初中物理同步講義北師大版內能（基礎） 知識講解

PAGE內能（基礎）

責編：馮保國【學習目標】

1、了解物質結構的基本圖像，能用分子相互作用力的知識解釋一些簡單的現(xiàn)象；2、知道什么是擴散現(xiàn)象，會解釋一些簡單的擴散現(xiàn)象；3、知道物體的內能。知道熱傳遞能夠改變物體的內能，知道做功能夠改變物體的內能；4、能簡單描述溫度和內能的關系；5、知道內能與機械能是兩種不同形式的能?！疽c梳理】

要點一、物質結構的基本圖像1、物質是由大量分子組成的常見的物質都是由大量分子組成的，分子的體積非常小。如：草葉上的一顆小露珠就含有1021個水分子。2、分子在不停息地做無規(guī)則運動（1）擴散：兩種不同的物質可以自發(fā)地彼此進入對方的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為擴散現(xiàn)象。（2）熱運動：組成物質的分子處于永不停息的無規(guī)則運動之中。溫度越高，分子的運動越劇烈。3、分子之間存在著相互作用力（1）分子之間的的引力和斥力同時存在，處于正常狀態(tài)的固態(tài)物質分子間的引力與斥力基本平衡，分子在其平衡位置附近振動。（2）物體受到拉伸時，分子間距離變大，分子間引力更為顯著。（3）當物體受到壓縮時，分子間距離變小，分子間斥力作用更為顯著。要點詮釋：1、擴散現(xiàn)象只能發(fā)生在不同的物質之間，同種物質間是不能發(fā)生擴散現(xiàn)象的。例如：冷熱水混合，雖然冷水分子和熱水分子都能彼此進入對方，但不是擴散現(xiàn)象。2、擴散現(xiàn)象是反映分子的無規(guī)則運動的。而灰塵顆粒、大霧中的微粒及煙塵中的微粒等肉眼能觀察到的分子聚合體在外力下的機械運動，都不是擴散現(xiàn)象。3、擴散是人能夠直接觀察或感知到的宏觀現(xiàn)象；分子的無規(guī)則運動是微觀現(xiàn)象，人無法直接觀察。因此不能說“觀察到分子無規(guī)則運動”，或“分子的擴散現(xiàn)象”。4、分子間的引力和斥力的作用范圍是很小的，只有分子彼此靠得很近時才能產(chǎn)生，分子間的距離太大時，分子間的作用力就十分微弱，可以忽略。打碎的玻璃不能吸引在一起，是因為兩塊玻璃碎片不可能相距很近，無法達到引力明顯的距離，所以不能吸引在一起。電焊、氣焊鋼板時，用高溫加熱鋼板，使鋼熔化為鋼水，鋼水中的分子可以自由運動相互靠近，靠引力集結在一起。當鋼水冷卻凝結為鋼塊時，原來分離的鋼板就被“焊接”在一起。要點二、固體、液體和氣體的特征1、固體：固體中，分子彼此靠得很近，有規(guī)律地緊挨在一起，所以固體既有一定的形狀，又有一定的體積。2、液體：液體中，分子只能在一定限度內運動，因而液體沒有確定的形狀，但占有一定的體積。3、氣體：氣體中分子離得較遠，且能自由地沿各個方向運動，因而氣體沒有固定的形狀，也沒有確定的體積。要點三、物體的內能1、內能：（1）分子由于熱運動而具有的能叫作分子動能；分子之間由于存在相互作用的力而具有的能叫作分子勢能。（2）定義：物體內所有分子的分子動能與分子勢能的總和叫作物體的內能。（3）影響內能大小的因素：物體內能的大小，除與溫度有關外，還與物體的體積、狀態(tài)、質量等因素有關。2、改變內能的方式：做功和熱傳遞。（1）外界對物體做功，或者物體從外界吸收了熱量，物體的內能增加，反之，物體的內能將減少。通過做功和熱傳遞這兩種方法都可以改變物體的內能。（2）不同形式的能量（如內能和機械能、化學能和內能）之間可以相互轉化。（3）熱量：物體吸收或放出熱的多少。熱量是一個過程量，一般說吸收或放出“熱量”，而不能說具有“熱量”。要點詮釋：1、一切物體都有內能。2、內能與機械能的區(qū)別：

物體的內能大小與物體內部分子的熱運動以及分子間的相互作用情況有關，是物體能量的微觀表現(xiàn)；物體的機械能則與整個物體的機械運動情況及相對位置有關，是物體能量的宏觀表現(xiàn)。物體的內能在任何情況下都不會為零（因為分子不停地做無規(guī)則運動總有動能），而物體的機械能可以相對為零。所以內能和機械能是兩種不同形式的能量。3、做功和熱傳遞在改變內能上是等效的。做功改變物體的內能，是內能與其它形式的能量之間相互轉化的過程；熱傳遞改變物體的內能是能量轉移的過程。4、熱傳遞：（1）實質：內能（或能量）的轉移。（2）條件：接觸的物體間或物體不同部分存在溫度差。（3）方向：從高溫物體傳遞到低溫物體，或者從同一物體的高溫部分傳遞到低溫部分。（4）結果：等溫。【典型例題】類型一、基礎知識1、甲、乙、丙三幅圖中，能形象地描述氣態(tài)物質分子排列方式的是（）

甲．分子排列規(guī)則，就像坐在座位上的學生。乙．分子可以移動，像課間教室中的學生。丙．分子幾乎不受力的作用，就像操場上亂跑的學生。A．甲B．乙C．丙D．乙和丙【答案】C【解析】氣體分子間距很大，作用力幾乎為零，分子極度散亂，宏觀上無固定的體積，無固定形狀，具有流動性?！究偨Y升華】本題考查物質三種狀態(tài)的微觀特征，要求記住三種不同狀態(tài)分子排列方式的不同特點。2、（?揚州中考）下列現(xiàn)象中，不能用分子動理論解釋的是（）A．走進花園聞到花香B．放入水中的糖使水變甜C．看到煙霧在空中彌漫D．水和酒精混合總體積變小【思路點撥】分子動理論包括：物質是由大量分子構成的，分子在永不停息的做無規(guī)則運動，分子間有間隙；分子間存在著相互的引力和斥力。尤其注意區(qū)分宏觀的機械運動和分子的熱運動。宏觀的機械運動是肉眼可見的，而分子熱運動時肉眼不可見的，但是可以通過宏觀的擴散現(xiàn)象證明。然后將選項逐一進行分析判斷即可?！敬鸢浮緾【解析】A、進入花園聞到花香是因為花香中含有的分子不斷運動，向四周擴散，使人們聞到花香，能用分子動理論解釋，故A不符合題意；B、糖加入水中，水變甜．說明糖分子在永不停息地做無規(guī)則運動，故B不符合題意；C、煙塵雖細小，但也是有由很多分子組成的小顆粒，不是分子，不能用分子動理論解釋，故C符合題意；D、酒精和水混合后的體積變小，是因為分子之間有間隙，能用分子動理論解釋，故D不符合題意；故選C?！究偨Y升華】本分子動理論內容較簡單，但要知道它們各自的現(xiàn)象，特別是分子的擴散現(xiàn)象，本題是一道基礎題。舉一反三：【變式1】下列現(xiàn)象中，能夠說明物體的分子在不停的做無規(guī)則運動的是（）A．水從高處流向低處B．在一杯白開水中放一些鹽，不久整杯水都變咸了C．放在空氣中的鐵器過一段時間生銹了D．房間幾天不打掃就會有一層灰塵【答案】B3、（?鄭州模擬）關于物體的內能，下列說法正確的是（）A．晶體熔化時，吸熱、溫度不變，內能不變B．物體內能增加，一定要從外界吸收熱量C．溫度為0℃的物體沒有內能D．在相同物態(tài)下，同一物體溫度降低，它的內能會減少【思路點撥】（1）內能是物體內部所有分子做無規(guī)則熱運動的動能和分子勢能的總和，物體的溫度越高，內能越大；一切物體都有內能；（2）物體吸熱或溫度升高，內能一定增大；但物體的內能增大，不一定是由物體吸熱或溫度升高引起的；（3）改變物體內能的方式有做功和熱傳遞兩種方式，二者是等效的?！敬鸢浮緿【解析】A、晶體在熔化的過程中吸熱，溫度不變，但內能增加，故A錯誤；B、物體內能增加，可能是從外界吸收熱量，也可能是外界物體對它做了功，故B錯誤；C、一切物體的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動，即一切物體都有內能，故C錯誤；D、在相同物態(tài)下，同一物體溫度降低，它的內能會減少，故D正確，故選D?！究偨Y升華】本題考查的是學生對影響物體內能大小的因素的理解以及內能、溫度與熱量三者之間的關系的掌握，是中招的熱點。舉一反三：【變式】（?昌平區(qū)一模）下列關于內能的說法，正確的是（）A． 0℃的冰塊內能為零B． 溫度低的物體一定比溫度高的物體內能小C． 運動的物體一定比靜止的物體內能大D． 0℃的冰化成0℃的水，內能增加【答案】D4、四只相同規(guī)格的燒杯中裝有水，水量及其溫度如圖所示。關于四只燒杯中水的內能的大小，下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)燒杯中水的內能大于b燒杯中水的內能B．c燒杯中水的內能大于d燒杯中水的內能C．a(chǎn)燒杯中水的內能大于c燒杯中水的內能D．d燒杯中水的內能大于c燒杯中的內能【答案】D【解析】從圖中知，a與b、c與d的質量相同，a與c、b與d的溫度相同，所以d的內能比c多，d的內能比b多，c的內能比a多，b的內能比a多?！究偨Y升華】本題考查了內能的概念和影響內能的因素：溫度、質量、狀態(tài)、材料。舉一反三：【變式】組成某一物體的分子動能大小與該物體的什么因素有關（）A．熱量B．內能C．溫度D．速度【答案】C類型二、知識應用5、0℃的冰完全熔化成0℃的水，體積變小，比較0℃的冰和0℃的水所具有的內能，下列說法中正確的是（）A．它們具有的內能相等B．0℃的冰具有的內能較大C．0℃的水具有的內能較大D．無法確定【答案】C【解析】0℃的水和0℃的冰，溫度相同，分子動能相同，體積不同，分子勢能不同，內能不相等。故A錯誤。冰熔化成水時要吸熱，0℃的水具有較多的內能。故B、D錯誤，C正確?！究偨Y升華】分子動能的大小取決于物體的溫度，分子勢能的大小取決于物體的體積。6、下列現(xiàn)象中，通過熱傳遞改變物體內能的是（）A．反復彎折后，鐵絲的溫度升高B．火車經(jīng)過后，鐵軌的溫度升高C．用火爐燒水，水的溫度升高D．兩手相互搓揉，手掌發(fā)熱【思路點撥】知道改變物體內能的兩種方式，并會在實際應用中判別。【答案】C【解析】A、反復彎折鐵絲時，通過做功把人體的化學能轉化為鐵絲的內能，使鐵絲溫度升高；B、火車經(jīng)過時，通過克服摩擦力做功把機械能轉化為內能，使鐵軌溫度升高；C、用火爐燒水，水吸收熱量，溫度升高，熱量由火轉移到水中，是能量的轉移，是通過熱傳遞來改變水的內能的；D、搓手時，雙手相互摩擦，克服摩擦力做功，機械能轉化成內能，從而使手發(fā)熱，這是通過做功的方式改變內能。【總結升華】本題是考查了改變物體內能的兩種方式，即做功和熱傳遞；判斷哪種方式改變了物體的內能，關鍵是看是能量的轉化還是能量的轉移，發(fā)生能量轉化的是做功的方式，發(fā)生能量轉移的是熱傳遞的方式。舉一反三：【變式1】物體