第二讲 内能

第二讲 内能 运动的物体，具有动能，运动的分子也同样具有动能，我们又知道，构成物质的分子不停地在做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，动能也就越大。除此之外，由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，也即是说它类似于弹性势能，我们把分子的这种势能称为分子势能。

一、内能的概念 1、定义： 定义 微观 宏观 量值

分子的动能 物质的分子永不停息地运动着，运动着的分子所具有的能量 分子永不停息地做无规则运动 与温度有关 永远不等于零

分子的势能 物质的分子由它们的相对位置所决定的能量 分子间存在的相互作用的引力和斥力 与物体的体积有关 可能等于零

物体的内能 物体内所有分子动能和势能的总和 分子永远在运动和分子间存存作用力 与分子数及温度、体积有关 永远不等于零 2、分子动能与分子势能 （1）分子动能 ： 物体内部由分子组成，且在永不停息地做无规则运动，所以分子具有动能。由于运动永不停息，所以内能永不为零。由于运动杂乱无章，速率有大有小，无法准确描述某一个分子运动速率，所以描述其运动快慢、动能大小时可用是否激烈等词语，比较科学的描述是平均速率、平均动能。 温度越高，反映了分子运动更激烈，平均动能越大。温度是分子无规则运动激烈程度的体现，物体分子运动更激烈和物体温度更高，是同一个意思。 （2）分子势能 ： 分子势能是分子间相互作用而产生的能量，反映在分子间作用力大小和分子距离上。当分子间作用力和分子距离发生变化时，宏观上会发生物体物态和体积的变化。但体积变化并不显著，我们往往考虑不多，更多时候，还是从物态去判断分子势能。 （3）在物态变化时，分子势能的变化具有一个特点——突变。例如，0℃的冰化成0℃的水，虽然温度没变，分子动能没变，但由于融化是一个吸热过程，吸收的能量用于增加分子势能，故此，我们说，分子势能是增加的，内能是增加的，而温度不变。

3、影响内能的因素： （1）温度是影响物体内能最主要的因素，同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大，物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。 （2）物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。 （3）物体的内能还和物体的体积有关。存质量一定时，物体的休积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。 （4）同一物质，状态不同时所具有的内能也不同。

4、注意点： (1)内能是指物体的内能，不是分子的内能，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。 (2)任何物体在任何情况下都有内能。 (3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小，不能确定这个物体具有的内能究竟是多少，因为内能是物体的所有分子具有的总能量，宏观量度比较困难 （4）0℃的物体有无内能？ 一切物体都具有内能．一个物体温度越高内能越大．我们易误认为“0℃”的物体没有内能。

二、温度、热量与内能的关系 1、区别： （1）温度是用来表示物体冷热程度的物理量。 （2）内能是物体内部所包含的总能量，即所有分子动能和分子势能的和，物体的内能跟温度的高低、体积大小都有关系。 （3）热量指热传递过程中内能的改变量。因此与内能是一个状态量不同，热量是一个过程量。一个物体有内能，但不能说其具有热量或者含有热量。在热传递过程中物体内能变化的多少只能用热量来表示；

2、联系： （1）物体温度的变化可以改变一个物体的内能。 （2）传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。 （3）物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如晶体熔化时，，内能增加，但温度却保持在0℃不变；同样，物体放出热量时，温度也不一定降低。可以总结为一个物体温度改变了，其内能就一定改变，但内能改变时，其温度不一定改变。

3、概念辨析法区分温度、内能、热量三者的关系： （1）一个物体温度升高了，不一定吸收了热量，也有可能是外界对物体做功，但它的内能一定增加。 （2）一个物体吸收了热量，温度不一定升高，但它的内能一定增加(物体不对外做功)，如晶体熔化、液体沸腾等。 （3）一个物体内能增加了，它的温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水；也不一定吸收了热量，有可能是外界对物体做了功。 （4）物体本身没有热量。只有发生了热传递，有了内能的转移时，才能讨论热量问题。 （5）热量是在热传递过程中，传递内能的多少，是一个过程量，不能说“含有”或“具有”热量。 （6）热量的多少与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。

例1：物体放出热量，它的温度（ A ） A．不一定降低 B．一定不降低 C．一定降低 D．一定不变 例2：夏天小明为了凉快吃了一支冰棒，下列说法中错误的是（ D ） A．冰棒在体内由固态变为液态 B．冰棒在体内分子运动加快 C．冰棒在体内分子的间隙变大了 D．冰棒在体内温度降低 A、冰棒在体内熔化，由固体变为液体，正确但不符合题意； B、冰棒在体内温度升高，分子运动加快，正确但不符合题意； C、冰棒在体内在体内熔化，由固体变为液体，分子的间隙变大了，正确但不符合题意； D、人体温度高于冰棒温度，所以冰棒在体内会吸热，温度升高，符合题意； 故选D． 例3：下列说法不正确的是（ A ） A．温度越高的物体内能一定越大 B．温度越高，物体的分子运动得越快 C．温度越高，液体蒸发得越快 D．温度越高，物质扩散得越快 A、物体内能跟物体的温度、质量、状态有关，只有温度高低不能判断物体内能大小．说法错误，符合题意． B、分子运动速度跟温度有关，温度越高，分子运动越快．说法正确，不符合题意． C、蒸发快慢跟液体的温度、液体的表面积、液体表面上空气流动速度有关．液体温度越高，表面积越大，液体表面上空气流速越大，液体蒸发越快．说法正确，不符合题意． D、扩散现象跟温度有关，温度越高，扩散越快．说法正确，不符合题意． 例4：下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（ Ｂ ） A．0℃的冰可从0℃的水中吸热 B．物体的内能不会为零 C．水的温度越高，所含热量越多 D．100℃水的内能比0℃水的内能大 A、0℃的冰和0℃的水温度相同，不会发生热传递，不符合题意； B、一切物体都具有内能，所以物体的内能不会为零，符合题意； C、热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表达，而不能用“具有”或“含有”来修饰，不符合题意； D、内能的大小跟质量、温度、状态有关，不能仅比较温度的大小来判断内能的大小，不符合题意； 例5：下列关于温度、热量、热运动和内能的相互关系说法中正确的是（D ） A．温度高的物体具有的热量多 B．物体吸收了热量，内能一定增加，温度一定升高 C．物体放出了热量，内能一定减少，温度一定降低 D．物体温度升高，分子热运动加快，内能一定增加 A、热量是一个过程量，只有在热传递过程中，才有热量的吸收和放出．没有热传递过程，是无法谈热量的．不符合题意． B、物体吸收了热量，内能一定增加，内能增加，可能表现在温度升高，也可以表现发生物态变化．不符合题意． C、物体放出了热量，内能一定减少，内能减少，可能表现在温度降低，也可以表现发生物态变化．不符合题意． D、物体在质量、状态一定时，物体温度升高，分子热运动加快，内能一定增加．符合题意． 故选D． 例6：关于物体的内能，下列说法中正确的是（ B ） A．甲物体的温度比乙物体的温度高，甲的内能一定比乙的内能大 B．两物体的温度相同，但它们的内能可能不同 C．1g、0℃的冰与1g、0℃的水的内能相同 D．一个物体的温度不变，它的内能一定不变 A、物体的内能除与温度有关外，还与物体的种类、物体的量、物体的体积有关，温度高的物体的内能可能比温度低的物体内能大，也可能与温度低的物体内能相等，也可能低于温度低的物体的内能，A说法错误； B、两物体的温度相同，但它们的内能因质量不同可能不同，故B说法正确； C、冰和水的温度、质量都相同，但他们的种类不同，所以内能也不相同，故C说法错误； D、晶体熔化吸收热量，温度不变，但内能增大，故D说法错误． 故选B． 三、物体内能的改变方法（做功、热传递） 改变物体内能的两种方式： 1．热传递可以改变物体的内能 (1)热传递：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叫做热传递。 (2)热传递条件：物体之间存在着温度差。 (3)热传递方向：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。 注意： (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)热传递是把内能由温度高的物体传给温度低的物体，不是由内能多的物体传递给内能少的物体。

2．做功可以改变物体的内能 (1)对物体做功，物体的内能会增加。 (2)物体对外做功，物体的内能会减少。

说明：做功和热传递是改变物体内能的两种方式；做功是其他形式的能和内能的相互转化，热传递是内能的转移；两种方式对改变物体内能是等效的。

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。

四、如何区别对物体做功和物体对外做功： 1、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。 （1）对物体做功时机械能转化为内能，则内能增加。 （2）物体对外做功时内能转化为机械能，则物体内能减小。 如向下压活塞时，活塞压缩玻璃筒内空气，对筒内空气做了功(图甲)棉花燃烧表明筒内空气的温度升高了，也就是说，筒内空气的内能增加了，在这一过程中，机械能转化为内能。将一根铁丝快速反复弯折数十次，铁丝弯折处就会发热(图乙)，表明铁丝弯折处的温度升高．铁丝的内能增大，铁丝内能的增大是由于人对铁丝做了功。