五物体的内能.内能的变化.热和功
【初中物理】初中物理知识点：物体内能的改变方法(做功热传递)
【初中物理】初中物理知识点：物体内能的改变方法（做功热传递）【初中物理】初中物理知识点：物体内能的改变方法（做功、热传递）有两种方法可以改变物体的内能：1．热传递可以改变物体的内能（1）传热：当不同温度的物体相互接触时，低温物体的温度升高，高温物体的温度降低，这称为传热。
(2)热传递条件：物体之间存在着温度差。
（3）传热方向：能量从高温物体传递到低温物体。
(4)热传递的结果：高温物体内能减少，低温物体内能增加，持续到物体的温度相同为止。
小心：(1)热传递传递的是内能，而不是传递温度，更不是传递某种热的物质。
（2）热传递是将内能从高温物体传递到低温物体，而不是从内能较多的物体传递到内能较少的物体。
2．做功可以改变物体的内能（1）如果你对一个物体做功，物体的内能就会增加。
(2)物体对外做功，物体的内能会减少。
描述：功和热传递是改变物体内部能量的两种方式；功是其他形式能量与内能的相互转化，而传热是内能的传递；这两种方法相当于改变物体的内能。
注意：做功不一定都使物体的内能发生变化。
做功是否一定会引起物体内能的改变，这要看物体消耗的能量是否转化为物体的内能。
如举高物体时，做功所消耗的能量变成了物体的势能，并未转化为物体的内能，所以物体的内能就没有改变。
如何区分在对象上工作和在对象上工作：做功改变物体的内能的实质是能量的转化，即内能的变化是由于内能与机械能之间的相互转化引起的，对物体做功时机械能转化为内能，则内能增加，物体对外做功时内能转化为机械能，则物体内能减小。
例如，当活塞被按下时，活塞会压缩玻璃气缸中的空气，并对气缸中的空气起作用（图a）。
棉花燃烧表明气缸内空气的温度升高，即气缸内空气的内能增加。
在这个过程中，机械能转化为内能，一根铁丝被快速反复弯曲数十次，铁丝的弯曲部分将被加热（图b），表明铁丝弯曲部分的温度升高。
铁丝的内能增加，而铁丝内能的增加是由于人们对铁丝的工作。
物体的内能ppt课件
※ 热传递
• 热传递：温度不同的两个物体互相接触时， 低温物体温度升高，高温物体温度降低， 这个过程叫做热传递。
热传递的三种方式
（a）
热传导
（b）
热对流
（c）
热辐射
热传递总结
1、热传递的三种形式：热传导、热对流、热辐射
2、热传导：物体各部分物质不发生移动
3、热对流：物体内部各部分物质之间会流动， 对流主要发生在气体与液体中。
物体由于被举高或发生弹 性形变具有的能叫势能
分子势能
分子间相互 吸引和排斥
同一物体的温度越高，内能越大。反之，同一物
体的温度越低， 内能越小。
温度越高
分子无规则运动越剧烈
温度较低，内能较小
分子动能越大
等量热水的内能
组成这个物体的 比冷水的内能大 温度较高，内能较大 所有分子的动能总和增加
这个物体的内能增大
（）
• 任何物体在任何情况下内能都不为0
课堂小结
★同一物体，温度越高，内能越多。 ★★同种物质，相同温度，质量越大，内能越 大★。★★物体的温度、质量、体积和状态均
不同，是无法比较内能大小。
想一想
有一根铁丝，你能通过哪些方法 使它的温度升高？（使它的内能增加）
A、放在太阳下晒； C、放在热水中烫； E、用锤子敲 G、用力反复弯折；
4、热辐射：不需要介质。
5、热传递条件：物体之间有温度差，高温物体 将能量向低温物体传递，直到各物体温度相同 （称为热平衡）
热传递改变内能.
A.物体吸热
B.物体放热
温度升高 温度降低
内能增加 内能减少
讨论:热传递改变内能的实质是什么? 转移到
高温物体 内能发生转移
内能热量温度的区别及联系
内能、温度、热量之间的区别和联系一、三者之间的区别1.内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和.是一切物体在任何情况下都具有的，内能只能说“有”,不能说“无”.只有当物体内能改变,并与做功或热传递相联系时,才有数量上的意义.内能跟温度及分子的多少，种类、结构、状态等因素有关。
2.温度表示物体的冷热程度,从分子动理论的观点来看,温度是分子热运动激烈程度的标志,对同一物体而言,温度越高，内能越大，温度只能说“是多少”或“达到多少”,不能说“有”“没有”或“含有”等.3.热量是在热传递过程中,物体吸收或放出热的多少,其实质是内能的变化量.热量跟热传递紧密相连,离开了热传递就无热量可言.对热量只能说“吸收多少”或“放出多少”,不能说“含有多少热量”或“含有的热量多”。
二、三者之间的关系1.内能和温度的关系物体内能的变化,不一定引起温度的变化.这是由于物体内能变化的同时,有可能发生物态变化.物体在发生物态变化时内能变化了,温度有时变化有时却不变化.如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能虽然发生了变化,但温度却保持不变.温度的高低,标志着物体内部分子运动速度的快慢.因此,物体的温度升高,其内部分子无规则运动的速度增大,分子的动能增大,因此内能也增大,反之,温度降低,物体内能减小.因此,物体温度的变化,一定会引起内能的变化.2.内能与热量的关系物体的内能改变了,物体却不一定吸收或放出了热量,这是因为改变物体的内能有两种方式：做功和热传递.即物体的内能改变了,可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做了功（或物体对外做了功）.而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度.物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内能减少.因此物体吸热或放热,一定会引起内能的变化.3.热量与温度的关系物体吸收或放出热量,温度不一定变化,这是因为物体在吸热或放热的同时,如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固）.这时,物体虽然吸收（或放出）了热量,但温度却保持不变.物体温度改变了,物体不一定要吸收或放出热量,也可能是由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了,温度改变了.三、跨越障碍1. 内能和温度的关系物体内能的变化，不一定引起温度的变化。
功和内能 热和内能
改变物体内能的方式有哪些？
①做功 ②和热传递
既然做功和热传递都可以改变物体的内能， 那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种 联系
问题研究
1.一个物体，它既没有吸收热量也没 有放出热量，那么： ①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能 如何变化？变化了多少？ ②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它 的内能如何变化？变化了多少？
1．热传递 (1)条件：物体的 温度 不同。 (2)过程：温度不同的物体发生热传递，温度高的物体要降
温，温度低的物体要升温， 热量 从高温物体传到低温物体。
(3)热传递的三种方式： 热传导、 热对流 、 热辐射 。
2．热和内能 (1)单纯地对系统传热也能改变系统的 热力学状态 ，即 热传递能改变物体的 内能 。
(
A．物体的温度改变时，其内能必定改变
)
B．物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热 量，其内能也不一定改变 C．物体对外做功，其内能必定改变，物体向外传出一
定热量其内能必定改变
D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不 改变
[解析]
一定质量的物体，其内能由温度和体积共同
决定。物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错 误；做功和热传递是改变物体内能的两种方式。若物体对 外做功为W，同时吸收的热量为Q，且若W>Q，则物体的 内能减少；若W＝Q，则物体的内能不变；若W<Q，则物 体的内能增加。所以B正确，C、D错误。 [答案] B
(2)热量：在单纯的传热过程中系统 内能变化 的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化 ①公式： ΔU＝Q 。 ②物体 吸热 ，Q为正；物体 放热 ，Q为负。
[重点诠释] 1．温度与内能
热力学第一定律内能的变化与热量和功的关系
热力学第一定律内能的变化与热量和功的关系在热力学中，热力学第一定律是一个基本原则，它是能量守恒原理在热学领域的具体应用。
它表明，系统的内能变化等于系统所吸收的热量与系统所做的功之和。
本文将探讨热力学第一定律中内能的变化与热量和功之间的关系。
热力学第一定律的表述如下：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统的内能变化，Q表示系统所吸收的热量，W表示系统所做的功。
首先，我们来了解一下内能的概念。
内能是系统的宏观性质，表示系统分子的热运动能量和分子间相互作用的能量总和。
它是系统的一个状态函数，可以通过测量系统的温度、压强和摩尔数等来确定。
内能的变化可以通过系统所吸收的热量和所做的功来体现。
系统吸收的热量Q是指在热交换过程中由外界传递给系统的能量，它可以使系统的温度上升或状态发生变化。
而系统所做的功W是指系统对外界做功的能量，它可以使外界的物体产生位移或者变形。
根据热力学第一定律的表述，可以得出以下几个重要结论：首先，当系统吸收热量Q时，内能增加。
这是因为吸收的热量会增加系统的总能量，使得内能增加。
其次，当系统对外界做功W时，内能减少。
这是因为系统所做的功意味着它将一部分能量传递给了外界，使得内能减少。
此外，当系统既吸收热量又进行功时，内能的变化取决于两者的相对大小。
如果吸收的热量大于所做的功，即Q > W，内能增加。
反之，如果吸收的热量小于所做的功，即Q < W，内能减少。
当吸收的热量等于所做的功时，即Q = W，内能保持不变。
需要注意的是，吸收的热量和所做的功的正负号也会影响内能的变化。
当热量吸收为正时，内能增加；当功为正时，内能减少。
相反，当热量吸收为负时，内能减少；当功为负时，内能增加。
总结起来，热力学第一定律表明了系统的内能变化与所吸收的热量和所做的功之间的关系。
内能的变化取决于热量和功的相对大小以及它们的正负号。
这个定律在热力学研究和工程实践中起着重要的作用，帮助我们理解和描述能量在系统中的转化和传递过程。
精品课件 高中物理必修 功、热和内能的改变
新知讲解
二、功与内能的改变
在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少。
新知讲解
二、功与内能的改变
1.内能
任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状
态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能。
新知讲解
三、热与内能的改变
4.热与内能的改变
（1）像做功一样，热量的概念也只有在涉及能量的传递时才有意义。所以不能说物体具
有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量。
（2）做功和热传递都可以改变物体的内能，且效果是相同的。
外界没有对系统（水）做功，只对系统传
热，同样能改变系统的状态。
结论：热量是在单纯的传热过程中系统内
7．在下述现象中没有通过做功而使物体内能改变的是（ BD ）
A．电流通过电炉而使温度升高
B．在阳光照射下，水的温度升高
C．铁锤打铁块，使铁块温度升高
D．夏天在室内放几块冰，室内会变凉快
课堂练习
8．对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是（ CD ）
A．热量、功、内能三个量的物理意义是等同的
B．热量和功二者可作为物体内能大小的量度
被密封的气体（ C ）
A．温度传感器
B．压力传感器
C．磁传感器
D．光传感器
课堂练习
2．如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空。现将隔板
抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中（不计气体的分子势能）
（ C ）
A．气体对外界做功，温度降低，内能减少
B．气体对外界做功，温度不变，内能减少
物质的内能与状态变化
物质的内能与状态变化一、内能的概念1.内能是指物体内部所有分子由于热运动而具有的动能及分子间势能的总和。
2.内能与物体的温度、质量和物质种类有关。
3.内能是状态量，用符号U表示。
二、内能的改变1.做功：对物体做功（如克服摩擦力、压缩气体等），物体的内能增加；物体对外做功，内能减少。
2.热传递：物体与外界之间发生热传递，内能也会发生改变。
3.内能的改变可以通过做功和热传递实现，这两种方式在效果上是等效的。
三、物态变化与内能1.熔化：固体吸热熔化成为液体，内能增加。
2.凝固：液体放热凝固成为固体，内能减少。
3.汽化：液体吸热汽化成为气体，内能增加。
4.液化：气体放热液化成为液体，内能减少。
5.升华：固体吸热升华成为气体，内能增加。
6.凝华：气体放热凝华成为固体，内能减少。
四、热量与内能的关系1.热量是指在热传递过程中，能量的转移量，用符号Q表示。
2.热量总是从高温物体传递到低温物体，或者从物体的高温部分传递到低温部分。
3.热量是一个过程量，只有在热传递过程中才有意义。
五、热力学第一定律1.热力学第一定律指出：一个封闭系统的总内能保持不变，即ΔU=Q+W（其中ΔU表示内能的变化，Q表示热量，W表示做功）。
2.该定律说明，在一个封闭系统中，内能的改变可以通过热传递和做功来实现，且内能的改变量等于热量和做功的代数和。
六、热力学第二定律1.热力学第二定律指出：在一个热力学过程中，热量总是自发地从高温物体传递到低温物体，不可能自发地从低温物体传递到高温物体。
2.该定律说明了热传递的方向性，即热量的传递总是从高温物体向低温物体进行。
综上所述，物质的内能与状态变化涉及内能的概念、内能的改变、物态变化与内能的关系、热量与内能的关系、热力学第一定律和热力学第二定律等内容。
掌握这些知识点有助于深入理解物质在不同状态变化过程中的能量变化规律。
习题及方法：1.习题：一个质量为2kg的铁块，温度为300K，放入一个温度为100K的环境中，求铁块的内能变化量。
改变内能的两种方式
改变内能的两种方式 做功 热传递
对内
(外界对物 体做功)
对外
(物体对外 界做功)
(物体从外 界吸热)
吸热
放热
(物体对外 界放热)
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
跟内能改变△ 之间的定量关系. 四,功W,热量 跟内能改变△U之间的定量关系. ,热量Q跟内能改变 ---------热力学第一定律
9,热力学第一定律的内容?公式?正负号的确定? 热力学第一定律的内容?公式?正负号的确定? 热力学第一定律的内容 内容:一个系统, 内容:一个系统,内能增量等于外界向它传递的 热量与外界对它所做功之和
改变内能的两种方式
1.功和内能 功和内能 2.热和内能 热和内能 3,热力学第一定律 ,
一,复习引入: 复习引入: 1,什么是物体内能?影响物体内能的因素有哪些? ,什么是物体内能?影响物体内能的因素有哪些? 理想气体的内能有什么特点? 理想气体的内能有什么特点? 热运动的分子动能和分子势能之和 物体里所有分子热运动 物体里所有分子热运动的分子动能和分子势能之和 叫物体的内能 微观因素:分子个数;分子的平均动能;分子间的距离 微观因素:分子个数;分子的平均动能; 宏观因素:物质的量;温度; 宏观因素:物质的量;温度;体积 特别说明:物体的内能是有物体的状态决定的. 特别说明:物体的内能是有物体的状态决定的. 内能是状态量 2,怎样改变物体的内能?(哪两种方式?) ?(哪两种方式 ,怎样改变物体的内能?(哪两种方式?) 做功和热传递
8,做功和热传递的关系? ,做功和热传递的关系?
联系:做功和热传递改变物体的内能是等效的. 联系:做功和热传递改变物体的内能是等效的 等效的.
一定数量的功与确定数量的热相对应------热功当量 热功 卡 焦耳/卡 焦耳 区别:改变物体内能的实质不同 区别: 做功:内能与其它形式能相互转化的过程; 做功:内能与其它形式能相互转化的过程; 功是能量转化的量度" "功是能量转化的量度" 热传递:是内能在不同物体间的转移过程. 热传递:是内能在不同物体间的转移过程. 热量是内能转移的量度" "热量是内能转移的量度"
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两者联系：
1、在国际单位制中两者单位相同。
2、热功当量：J =4.2焦/卡.
(5)焦耳测定热功当量实验
例题:
1、质量相等的氢气和氧气,温度相同,不考虑分子间的势能, 则: （B） A.氧气的内能较大; B.氢气的内能较大; C.两者内能相等; D.氢气分子的平均动能较大. 2、下列说法中正确的是: （A，C） A.做功和热传递是改变物体内能的两种不同的物理过程; B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的,因此对物体做 功就是对物体传热; C.热量是在热传递中,从一个物体向另一个物体或物体一部 分向另一部分转移的内能的多少; D.高温的物体具有热量多,低温的物体具有热量少; E.冷和热的物体混合时,热的物体把温度传给冷的物体,最后 温度相同.
三.物体的内能
物体里所有分子的动能和势能的总和,物体内能的多 少跟物质的量及物体的温度和体积有关,物体的内能 和物体的机械能是不同的,要加以区别.内能是一个宏 观量.
练习:在相同的温度下,完成下列填充
1.氢气分子的平均动能---------氧气分子的平均动能 氢气分子的平均速率--------氧气分子的平均速率 2.1000C水分子的平均动能------- 1000C水蒸气分子的平均 动能. 分子势能呢? 00C冰分子的平均动能------- 00C水 分子的平均动能.分子势能呢?
四.五物体的内能. 内能的变化.热 和 功
四:分子的动能势能和内能
一.分子的动能
分子运动 存在分子动能 分子运动无规则
分子运动速 分子平均 动能 率统计学的 规律 1.分子动能:分子由于运动而具有的能量,每个分子的动能各不相 同,大量分子的动能才有意义,物体内分子动能的平均值称为分子 的平均动能,温度是分子平均动能大小的标志. 说明:分子动能从微观上看与分子的个数和平均动能有关, 分子动能从宏观上看与物体的质量,摩尔质量和温度有关.
二.分子的势能
地面上的物体,由于与地球相互作用 发生弹性形变的弹簧, 相互作用 分子间相互作用 分子势能 重力势能 弹性势能
2.分子势能:分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能.
说明(1)如果r>r0分子势能随r增大而增大,这与弹簧拉伸相似;
如果r<r0,分子势能随r减小而增大这与弹簧压缩相似;r=r0势 能最小. (2)一个物体的体积改变,分子势能也随改变,因此分子势能 和它的体积有关.
4、对于下列物体内能的议论，正确的有（ D ）
A.0°C的水比.0° C的冰内能大。 B.物体运动的速度越大，则内能越大。 C.水分子的内能比冰分子的内能大。 D.100克.0° C的冰比100克.0° C的水内能小。 5、某系统在初状态具有内能J焦耳，在外界对它做了J/2 焦耳的功后，它放出J/5焦耳的热量，系统在这一过程中 内能的增量是多少焦耳？ （0.3J）
小结本课
作业
1、整理课堂笔记。 2、资料上相关练习。
3.下列说法正确吗? A.物体所有分子 的动能的总和=物体的动能 B.速度快的分子速度慢的分子温度低 C.温度高物体中的分子运动速度大于温度低的 物体中的分子运动速度. 4.10Kg500C水分子的平均动能------1Kg500C的分子平均动 能 10Kg500C水分子的平均势能------- 1Kg500C的分子平均势能 10Kg500C水的内能------- 1Kg500C的水的内能 10Kg500C水的内能------- 10Kg500C的水蒸气的内能
气体膨胀温度降低的实验。
(2)用功来量度内能的改变。做功可以改变物体 的内能，对物体做的功越多，物体的内能增加 得越多，物体对外做的功越多，物体的内能减 小得也越多，所以，我们可以用功来量度内能 的变化。这样内能的单位跟功相同，也是焦耳。 如果对物体做了2焦的功，物体的内能会增加2 焦。
其实各种形式的能，都可以用功来量度，因此 国际单位制规定：各种形式的能的单位都是焦 耳。
(3)小结
做功能改变物体的内能。并且对物体做功时， 有机械能转化为内能，物体内能增加。物体 对外做功时，有内能转化为机械能，物体内 能减少。
(4)热传递也可以改变物体的内能
• 两者区别:
⑴做功改变内能:实质上是其它形式的能和内 能之间转化. ⑵热传递:实质上是各物体 间内能的转移.⑶做功和热传递在改变内能效 果上是等效的.
10Kg00C水的内能------- 10Kg00C的冰的内能
第五节 做功和内能的改变
• (一) 教学目的 • 使学生知道做功可以改变物体内能的一 些事例；知道可以用功来量度内能的改 变，能用做功和内能改变的关系来解释 摩擦生热等常见的物理现象。 • 热传递改变物体的内能 (二)教具 压缩空气引火器，机械能转化热能演示器 ，无色玻璃瓶，橡胶瓶塞，打气筒等。
(三)教学过程 1. 复习提问 (1)什么叫做物体的内能? (.进行新课 (1)对物体做功，物体的内能会增大。
演示实验：压缩空气引火实验
组织学生议论实验现象说明了什么
列举其他事例 归纳学生所举事例，得出对物体做功，物 体的内能就会增大。 做功能不能使物体的内能减小 ? (2)物体对外做功时，本身的内能会减小。
3、关于物体内能,下列说法中正确的是: （A，C） A.手感到冷时,搓搓手就会感到暖些,这是利用做功来改变物体 内能; B.将物体举高或使它们的速度增大,是利用作功来使物体内能 增大; C.阳光照晒衣服,衣服的温度升高,是利用热传递来改变物体内 能的; D.用打气筒打气,筒内气体变热,是利用热传递来改变物体的内 能.