1.2内能和能量
流体力学中的流体流动的能量转换

流体力学中的流体流动的能量转换流体力学是研究流体(包括液态和气态)运动规律和性质的一门学科。
而流体流动的能量转换则是研究流体在流动过程中能量的转变和转移。
在流体力学中,能量转换是一个关键的概念,它涉及到热能、动能和势能等形式的能量。
1. 动能转换在流体流动中,动能的转换十分常见。
当流体流动起来时,它具有一定的动能,这是由于流体的质量和速度决定的。
而动能的转换可以分为以下几个方面。
1.1 流体的加速和减速当流体从一个区域加速流过另一个区域时,动能会发生转换。
例如,在管道中液体流速逐渐增加,这时动能会从管道某一部分转移到另一部分。
同样地,当流体从高速区域流向低速区域时,动能也会进行转换。
1.2 流体的旋转运动流体还可以通过旋转产生动能的转换。
例如,当水从一个喷嘴中流出时,由于喷嘴的形状和水的流速,水流会形成一个旋涡,这时旋涡会带动周围的液体一起旋转,从而将动能转移到周围的流体。
1.3 流体的振荡当流体发生振荡时,动能也会转换。
例如,在波浪中,水流会随着波浪的起伏而上下运动,这时动能会从水流向周围媒质进行转移。
2. 势能转换除了动能转换外,流体流动中还存在着势能的转换。
势能是流体所具有的位置相关的能量。
2.1 重力势能转换流体在垂直高度变化的情况下,重力势能会转化为动能或压力能。
例如,当液体从一个高处倾泻而下时,它会具有较高的位置,这时重力会将其势能转化为动能或压力能。
2.2 弹性势能转换在某些情况下,流体流动中还存在弹性势能的转换。
例如,在压力蓄能器中,通过流体的压力改变来储存和释放弹性势能。
3. 内能转换在流体流动过程中,还存在着内能的转换。
内能是由于分子热运动而导致的流体所具有的能量。
3.1 热能转换当流体内部存在温度差时,热能会通过传导、对流和辐射的方式进行转换。
例如,当水受热时,其分子热运动增加,内能也相应增加,这时热能会从热源传递到周围流体中。
3.2 输运过程中的内能变化在流体输运过程中,也会伴随着内能的变化。
高中物理能量守恒知识点

高中物理能量守恒知识点引言简述能量守恒定律在物理学中的核心地位强调掌握能量守恒对于理解物理现象的重要性一、能量守恒定律的基本概念1.1 能量的定义描述能量的不同形式:机械能、内能、电能等解释能量的转换和传递1.2 能量守恒定律的表述提供能量守恒定律的标准表述讨论能量守恒在封闭系统中的适用性二、能量守恒在不同系统中的运用2.1 孤立系统解释孤立系统的特征通过实例展示能量守恒在孤立系统中的应用2.2 封闭系统对比封闭系统与孤立系统分析封闭系统中能量守恒的特殊情况2.3 开放系统描述开放系统的能量交换讨论能量守恒在开放系统中的表现形式三、能量守恒与物理定律的关系3.1 与牛顿运动定律的关联讨论能量守恒与动量守恒的关系通过实例展示两者在物理问题中的综合运用3.2 与热力学定律的联系简述热力学第一定律与能量守恒的关系讨论热力学第二定律对能量转换方向的限制四、能量守恒在物理习题中的应用4.1 基础习题提供基础的能量守恒问题详细分析解题步骤和思路4.2 进阶习题介绍更复杂的能量守恒问题讨论解题策略和技巧4.3 实验案例描述能量守恒在物理实验中的应用分析实验数据,验证能量守恒定律五、能量守恒在现代科技中的应用5.1 在工程技术中的应用举例说明能量守恒在机械设计中的重要性讨论能量守恒对提高能源利用效率的作用5.2 在环境科学中的应用讨论能量守恒在环境影响评估中的作用分析可再生能源开发中能量守恒的应用5.3 在宇宙学中的应用简述能量守恒在宇宙学研究中的重要性讨论宇宙尺度下能量守恒的特殊性结语总结能量守恒定律的核心知识点强调能量守恒在物理学习和实际应用中的重要性。
第三章 热力学第一定律 内能

M
RdT
又
A
V2 V1
PdV
P (V2
V1 )
M
R(T2 T1 )
13
伴随整个过程的热量
Q
U2
U1
M
R(T2
T1 )
M
CV (T2
T1 )
M
R(T2
T1 )
定义定压摩尔热容 Cp :
CP
(Q ) P
M dT
可得 CP CV R 称为迈耶公式.
CP
CV
R
i 2
R
R
i2 2
T
M
CV (T2 T1 )
等压 P=常量 V 常量
T
M
CP
(T2
T1
)
等温 T=常量 PV 常量
PV 常量
M RT ln V2 或
V1
M RT ln p1
p2
绝热 dQ=0 V 1T 常量
0
P 1T 常量
0
P(V2 V1 )或
M
R(T2
T1 )
M RT ln V2 或
V1
M RT ln p1
7
• 功的图示:
A=
V2
V1
PdV
由积分意义可知,功的大小等于
P
P—V 图上过程曲线P=P(V)下的
面积。
1
比较 a , b下的面积可知,
2 功的数值不仅与初态和末态有
关,而且还依赖于所经历的中
间状态,功与过程的路径有关。
V
(功是过程量)
8
传递热量也使系统状态改变,但是要通过分子无规则运 动传递能量,称为微观功. 热力学系统在一定状态下有一定的内能. 内能的改变量只决定于初末两个状态,与所经过程无关. 或者说内能是状态的单值函数.
1.2 内能和热量 课件(共27张PPT) 物理教科版九年级上册

同学们再见!
授课老师:
时间:2024年9月15日
对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,本身内能减少
不变 内能的转移
改变 机械能与内能相互转化
热量的多少
做功的多少
热传递和做功改变物体内能是等效的
生活中我们可以使用哪些燃料?
该如何分类?
固体燃料
液体燃料
气体燃料
木炭、煤等
汽油、酒精等
煤气、天然气等
四、燃烧:放出热量
(1)1kg的干木柴和10kg的干木柴在同样燃烧时,放出的热量是否相同?(2)1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同?(3)相同条件下,1kg干木柴和1kg煤,哪一种燃料能烧开更多的水?
1.概念:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
2.单位:焦耳(J)
二、物体的内能
机械能
内能
注:内能是不同于机械能的另一种形式的能
动能
重力势能
弹性势能
速度
高度
弹性形变
分子动能
热运动
分子势能
相互作用
想一想
静止在水平地面上的足球,有无机械能和内能?
动能为零重力势能为零
温度升高
内能减少Biblioteka 内能增加能量转移捂热水袋
1.物质内所有分子的动能和分子间相互作用的势能总和,叫作物体的内能。
2.一切物体都具有内能。
3.内能与温度、质量、状态有关。
【归纳与小结】
请尝试列举让一段50 cm的铁丝温度升高方法有哪些?
1. 用火焰加热 2. 太阳晒 3. 用手搓 4. 用手焐 5. 在地上摩擦 6. 用锤子敲击 7. 反复弯折 8. ……
3.温度、热量、内能的区别
九年级物理上册第一章同步练习1.2内能和热量 第二课时热量与热值

1.2 内能和热量第二课时热量与热值知识点1热量1.关于热量,下列说法中正确的是( )A.热量表示物体热的程度B.热量表示热能的多少C.热量表示物体冷热程度的变化D.热量表示物体在热传递过程中内能改变的多少2.关于热传递和热量,下列说法中正确的是()A.温度高的物体含有的热量一定多B.质量较大的物体含有的热量较多C.热量总是从含有热量多的物体传递到含有热量少的物体D.热量总是从高温物体传递到低温物体3.通常所说的“热”包含有内能、热量、温度三种含义,请指出下面“热”的含义。
(1)摩擦生热:________。
(2)天气很热:________。
(3)吸热升温:________。
知识点2探究物体吸收或放出的热量4.在探究“水吸收的热量与水的质量和水升高的温度是否有关”的实验中,是______________________________________。
(2)比较第________这三次实验,可以探究水吸收的热量与水的质量是否有关。
(3)第3、4、5这三次实验,是探究水吸收的热量与________________是否有关。
(4)通过实验可得出结论:水吸收的热量与________和__________________有关。
知识点3热值及其计算5.关于燃料的热值,下列说法中正确的是()A.燃料的热值与质量有关B.燃料的热值与燃料是否容易燃烧、燃烧条件无关,只与燃料种类有关C.热值大的燃料燃烧时效率高D.固体燃料的热值一定小于液体燃料的热值6.汽油的热值是4.6×107 J/kg,其物理意义是_________________________________________________________________,完全燃烧________g汽油所放出的热量为2.3×106 J。
7.酒精的热值为3.0×107J/kg,则当酒精用去一半后,剩余部分的热值为____________J/kg。
教科版九年级物理上册一课一练1.2内能和热量(word版,含答案解析)

教科版九年级物理上册一课一练1.2内能和热量一、单项选择题(共15小题;共30分)1. 下列属于热量单位的是A. 牛顿()B. 帕斯卡()C. 瓦特()D. 焦耳()2. 关于物体的内能,以下说法中正确的是:A. 运动的物体有内能,静止的物体没有内能B. 质量相同的的水和冰具有相同得内能C. 温度相同的同种物质,分子个数越多,物体内能越大D. 内能与温度有关,所以物体温度在以下时没有内能3. 关于温度、热量、内能以下说法正确的是A. 物体吸收热量,物体的温度一定升高B. 物体的温度越高,物体所含的热量越多C. 物体的温度为,物体的内能也为零D. 温度相同的两个物体之间不能发生热传递4. 下列实例中,属于做功改变物体内能的是A. 锯木头时的锯条温度升高B. 加入冰块的饮料温度降低C. 倒入热牛奶的杯子温度升高D. 放入冷水中的热鸡蛋温度降低5. 关于热量的概念,下列说法正确的是A. 热量是表示物体含热的多少B. 温度高的物体具有的热量多C. 物体温度升高了,一定是物体吸收了热量D. 热量是热传递过程中物体吸收或放出热的多少6. 如图所示的事例中,属于内能转化为机械能的是A.来回拉动绳子,铜管内的水变热B.水沸腾时,蒸汽冲开壶盖C.锯木头时,锯条发烫D.两手相互摩擦,手发热7. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是A. 物体的温度越高,所含热量越多B. 物体的内能增大可能是吸收了热量C. 高温物体把温度传递给低温物体D. 温度高的物体,内能一定大8. 我们餐桌上常见的美食都包含有物理知识,下列说法正确的是A. 蒸包子时看到的腾腾热气是汽化现象B. 红烧排骨香气四溢说明分子在做无规则运动C. 番茄炒蛋是通过做功的方式使番茄和蛋的内能增加D. 煲鸡汤时,当汤沸腾以后,把炖汤的火调小是为了降低汤的温度9. 下列物理量中,单位不是焦耳的物理量是A. 功B. 内能C. 功率D. 热量10. 如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是A. 由滑梯上滑下,臀部会有灼热感B. 搓手取暖。
内能教学中须澄清的“一定”与“不一定”

内能教学中须澄清的“一定”与“不一定”作者:洪从兵来源:《中学物理·初中》2015年第03期内能是初中物理的难点之一,主要是难在内能、热量、温度三者变化的关系上,不少学生经常混淆这三个概念,理不清它们之间的区别与联系.要突破这一难点,澄清一些似是而非的认识是教学的关键.1 内能、热量与温度三者之间的关系1.1 内能与热量内能是由物体的“状态”决定的,这里的“状态”不仅是指组成物体的物质状态,还包括物质的种类、物体的质量及温度.物体的“状态”确定,物体的内能也随之确定.要使物体的内能发生变化,可以通过热传递和做功两种方式来完成.而热量是热传递过程中的特征物理量,热量只是反映物体在“状态”变化过程中所转移的能量,是用来衡量物体内能变化的,有过程,才有变化,才涉及热量的问题.就物体的某一“状态”而言,仅有“内能”,根本不存在什么“热量”,因此不能说一个物体含有“多少热量”.1.2 内能与温度温度是物体内部大量分子做无规则热运动剧烈程度的标志,对某一物体而言,温度越高,分子无规则运动越剧烈,物体内部所有分子动能和分子势能的总和就越大,物体的内能就越大.1.3 热量与温度热量是物体内能变化的量度,是过程量;而温度是反映分子热运动剧烈程度的,与物体的某一“状态”相对应.虽然热传递的前提条件是两个物体之间要有温度差,但传递的是能量而不是温度.热传递不仅可使物体的温度发生变化,还可使物质的状态发生变化,在物质状态变化中,传递给物体的热量并没有使物体的温度发生变化,因此不能说“物体吸收的热量越多,温度变化一定越大”.热量、温度之间虽有一定的联系,但它们是完全不同的两个物理量.2 三者变化时的“一定”与“不一定”2.1 物体吸热时内能不一定增加,物体放热时内能不一定减少如果物体吸收热量的同时消耗内能对外做功,则物体的内能不一定增加.物体内能的变化情况取决于吸收热量与对外做功的大小关系,若吸收的热量大于对外所做的功,则内能增加,若吸收的热量等于对外所做的功,则内能不变,若吸收的热量小于对外所做的功,则内能减少.同样,物体放热的同时,如果外界对它做功使它的内能发生改变,物体的内能也不一定减少.物体内能的变化情况取决于放出热量与外界对它做功的大小关系,若放出的热量大于外界对它所做的功,则内能减少,若放出的热量等于外界对它所做的功,则内能不变,若放出的热量小于外界对它所做的功,则内能增加.2.2 物体内能增加时不一定吸热,物体内能减少时不一定放热因为改变物体内能的方式有热传递和做功两种,而且两种方式对改变物体内能是等效的.所以物体内能增加的原因可能是从外界吸热,也可能是外界对物体做功.所以,物体内能增加时不一定吸热.同样,物体内能减少时不一定向外界放热,也可能是对外界做功.所以,物体内能减少时不一定放热.2.3 物体温度升高时内能一定增加,物体温度降低时内能一定减少物体内部所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能,当物体的温度升高时,分子无规则运动加剧,所有分子动能的总和增加,所以物体的内能一定增加.需要指出的是,“物体的温度越高,物体内能就越大”这种说法是错误的,因为物体的内能除与温度有关外,还与种类、状态及物体的质量有关,不同物体之间内能的比较不能仅仅比较温度.这里所说的“物体的温度升高,内能一定增加”是指的同一物体.同样,当物体的温度降低时,物体的内部分子无规则运动剧烈程度降低,所有分子动能的总和减少,所以物体的内能一定减少.2.4 物体的内能增加时温度不一定升高,物体的内能减少时温度不一定降低因为物体的内能与物质的种类、状态及物体的质量等因素均有关,当物体的温度不变,而物质的状态发生变化时,物体的内能也要发生改变.如一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时,尽管温度没有改变,但冰要从外界吸热,或外界要对冰做功,所以冰的内能增加了.同样当0 ℃的水结成0 ℃的冰时,要向外界放出热量,冰的内能减少了,但温度不变.所以,物体的内能减少时温度不一定降低.2.5 物体吸热时温度不一定升高,物体放热时温度不一定降低一块0 ℃的冰吸收热量熔化成0 ℃的水时,尽管吸收了热量,但其温度不变;另外物体从外界吸收热量的同时消耗内能对外做功,它的温度也不一定升高.所以,物体吸热时温度不一定升高.同样,当一杯0 ℃的水向外界放出热量凝固成0 ℃的冰时,尽管向外界放出了热量,但其温度不变.所以,物体放热时温度不一定降低.2.6 物体温度升高时不一定吸热,物体温度降低时不一定放热当外界对物体做功时,物体的温度也可能升高.如反复弯折铁丝,弯曲处温度升高,温度升高的原因是外界对物体做功,而物体并没有从外界吸热,所以,物体温度升高时不一定吸热.同样,物体消耗了内能对外做功时,温度也会降低.如水烧开时,水蒸气将壶盖顶起,水蒸气对壶盖做功,消耗了水蒸气的内能,水蒸气的温度降低.所以,物体温度的降低时并不一定放热.总之,在内能的教学中,教师应牢牢抓住以上这些“一定”和“不一定”,要让学生知其然,更要知其所以然,让学生真正理解这些物理量的内涵及相互关系,并围绕这些难点进行全面的辨别和相应的习题训练,让学生借助一些特殊的“反例”,来真正理解其中的道理,只有这样,才能达到预期的教学效果.。
物体的内能与热量

物体的内能与热量在物理学中,内能和热量是两个重要的概念。
内能是物体所具有的能量的总和,包括分子和原子的动能和势能。
热量则是指物体之间传递的能量,当物体之间存在温度差异时,热量会从高温物体传递到低温物体。
一、内能的概念和计算内能是物体所具有的能量的总和,包括物体的分子和原子的动能和势能以及其他宏观微观粒子的能量。
内能的计算公式为:E = K + U其中,E表示内能,K表示动能,U表示势能。
动能可以分为平动动能和旋转动能。
平动动能是物体由于直线运动而具有的能量,公式为:Kt = 1/2 * m * v^2其中,m为物体的质量,v为物体的速度。
旋转动能是物体由于旋转而具有的能量,公式为:Kr = 1/2 * I * w^2其中,I为物体的转动惯量,w为物体的角速度。
势能可以分为重力势能和弹性势能。
重力势能是物体由于位于高度而具有的能量,公式为:Ug = m * g * h其中,m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度。
弹性势能是物体由于形变而具有的能量,公式为:Us = 1/2 * k * x^2其中,k为弹性系数,x为物体的形变程度。
二、热量的传递和计算热量是指物体之间传递的能量,当物体之间存在温度差异时,热量会自高温物体传递到低温物体。
热量的传递方式包括传导、传热和辐射。
传导是指物体之间的接触传热,其中热量的传递方式有导热和对流。
导热是指物体内部的分子通过碰撞传递热量,而对流则是指液体或气体的分子通过自然对流或强制对流传递热量。
传热是指物体之间通过直接或间接的热传递方式传递热量。
直接传热包括对流、辐射等,间接传热通过传热介质如水、空气等介质传递热量。
辐射是指通过电磁波传递热量,不需要介质传递热量。
热量的计算公式为:Q = m * c * ΔT其中,Q表示热量,m表示物体的质量,c表示物体的比热容,ΔT表示物体的温度变化。
三、内能和热量的关系内能和热量之间存在一定的关系。
当物体吸收热量时,其内能会增加;当物体放出热量时,其内能会减少。
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1.做功
2.热传递
3.燃烧放热
1.热值:
2.物理意义:
3.定义式:
课时分配
2课时
教材分析
内能是贯穿本章教学的一条主线,是本章知识的中心,同时又是在学习机械能的基础上安排的教学内容,内能又是学生以后学习热力学知识的重要基础,从知识系统上,本节知识有承上启下的作用,从知识与生活的关系看,内能是学生生活必备的一个内容;
学情分析
九年级的学生有一定的知识准备:已经学过功和机械能;方法上学生有一定的探究能力,明确探究的基本程序;思维上学生已由具体形象思维向抽象思维过度。有较强的学习理解能力。所以在教学设计中药引导学生经历知识形成的过程,自己发现知识,利用训练加深学生对知识的理解;充分利用学生已有知识进行知识迁移,利用实验解决学生思维与知识对思维要求的矛盾,实现知识从形象平稳过度到抽象理解上去;
②条件:物体间存在温度差;
③方向:热量自发地从高温物体传递到低温物体;
④结果:高温物体内能减小,低温物体内能增加,持续到物体的温度相同为止,即不再有温度差;
注意:热传递传递的是热量,而不是传递温度,更不是传递某种热的物质;热传递是热量自发地从高温物体传递给低温物体,而不是从内能多的物体传递给内能少的物体;
3.通过对比演示实验或自主探究,知道物体温度越高,分子的运动越剧烈。
3.情感态度与价值观
1.认识到内能以及内能的改变与人类的生活、生产息息相关,基友普遍性,提高利用内能为人类服务的社会意识。
重点难点
重点:认识到一切物体都具有内能,正确建立内能的概念;
难点:正确理解内能和热值的概念和掌握燃烧放热的计算;
新课教学
1.内能
1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的分子动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。内能是一种能量,只能说“具有”。
2.单位:焦耳( )
3.特点:一切物体(物体一定有内能,但是不一定有机械能),不论温度高低,也不论运动还是静止,都具有内能。即任何物体的任何情况下都具有内能。
4.影响内能大小的因素:
4.定义式: ;气体燃料燃烧常用: ;
5.能量转化:化学能转化为内能;
4.相关书本知识
1.实验探究:温度对扩散现象的影响【P7】把两滴蓝墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,比较两杯水中墨水扩散的快慢,你能得出什么结论?
板书设计
§1.2内能与热量
1.内能
1.定义:
2.单位:
3.特点:
4.影响因素:
2.做功可以改变物体的内能
①对物体做功,物体的内能增加。即机械能转化为内能;
②物体对外做功,物体的内能会减小,即内能转化为机械能;
说明:
①做功和热传递是改变内能的两种方式;
②两种方式实质不同:做功是其他形式的能和内能之间的相互转化,而热传递是内能的转移;
③两种方式改变物体内能是等效的;
注意:
①做功不一定使物体的内能发生变化。做功是否会引起物体内能的改变,要看物体消耗的能量是否转化为了物体的内能;如举高物体时,做功消耗的能量变成了物体的重力势能,未转化为物体的内能,所以物体内能没有改变;
1.热值:为了描述燃料的燃烧特性,我们把燃料完全燃烧放出的热量 与燃料质量 的比,叫做燃料的热值;
2.物理意义: 某种燃料完全燃烧放出的热量;单位: 或 。如干木材的热值为: ( 干木材完全燃烧放出的热量为 )
3.热值是燃料的一种特性,不同的燃料油不同的热值。同一种燃料的热值与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧,放出的热量多少均无关。
(1)同一个物体,温度越高,内能越大;
(2)温度一定时,物体的质量越大,内能越大;
(3)质量一定时,物体的体积越大,内能越大;
(4)同一物质。状态不同时,所具有的内能也不同;
2.改变物体内能的两种方式:做功和热传递
1.热传递可以改变物体的内能
①定义:温度不同的物体互相接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低的过程;
②物体温度升高,内能一定增加,但是内能增加温度不一定升高;
③温度的变化可以改变一个物体的内能;物体吸收或放出热量,它的内能可能改变,但是它的温度不一定改变;
④内能的表达方式只能用“具有”进行描述;热量的表达方式用“吸收”或“放出”描述;
⑤内能可以为零,但是内能不能为零,因为一切物体都具有内能;
3.燃烧:放出热量
课题
第2节 内能和Biblioteka 量教学目标1.知识与技能
1.知道分子运动和温度的关系;
2.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系;
3.认识内能和机械能的区别;
4.理解燃料热值的概念和掌握燃烧放出热量的计算;
5.知道改变内能的两种方式。
2.过程与方法
1.通过探究、观察和实验的方法找到改变内能的两种方式;
2.类比已经学习到的宏观能量-机械能-物体的动能和势能之和;认识到物体内的微观能量-内能-所有分子动能和分子势能的总和