九年级物理全册 第十三章 内能 13.2 内能(基本技能+基本能力+思维拓展)(含详解)(新版)新人教版

13.2 内能1．内能(1)分子动能：运动的物体具有动能，同理，运动的分子具有动能，分子由于做无规则运动具有的能叫做分子动能。

(2)分子势能：弹簧形变时具有势能，相互吸引或排斥的分子也具有势能，由于分子间有相互作用力，而使分子所具有的能叫分子势能。

(3)内能：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。

①“构成物体的所有分子”的含义，是指所研究物体内部的全部分子，而不是该物体内部的一部分分子。

②“总和”的含义，这里的总和指的是该物体内部全部分子所具有的动能和全部分子具有的势能之和。

(4)内能是能量的一种形式，内能的单位是焦耳。

(5)内能与温度的关系①一切物体，不论温度高低，都有内能．．．．．．．．．．．．．．．．。

因为一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，所以物体的内能不能为零。

②同一物体，在相同物态下温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。

谈重点内能的大小同一个物体，在相同物态下它的温度越高，分子无规则运动的速度越大，因此分子的动能变大，导致物体内部分子动能和势能的总和增加。

例如，一个铁块在烧红时的内能比它冷却时的内能大。

对于内能与温度的关系不能错误地理解为温度越高的物体内能越大，内能的大小除了与温度有关，还与其他因素有关。

内能的概念较难理解，我们得出物体具有内能时使用了什么方法？类比法！我们可以将运动的分子和具有动能、势能的物体进行类比，得出分子具有动能和势能。

运动的物体具有动能，运动的分子具有动能；自由下落的物体和地球相互吸引，物体具有势能，相互吸引的分子具有势能，被压缩的弹簧的各部分相互排斥，弹簧具有势能，相互排斥的分子具有势能。

【例1－1】物理学中把“物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能”，请你根据这个意思，结合所学知识，下列判断正确的是( ) A．同一物体温度越高，物体内能越小B．同一物体温度越低，物体内能越大C．温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越大D．温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越小A×同一物体温度越高，物体内能越大B×同一物体温度越低，物体内能越小C√温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越大D×温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越大【例1－2】下列关于物体内能的说法中正确的是( )A．物体运动速度越大，内能越大B．静止的物体没有动能，但有内能C．内能和温度有关，所以0 ℃的水没有内能D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大错解：A、C、D正解：B错解分析：误以为物体的内能与物体的运动速度有关，容易错选A；误以为0 ℃的物体没有内能，容易错选C；误以为温度是决定内能大小的唯一因素，容易错选D。

正解分析：一切物体在任何温度下都具有内能，物体内能的大小与物体的运动速度、被举高的高度无关。

答案：B2．热传递与物体内能的改变(1)热传递：使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，这个过程叫做热传递。

释疑点热传递发生的条件两个物体或同一物体的不同部分之间存在温度差．．．，如果温度相同就不会发生热传递。

(2)热传递改变物体内能的实质：能量的转移。

发生热传递时，能量从高温物体转移到低温物体，或者从同一个物体的高温部分转移到低温部分。

(3)热量①定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。

②热量的单位：焦耳，简称焦，用符号J表示。

③热传递过程中，高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。

物体放出或吸收的热量越多，它的内能改变越大。

辨误区对热量的理解热量是反映热传递过程中，内能转移多少的物理量，它是一个过程量，用“吸收”或“放出”来描述，而不能用“含有”或“具有”来描述，所以物体含有热量的说法是错误的。

【例2－1】在下列过程中，属于通过热传递使物体内能减少的是( )A．用天然气烧水，水温不断升高B．用打气筒打气，气筒壁发热C．装入暖水瓶内的开水过一段时间会变凉D．用锯条锯木头时，锯条发热A×水的温度升高，内能增加B×气筒壁的温度升高，内能增加C√暖水瓶内的开水放出了热量，温度降低，内能减少D×锯条温度升高，内能增加【例2－2】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．质量大物体含有的热量比较多C．热量总是从含有热量多的物体传递到含热量少的物体D．热量总是从高温物体传递到低温物体A、B、C×物体含有热量的说法是错误的D√发生热传递时，热量从高温物体传递到低温物体3．做功与物体内能的改变(1)改变物体内能的两种途径：热传递和做功。

(2)做功和物体内能的改变：对物体做功，物体的内能会增大；物体对外做功，本身的内能会减小。

(3)做功改变物体的内能，实质是内能和其他形式能之间的转化。

(4)做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，即一个物体的内能发生了改变，除事先知道外，人们是无法判断是用哪种途径使其内能发生改变的。

【例3－1】下列现象中哪一个是通过做功让物体的内能增加的( )A．两手相互摩擦，手的温度升高B．用煤气炉给水加热C．用灌了热水的热水袋取暖D．冬天太阳下的人会觉得温暖解析：A√做功使手的内能增加B×热传递使水的内能增加C×热传递使水的内能减少D×热传递使人体表面温度升高，内能增加答案：C【例3－2】将薄壁金属桶固定在桌子上，里面放入酒精，用塞子塞紧。

宏俊同学把一根绳子在管外绕几圈后，迅速来回拉动，发现了如图所示的现象。

下列说法中错误的是( )A．来回拉动，克服摩擦做功，使桶的内能增加B．桶内的酒精蒸汽膨胀对塞子做功，转化为塞子的机械能C．人拉动绳子做功，机械能转化为内能D．蒸汽对塞子做功，机械能转化为内能解析：蒸汽对塞子做功，内能转化为机械能。

答案：D4．影响物体内能大小的因素(1)温度：同一物体的状态不变时，温度越高，物体内能越大。

(2)质量：相同温度的同种物质，物体的质量越大，分子的个数越多，内能越大。

(3)状态：同种物体的温度、质量不变时，状态改变，内能改变。

(4)物质种类：物体的质量、温度和状态相同，物质不同，内能不相同。

析规律决定物体内能的因素温度不是决定物体内能大小的唯一因素，千万不要仅凭一个因素得出错误的结论。

5．内能与机械能的比较内能和机械能的定义、影响因素都不相同，所以它们是两种不同形式的能量，其区别和内能机械能概念物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和宏观物体所具有的能量产生原因分子运动、分子间相互作用物体运动、被举高、弹性形变影响因素温度、质量、状态、种类等质量、速度、高度、弹性形变大小等影响机械能的因素都是物体外观或是整体的外在因素，属于看得见的宏观条件，所以我们说，机械能与整个物体的机械运动情况有关。

内能的大小与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，是看不见的微观因素。

因此分析物体的内能时，要看物体内部分子的情况。

所以，内能是不同于机械能的另一种形式的能。

6．内能、热量与温度的关系内能、热量、温度是热学中三个重要的物理量，它们之间既有区别又有联系。

(1)它们的区别：①内能是能量的一种形式。

内能是一个状态量，通常用“具有”来描述，但不同物体间不能比较内能的大小。

②热量是反映热传递过程中，内能转移多少的物理量，它是一个过程量，用“吸收”或“放出”来描述，而不能用“含有”或“具有”来描述。

③温度是用来反映物体冷热程度的物理量，两个不同状态间可以比较温度的高低，温度是不能转移和传递的。

(2)它们的联系：①内能与温度：一个物体不论温度高低，都有内能，当它的温度变化时，它的内能也会变化，但是一个物体的内能变化时，其温度不一定变化，如晶体熔化时，内能增大，但温度却不变化；②热量与温度：物体的温度发生变化，可能是由于吸收或放出热量引起的，也可能是做功引起的；物体吸收热或放出热量，其温度也不一定变化；③内能与热量：对某个物体而言，它吸收或放出热量时，其内能一定会增加或减少，但物体的内能增加或减少，不一定是吸收或放出了热量。

【例4】仔细观察图中甲、乙、丙三杯水，下列说法中正确的是( )A．甲杯中水的内能最大B．乙杯中水的内能最大C．丙杯中水的内能最大D．乙、丙杯中水的内能一样大解析：甲杯中水和丙杯中水相比，温度相等，丙杯中水的质量大于甲杯中水的质量，丙杯中水的内能大于甲杯中水的内能；乙杯中水和丙杯中水的质量相等，丙杯中水的温度大于乙杯中水的温度，故丙杯中水的内能大于乙杯中水的内能，所以丙杯中水的内能最大。

答案：C【例5－1】关于物体的内能，下列说法正确的是( )A．物体运动得越快，内能越大B．物体举得越高，内能越大C．物体运动得越快，举得越高，内能越大D．物体温度越高，内能越大解析：在分析物体内能大小时，应注意物体的内能与若干个因素有关，即物体的质量、温度、状态等，与物体的运动速度和举起的高度无关，物体的速度和举起的高度影响的是机械能，而机械能与内能是两种不同形式的能。

对于同一物体，温度越高，内能越大，所以答案选D。

答案：D【例5－2】关于内能和机械能，下列说法中正确的是( )A．机械能很大的物体，其内能一定很大B．物体的机械能减小时，内能一定减小C．物体的内能为零时，机械能可以不为零D．物体的机械能为零时，内能不为零解析：内能和机械能是两种不同形式的能量，它们之间可以相互转化，但内能并不随着机械能的变化而变化。

物体的机械能可以为零，内能不能为零，因为分子在永不停息地做无规则运动。

答案：D【例6－1】关于温度、热量、内能，以下说法正确的是( )A．物体的温度越高，所含的热量越多B．0 ℃的冰没有内能C．一个物体吸收热量时，温度不一定升高D．一个物体吸收热量时，物体的温度一定升高解析：热量是一个动态的物理量，它是物体在热传递过程中吸收或放出热量的多少，离开热传递，说一个物体含有热量的多少是错误的，所以A是错误的。

一切物体在任何温度下都具有内能，所以B错误。

物体吸收热量使物体的内能增加，可以是分子的动能增加，也可以是分子势能的增加。

在物态变化过程中的晶体的熔化和液体的沸腾过程中，物体要吸收热量，但物体的温度不变，这时物体的内能增加主要表现在内部分子势能的增加，因此选项C 正确，选项D不正确。

答案：C【例6－2】下列对温度、内能、热量三者关系的理解，正确的是( )A．物体吸收热量，温度一定升高B．物体温度升高，一定是吸收了热量C．物体温度不变，就没有吸热或放热D．物体内能增加，可能是外界对物体做功造成的解析：物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，如冰熔化时吸热，但温度不变，故A错；物体温度升高，内能增加，既可能是吸收了热量，也可能是对物体做了功，故B 错；晶体熔化时温度不变，但要吸收热量，故C错；物体内能增加，可能是外界对物体做功造成的，也可能是物体吸热造成的，故D正确。