物体的内能 2009年9月,做一做,实验：红墨水扩散实验,、温度高-扩散快-分子运动快； 、温度低-扩散慢-分子运动慢。,现象：,讨论： 1、高温物体还是低温物体，都具有内能吗？ 2、物体的温度升高或降低时，内能会有什么变化？,解释：高温物体的分子无规则运动剧烈，内能较大；低温物体分子无规则运动剧烈程度较低，内能较小。物体的温度高低只反映分子无规则运动的剧烈程度，无论是高温、低温物体都具有内能。,结论： 1、物体温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。 2、物体内部大量粒子的无规则运动叫做热运动，跟温度直接相关。,一.物体的内能,所以，温度是物体分子热运动的平均动能的标志,物体内所有分子的动能的平均值叫做分子 的平均动能,1.分子的动能,分子的平均动能由温度决定： 温度越高，分子的平均动能就越大； 温度越低，分子的平均动能就越小。,2.分子势能 由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能.,3.决定分子势能的因素 （1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。,分子势能与物体的体积有关，但并不是体积增大，分子势能就一定增大。,注意:,（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。,4.分子势能与分子间距离的关系图像：,EP,r0,r,O,EP,EP：分子势能 r0 ：平衡状态下分子间的距离,在平衡位置时,分子势能最小.,5.物体的内能 :,体积变化时，分子势能发生变化，因而物体的内能发生变化,温度升高时，分子的平均动能增加，因而物体内能增加；,物体的内能跟物体的温度和体积都有关系,物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能,此外,还跟物体的质量和物态有关.,决定物体内能的因素:,6.内能与机械能的区别。,内能与机械能是两种不同形式的能量。,压缩气体做功，气体内能增加。 活塞压缩玻璃管内的空气，硝化棉燃烧。,结论：压缩空气做功，使空气温度升高，内能增大，达到硝化棉的燃点使棉花燃烧。,气体对外做功，内能减少。 用酒精灯加热试管中的水，沸腾时，可以看到活塞被冲出，试管壁上有小水珠生成。,结论：试管内的气体推动活塞做功时，气体内能减少，温度降低，使试管内水蒸气液化成小水滴。,1）做功 做功是其他形式的能与内能之间的相互转化的过程，在此过程中内能的改变量可以用做功的多少来量度。 2）热传递 热传递是内能从高温物体传递到低温物体，或从同一物体的高温部分传递到低温部分的过程。,二.改变物体内能的方式,1、在热传递中，传递的能量叫做热量，用Q表示。 2、物体从外界吸收多少热量，内能就增加多少；物体向外界放出多少热量，内能就减少多少，热量是物体内能转移的量度。 3、功W 、能U 、热量Q的单位都是焦耳( J ),说明：,4、做功和热传递对改变物体的内能 是等效的但是在本质上有区别:做功是 其它形式的能与内能相互转化的过程, 热传递是物体间内能转移的过程。,说明：,在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加U，即,U = W + Q,上式所表示的功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律,三.热力学第一定律,说明：1）外界对物体做功，W0； 物体对外做功， W0. 2）物体吸热，Q 0； 物体放热；Q 0. 3）内能增加， U 0； 内能减小 U 0.,U = W + Q,三.热力学第一定律,能的转化和守恒定律： 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体。,这个实验的装置如图所示：隔热的量热器里装着水，重物P和重物P下落时，插在量热器中的轴开始转动，轴上的叶片就带动周围的水跟它们一起转动起来量热器内壁上也安装着叶片，它们的作用是阻碍水的运动，增大摩擦量热器中的水受到转动叶片的搅拌，温度上升由重物的质量和下降的距离可以算出叶片所做的机械功，由水和量热器的质量、比热容、升高的温度可以算出得到的热量多次实验的结果证明，在没有热传递的情况下，消耗的机械功跟产生的热量总是成正比的，而且两者的比值是个定值这个比值叫热功当量，用J表示,热功当量的测定-焦耳,在古代，人类就掌握了钻木取火的方法，这是用,方法使木头的内能增大，温度升高，,达到木头的,燃点使木头燃烧,。这个现象表明：,对物体,物体的内能会增大。,对物体做功,做功,巩固习题：,下列物理现象中，哪些利用做功改变物体内能的？哪些利用热传递改变物体内能的？ A、锯条在石块上摩擦，锯条发热； B、热铁块投入冷水中，铁块温度降低； C、一壶水放在地上，开水变为温水； D、用锤子反复击打一个铁片，铁片温度升高； E、用打气筒往车胎内打气，打气筒变热； F、水从高山上落下，水温稍有升高。,外界对一定质量的气体做了200J的功，同时气体又向外界放出了80J的热量，则气体的内能 （填“增加”或“减少”） 了 J,增加,120,下列说法正确的是: ( ) A.温度是分子内能大小的标志 B.物体吸热温度一定升高 C.物体不吸热温度也可升高 D.温度高的物体具有较多的热量,C,比较100C 时, 18g的水、18g的水蒸气和32g氧气可知 （ ） (A)分子数相同,分子的平均动能也相同 (B)分子数相同,内能也相同 (C)分子数相同,分子的平均平动不相同 (D)分子数不同,内能也不相同,A,两个分子之间的距离由rr0开始向外移动，直至相距无限远的过程中：,分子间的势能变化的情况是 先 ，后 .,分子力做功的情况是 先做 功，后做 功；,分子力的大小变化的情况是 先 ，后 ， 再 ；,