1、第二十講 內能與能量轉化【知識要點】一、內能1.概念物體內部大量做熱運動的粒子具有的能叫做內能,物質的內能是指物體內所有粒子做無規則運動的動能和分子勢能的總和.2.內能的決定因素(1內能與溫度的關系:溫度越高,粒子的無規則運動越劇烈,它的動能就越大.所以當物體的溫度升高時,物體內所有粒子的動能的總和就增加,物體的內能就增大.(2物體內能的大小還與物體的質量和形態有關.質量不同的兩個鐵球,溫度相同時,每個分子的平均動能和勢能大小一樣,大鐵球分子個數多,總的能量就多,可見物體的內能大小與物體的質量有關.一塊0的冰全部化成0的水時,質量和溫度都沒變,但由于分子間的距離和分子間的作用力都改變,所以分子

2、勢能改變.可見物體的內能還與物質形態有關.二、改變內能的兩種方式1.做功(1對物體做功,可以使物體的內能增加.物體對外做功,本身的內能會減少.(2實質:通過做功改變物體的內能,實質上是其他形式的能與物體的內能相互轉化的過程.對物體做了多少功,就有多少其他形式的能轉化為內能;物體對外做了多少功,就有多少內能轉化為其他形式的能.可見功可以用來量度內能改變的多少.2.熱傳遞(1熱傳遞也可以改變物體的內能.(2實質:熱傳遞的實質是內能從高溫物體傳遞到低溫物體,或者內能從同一物體的高溫部分傳遞到低溫部分的過程.(3條件:不同物體之間或一個物體的不同部分之間,只要存在溫度差,就會發生熱傳遞,并一直持續到溫

3、度相同為止.(4熱傳遞的形式:熱傳遞有熱傳導,對流和熱輻射三種形式,熱傳導時,物體內各部分的物質不發生移動;產生對流時,物體內各部分之間物質會流動,這主要發生在氣體與液體中;熱輻射不需要介質,如太陽的光和熱傳至地球就是通過熱輻射的方式.(5在熱傳遞中,傳遞能量的多少叫做熱量,熱量也可以用來量度內能的變化,用符號表示.熱量的單位與能量的單位相同,也是焦(,物體溫度升高時吸收的熱量,物體溫度降低時放出的熱量.注意:熱量只是伴隨著熱傳遞的過程出現的,而不是物體本身具有的,所以要說成“吸收”或“放出”熱量，而不能說成“具有”或“含有”熱量.3做功與熱傳遞，這兩種方法對改變物體的內能是等效的.三、熱值相

4、同質量的不同燃料完全燃燒時放出的熱量不同,我們用熱值表示燃料的這種特性.1某種燃料完全燃燒時放出的熱量,叫做這種燃料的熱值,如果用表示燃料的熱值,表示燃料的質量,則完全燃燒時放出的熱量.其中的單位是,的單位是的單位是. 在一般情況下,使用燃料時,不可能使燃料完全燃燒,故放出的熱量少于根據熱值算出的數值.四、動能和勢能1.能量：一個物體能夠做功，這個物體就具有能（量），能量的單位是焦耳。2.動能：物體由于運動而具有的能。動能的大小與物體的質量和速度有關，物體質量越大，運動速度越快，其動能也就越大。3.勢能可分為重力勢能和彈性勢能。（1）重力勢能是指物體由于被舉高而具有的勢能。它與物體的質量和物體

5、被舉高的高度有關，質量越大，被舉得越高，勢能越大。（2）彈性勢能：物體由于發生彈性形變而具有的勢能，彈性形變越大，物體的勢能就越大。五、機械能1機械能：動能和勢能的總和，叫機械能。2機械能守恒定律：動能和重力勢能可以相互轉化，而且在轉化過程中，如果不受阻力。機械能的總量保持不變。3物體的動能和彈性勢能也可以相互轉化。重要提示：在動能和勢能的相互轉化時，若有“物體勻速下落”或“物體在運動過程中有發熱”或“物體表面粗糙”或不提“物體表面光滑”等字樣時，均有部分機械能轉化為內能，從而使機械能不守恒。六、能量的相互轉化1.各種形式的能量有：電能、熱能、化學能、生物能，機械能（包括動能和勢能）、光能、太

6、陽能、水能、風能，原子核能、地熱能、潮汐能等。2.能量的相互轉化實質上是能量的轉移和轉化過程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“獲得能量”。能量的轉化普遍存在，如動能轉化為勢能，化學能轉化為電能，生物能轉化為勢能，電能轉化為光能和熱能等。3.做功是表示能量轉化的多少。4.做功的兩個要素：一是：作用在物體上的力；二是：物體在力的方向上通過了一段距離。5.功的定義：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。6.功的公式：W=F·S（功=力×距離），F：作用在物體上的力； S：物體在F方向上通過的距離。7.功的單位：焦耳，簡稱為“焦”，符號為“J”，1焦耳=1牛·米8

7、.功率是表示物體做功快慢的量。（能量轉化的快慢）W t 9. 功率的定義：物體在單位時間里完成的功叫功率。 10.功率的公式：P = ，P = F。11.功率的單位：瓦特，簡稱“瓦”，符號“W”單位之間的換算關系：1瓦=1焦秒，1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。重要提示：功率大小是由W與t共同決定的，做功多的物體不一定功率大。【典型例題】例1.對于同一物體,下列說法中正確的是( A.物體的內能較大時,溫度一定較高B.物體的內能增大時,分子運動一定更劇烈C.物體的溫度不變時,物體的內能一定不變 D.物體的溫度升高時,分子運動一定更劇烈例2.下列實例中,屬于用熱傳遞方法改變物體內能的是( A地

8、球外援石塊,墜入地球的大氣層灰飛煙滅流星B.涼雞蛋泡在熱水中溫度升高C兩手相互摩擦，手心發熱 D.鋸木頭時，鋸條變得燙手例3.下列哪些過程，是通過做功改變了物體的內能( A.用力拉木塊使之沿光滑斜面向上運動 B.用打氣筒打氣后筒壁發熱C.用太陽灶加熱壺里的水 D.汽車剎車后輪胎發熱例4.關于溫度,熱量,內能的關系,下列說法中正確的是( A.物體吸收熱量,溫度一定升高,內能一定增加B.物體溫度升高,不一定吸收熱量,但內能一定減小C.物體放出熱量,溫度一定降低,內能一定減小D.物體溫度降低,一定放出熱量,但內能不一定減小例5.將一鐵塊放在爐子里加熱一段時間后,下列物理量不發生變化的是( A.內能

9、B.溫度 C.密度 D.比熱容例6.關于燃料的熱值，下列說法中正確的是（ ）A燃料的熱值越大，燃燒時達到的溫度就越高.B燃料的熱值越大，燃燒時放出的熱量就越大.C燃料燃燒越充分，則燃料的熱值就越大.D燃料的熱值與燃料的質量及燃燒情況無關.例7.將熱水和冷水混合成溫水的過程中,若不計熱量損失,下列四種說法中熱水放出的熱量等于冷水吸收的熱量,熱水減少的內能等于冷水增加的內能,熱水的比熱容等于冷水的比熱容,熱水降低的溫度等于冷水升高的溫度,正確的說法有.( A. B. C. D. 例8.冬天人們用嘴往手上呵氣，手感到暖和，這里用 的方式 改變手的內能；用雙手互相摩擦，同樣使手感到暖和，這是用 的方式

10、改變手的內能的.例9.（1）風吹著帆船航行，風對帆船做了功.（2）急流的河水把石頭沖走，水對石頭做了功.（3）運動著的鋼球打在木塊上，把木塊推走，鋼球對木塊做了功.類似例子你還能說出幾個嗎？（4）你能根據上面的例子總結出什么樣的物體具有動能嗎？（5）進一步通過實驗研究動能的大小跟哪些因素有關系，如圖10-1-1所示，讓鋼球從斜面上滾下，打到一個小木塊上，推動木塊做功.讓同一個鋼球從不同高度滾下，看哪次木塊被推得遠.換用質量不同的鋼球，讓它們從同一高度滾下，看哪個鋼球把木塊推得遠.（1）物體由于 而能夠做功，它們具有的能量叫做 .一切運動的物體都具有動能.（2）鋼球的質量越大，它運動的速度 ，把

11、木塊推得 ，對木塊做的功越多，表示鋼球的動能越大，因此運動物體的速度 ，質量 ，動能就越大.（3）質量相同的物體，運動的速度 ，它的動能越大；運動速度相同的物體，質量 ，它的動能也越大.例10.動能和勢能的轉化（1）如圖10-1-4所示的滾擺在由最高點往下滾動過程中其動能、勢能如何變化？在下降過程中，越轉越 ，它的重力勢能越來越 ，動能越來越 ，重力勢能轉化為 ；滾擺上升過程中，越轉越 ，重力勢能越來越 ，動能越來越 ，動能轉化為 .（2）如圖10-1-5所示的單擺在左右擺動過程中，動能、勢能又是如何變化？小球從A點擺向最低點B時，位置越來越 ，重力勢能 ，動能 ，重力勢能轉化為 ；從B點擺向

12、C點時，小球上升，位置升高，動能 ，重力勢能 ，動能轉化為 .（3）從斜坡上滾下的小球其動能、勢能怎樣變化？木球與彈簧片碰撞過程，（圖10-1-6甲乙），木球速度從大逐漸減小至零，彈簧片形變從零逐漸增大，彈性勢能 ，木球的 轉化成彈簧片的 .在彈簧片恢復原狀的過程中（圖10-1-6乙丙）木球的速度又從零逐漸增大，動能 ，而彈簧片彈性形變從大逐漸減小到零，彈性勢能 ，彈簧片的彈性勢能轉化為木球的 .【經典練一、 綜合知識題1.在地理探究課中，宋軍同學為了測量在陽光直射下地球表面每平方厘米每分鐘得到多少熱量，他設計了一個探索性的實驗，取一個橫截面積為3的不高的圓筒，筒內裝有水0.6，正午時間讓太陽垂直照射20以后，測得水溫從20升高到30.請你幫他算一下，地球表面每平方厘米每分鐘得到的熱量是多少？2學習熱學知識后，兩位同學設計了一測定液化氣熱值的實驗：取500水放入鍋中，用溫度計測得水的初始溫度為20，讀出液化氣表的示數為12.560.然后用液化氣給水加熱，當溫度計的示數為90，液化氣表的示數為12.563時，(kg·,1m3某種氣體燃料完全燃燒時所放出的熱量叫做該種氣體燃料的熱值(1求實驗過程中水吸收的熱量Q;(2他們用水吸收的熱量Q和液化氣表的示數差(即所用液化氣的體積,根據計算出了液化氣的熱值.請回答這個實驗方案是否可行?并說明理由.3、把質