能，0℃的水________(選填”具有”或“不具有”) 能，無風時能聞到花香，說明分子在做____________運動.
【解析】江水滾滾向前流，江水從高處向低處流動，既具有動能，也具有重力勢能，江水具有機械能；
一切物體在任何狀態下都具有內能。0℃的水具有內能；
無風時能聞到花香，這是物質擴散現象說明分子在做無規則運動。
機械（或動）
具有
無規則（或熱）
知識點一 內能
①物體溫度改變；
物體質量、物態一定時，溫度變化，內能變化。
溫度升高，內能增大，溫度降低，內能減小。
②物體物態變化。
物體質量一定，
熔化、汽化（蒸發或沸騰）、升華過程吸熱，內能增大；
凝固、液化、凝華過程放熱，內能減小。
物體內能改變的表現
③物體內能和溫度的關系
物體溫度改變，內能一定改變；
物體溫度不變，內能可能改變（改變時，物態發生變化）；
物體內能改變，物體溫度可能不變（不變時，物態發生變化）。
知識點2 熱傳遞和內能的改變
1. 把燒熱的工件放到冷水中，工件會涼下來，而冷水會變熱。
高溫物體
低溫物體
內能傳遞（轉移）
2. 冬天，用熱水袋取暖，人體逐漸感到暖和，熱水袋慢慢涼下來。
3. 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。
內能從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分的過程（現象）熱傳遞
結論
熱傳遞可以改變物體的內能
知識點2 熱傳遞和內能的改變
發生熱傳遞時，高溫物體放出熱量，內能減少；低溫物體吸收熱量內能增加。物體吸收或放出的熱量越多，它的內能改變越大。熱傳遞可以改變物體的內能。
熱量是熱傳遞過程中物體內能改變多少的量度。
內能從溫度高的人體傳遞到溫度低的溫度計上，人體放出熱量內能減小，溫度降低，溫度計吸收熱量，內能增大。
內能從溫度高的暖氣片傳遞到溫度低的室內空氣，暖氣片放出熱量，室內空氣吸收熱量，內能增大。
內能從溫度高的火焰(燃氣）傳遞到溫度低的水壺上，火焰放出熱量，水壺吸收熱量，內能增大。
知識點2 熱傳遞和內能的改變
熱傳遞：內能從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體或從物體的高溫部分傳遞到低 溫部分的過程（現象）
熱傳遞發生條件：物體間或物體不同部分間存在溫度差(溫度不同）
熱（內能）傳遞的方向：從高溫物體（物體高溫部分）傳遞（轉移）到低溫物體 （物體低溫部分）熱傳遞具有方向性
熱傳遞的最終結果：不同物體（物體不同部分）達到溫度相同（熱平衡狀態）
熱傳遞的實質：內能轉移（能量形式不變）
熱傳遞的效果：參與熱傳遞的物體內能發生改變
熱傳遞的方式：①傳導；②對流；③輻射
傳導是熱沿著物體傳遞，物質并不流動；對流是靠物質（液體和氣體）的流動傳遞熱；輻射是熱沿直線向外傳遞。
知識點2 熱傳遞和內能的改變
熱傳遞改變物體內能的本質：
內能從溫度高的物體轉移到溫度低的物體上。
熱傳遞傳遞的是內能，不是溫度。
　　物體吸收熱量時內能增加，放出熱量時內能減少。吸收或放出的熱量越多，它的內能改變越大。
熱量是熱傳遞過程中物體內能改變多少的量度。
Q吸=ΔE內能 Q放=ΔE內能
　熱傳遞可以改變物體內能
知識點2 熱傳遞和內能的改變
知識點3 做功和內能的改變
除了熱傳遞，還有什么途徑可以改變物體的內能
甲 為什么冬天人們經常搓手？
乙 下滑時有什么感覺？
摩擦可以產生熱——摩擦生熱
克服摩擦力對物體做功，消耗的機械能轉化為物體的內能，使物體的內能增加（溫度升高或物態發生變化）——摩擦生熱
做功可以改變物體的內能 對物體做功，物體的內能會增加
擴散現象
汽車剎車漂移時，輪胎克服地面間的摩擦做功，內能增加，溫度升高，輪胎表面被燒焦。
流星穿越大氣層時，克服空氣阻力做功，內能增加，溫度太高，達到流星燃點，流星燃燒。
知識點3 做功和內能的改變
鉆木時，克服摩擦阻力做功，使鉆頭和木頭的內能增加，溫度太高，達到木頭燃點，木頭燃燒。
做功改變空氣的內能
空氣被壓縮時內能增加
知識點3 做功和內能的改變
活塞壓縮物（氣）體體積對物（氣）體做功，消耗的機械能轉化為物（氣）體的內能，使物（氣）體的內能增加（溫度升高或物態發生變化）。
結論：對物體做功，物體的內能會增加。（做功可以改變物體的內能）
對物體做（機械）功改變物體內能的本質：
機械能轉化為內能。
實驗現象：棉花燃燒
知識點3 做功和內能的改變
知識點二 分子熱運動
做功改變空氣的內能
空氣推動瓶塞時內能減少
二、分子熱運動
知識點3 做功和內能的改變
實驗現象：瓶塞跳起，瓶口出現霧。
氣體膨脹對其他物體（外）做功，氣體的一部分內能轉化為其他物體的機械能，使氣體的內能減少（溫度降低或物態發生變化）
結論：物體對外做功，物體的內能會減少。
物體對外做功改變物體內能的本質：
內能轉化為機械能。
瓶內氣體膨脹推動瓶塞做功，瓶塞跳起，瓶塞的機械能增加；瓶內氣體內能減少，溫度降低，氣體中的水蒸氣液化成小水滴，瓶內（瓶口）出現霧。該過程中瓶內氣體的一部分內能轉化為瓶塞的機械能。
做功改變物體的內能
（1）克服摩擦對物體做功——機械能轉化為內能，物體內能增加
（2）彎折鐵絲對鐵絲做功——機械能轉化為內能，鐵絲內能增加
（3）壓縮氣體對氣體做功——機械能轉化為內能，氣體內能增加
對物體做功，機械能轉化為內能，物體的內能增加。
（4）氣體膨脹對物體做功——內能轉化為機械能，氣體的內能減少
物體對外界做功，內能轉化為機械能，內能減少。
用做功的方法改變物體的內能，實質是不同形式能量之間的轉化。
做功可以改變物體的內能
知識點3 做功和內能的改變
知識點3 做功和內能的改變
溫度、熱量、內能的區別和聯系
溫度、熱量、內能的區別和聯系
知識點2 做功和內能的改變
溫度 內能 熱量
概念
表述
單位
聯系 表示物體的冷熱程度；反映物體中大量分子無規則運動的劇烈程度。
構成物體的所有分子，其熱運動的動能與分子勢能的總和。
在熱傳遞過程中，物體間內能轉移的多少稱為熱量。
用“是”、“降低(到)”、“升高(到)”來描述。
用“放出”、“吸收”等描述。
用“有”“具有” “改變”“增加” “減少”等描述。
攝氏度（℃）
焦耳（J）
焦耳（J）
在熱傳遞的過程中，物體吸收熱量，內能會增加；物體放出熱量，內能會減少，但此過程中物體溫度不一定會發生改變。
【例題2】在以下過程中，小孩、火箭箭體和子彈的內能是在增大還是在減小 機械能是在增大還是在減小
(1)小孩在滑梯上勻速滑下的過程中，臀部與滑梯摩擦后溫度升高.
(2)火箭在從地面向上發射的過程中，火箭外殼和大氣摩擦后溫度越來越高。
(3)于彈擊中一塊木板，子彈溫度升高。
【解答】（1）小孩的臀部溫度升高，內能增大；高度減小,機械能減小。
（2）火箭箭體的溫度升高，內能增大;發射過程高度增大，速度也增大，機械能增大。
（3）子彈的溫度升高，內能增大;速度減小，機械能減小。
知識點3 做功和內能的改變
【例題3】請說明“烤火取暖”和“鉆木取火”分別通過什么方式改變物體的內能。
【解答】“烤火取暖”是通過熱傳遞的方式改變物體的內能的；
“鉆木取火”是通過做功的方式改變物體的內能的。
知識點3 做功和內能的改變
【例題4】把圖釘按在鉛筆的一端，手握鉛筆使釘帽在粗糙的硬紙板上來回摩擦，然后用指尖感覺釘帽溫度的變化，并解釋發生這種變化的原因。(操作時要注意安全！)
【解答】摩擦后圖釘變熱（溫度升高）；
圖釘釘帽在粗糙的硬紙板上來回摩擦，克服圖釘釘帽和硬紙板之間的摩擦力對圖釘釘帽和硬紙板做功，將消耗的機械能轉化為圖釘釘帽和硬紙板的內能，使圖釘釘帽和硬紙板的內能增加，溫度升高（發熱）。
知識點3 做功和內能的改變
課時知識總結
影響因素：物體的溫度、質量、物態等
單位：焦耳（J）
改變內能的方法
做功:內能和其它形式能的轉化
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。
熱傳遞：實質是內能的轉移
內能
內能
D
課堂練習
1.關于溫度、熱量、內能，下列說法正確的是【　 】
A.溫度高的物體比溫度低的物體內能大
B.一杯水的內能比一桶水的內能小
C.物體吸收熱量，溫度一定升高，內能一定增加
D.水放出熱量凝固成冰過程中，溫度不變，內能減小
【解析】A.影響物體內能大小的因素除了溫度以外，還有物體的質量、體積和物態等。只憑溫度高低，無法比較內能的大小；
B.一杯水和一桶水，質量不等，溫度未知，無法比較內能大小；
C.晶體熔化時吸收熱量，內能增加，溫度不變；
D.水凝固成冰的過程中，放出熱量，內能減小，溫度不變。
課堂練習
2.母親節，小明為媽媽煮了一鍋熱氣騰騰的面條，下列分析正確的是【 】
A.面條入鍋后溫度升高，內能不變
B.煮面條時，主要通過熱傳遞的方式改變了面條的內能
C.聞到了面條的香味，表明擴散只在氣體中發生
D.面條沒有粘到一起，表明分子間有斥力
【解析】A.面條入鍋后吸收熱量，內能增加，溫度升高；
B.煮面條是通過熱傳遞的方式改變面條內能的；
C.聞到了面條的香味，是物質擴散現象，表明分子在不停地做無規則運動，不能表明擴散只在氣體中發生；
D.面條沒有粘到一起，是因為分子之間的間距較大，分子間的引力較小，不足以使面條粘到一起，不能表明分子間有斥力。
B
3.如圖的實驗或事例都揭示了一定的物理知識，下列說法正確的是【 】
A.甲圖，使小孩臀部發熱是通過熱傳遞的方式來實現的
B.乙圖，人搓手發熱說明物體對外界做功，內能增大
C.丙圖鉆木取火過程是通過做功將機械能轉化為內能
D.丁圖水蒸氣將塞子沖出過程中，水蒸氣通過做功方式使自己內能增大
甲 乙 丙 丁
【解析】熱傳遞和做功的方式都可以改變物體的內能。甲、乙、丙都是摩擦生熱現象，克服摩擦對物體做功，將消耗的機械能轉化為內能，使物體的內能增加，溫度升高。丁中，試管中水面上方的水蒸氣膨脹推動管塞做功，將水蒸氣的一部分內能轉化為管塞的機械能，使水蒸氣的內能減少。
課堂練習
C
練習與應用： 1、2、3、4題
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