13.2 内能（解析版）

第十三章 内能 第2 节 内能 1 会用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 2 知道热传递可以改变物体的内能。 3 知道热量的概念和单位。 4 知道做功可以使物体的内能增加或减少的一些事例。 一、内能的概念及影响因素： 1 内能： （1）定义：构成物体的所有分子，其热运动的 分子动能 与 分子势能 的总和，叫做物体的内能。 （2）单位：焦耳（符号：） （3）特点：任何物体在任何情况下都有内能。 （物体的内能不可能为0） 2 影响物体内能大小的因素： ①温度；②质量；③材料；④存在状态； （1）同一物体，温度升高，内能一定增加； （2）同一物体，内能增加，温度不一定升高：（晶体在熔化的过程中） （3）其他条件不变的情况下，物体吸收热量，内能增加，放出热量，内能减少。 3 内能与机械能的区分： （1）内能：微观（分子动能+分子势能）； （2）机械能：宏观（动能+势能）； 二、改变内能的方法： 1 改变物体内能的方法： 做功 和 热传递 ； （1）做功：内能和其他形式的能（主要是机械能）的相互 转 换 的过程。 （2）热传递：内能从一个物体 转移 到另外一个物体。 2 热传递和热量： 1 定义：热传递是热量从 高温物体 传到 低温物体 或从同一物体高温部分传到低温部分的过程。 学习目标 1 预习导学 02 （自发进行时是从高温物体转移到低温物体，人为干预时可以实现从低温物体转移到高温物体） 2 热量： （1）定义：在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。 （2）符号：Q； （3）单位：热量的单位是焦耳，单位符号：。 3 热传递过程中能量的变化： （1）热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少； （2）低温物体吸收热量，温度升高，内能增加； 4 注意： ①在热传递过程中，是内能在物体间的转移，能的形式并未发生改变； ②在热传递过程中，若不计能量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量； ③因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度，所以在热传递过程中，高温物体降低的温度不一定等于低温物 体升高的温度；（温度的变化量不一定相等） ④热传递的条件： 存在温度差 。如果没有温度差，就不会发生热传递。 做功和热传递改变物体内能上是等效的。 5 热量和能的区分： （1）热量：热量是变化量，是内能的转移量；（热量是一个过程量） 只能说“吸收热量”或“放出热量”等，不能说“含”、“有”、“含有”热量等。 “传递温度”的说法也是错的。 （2）能：能是一个状态量； 知识点一：内能 【探究重点】 1、构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。 2、单位：焦耳（）。各种形式能量的单位都是焦耳。 3、特点： （1）一切物体在任何情况下都有内能，无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块，都具有内能。 （2）在物体的质量、材料、状态相同时，温度越高，内能越大。 【例题精讲】（2021•昆明）小明家有两口轻重不同的铁锅，长期使用的过程中发现：把菜倒入火辣辣的锅中，如 果 探究提升 03 用重的那口，火力依旧，很适合“爆炒”；如果用轻的那口，火力大减，立刻就变得“温吞吞”的。这是因为重 的 那口锅，内能较 ，温度降低得较 的缘故。 【答】大；慢。 【思路点拨】内能的大小与物体的温度、质量、状态有关。 【解析】把菜倒入火辣辣的锅中，如果用重的那口，适合“爆炒”是因为其内能较大，放入菜后温度降低的较慢。 故答为：大；慢。 【点评】本题考查物体内能的知识，难度不大。 【巩固训练】（2022•雅安）如图是海波和蜡烛的熔化图像， 图线表示的是蜡烛的熔化曲线，海波在熔化过程 中吸热，内能 （填“增加”“减小”或“不变”）。 【答】乙；增加 【解析】由题图像可知，甲图线在熔化时温度保持不变，而乙图线在整个加热过程中温度不断升高，所以甲图 线是海波（晶体）的熔化曲线，乙图线是蜡烛（非晶体）的熔化曲线：海波在熔化过程中吸收热量，内能不断 增加。 故答为：乙；增加。 知识点二：改变内能的两种方式 【探究重点】 1、热传递可以改变物体的内能 （1）热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。 （2）热传递实质：内能的转移。 （3）热传递条件：物体之间存在温度差。 （4）热传递方向：热量从高温物体向低温物体传递或从同一物体的高温部分向低温部分传递。 （5）热传递过程中，物体吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。 （6）注意事项： ①热传递是传递热量（内能），而不是传递温度。 ②物体内能改变，温度不一定发生变化。 2、做功可以改变物体的内能 （1）对物体做功，物体内能会增加。即机械能转化为内能。 （2）物体对外做功，物体内能会减少。即内能转化为机械能。 3、热传递与做功改变物体的内能是等效的。 （1）热传递是内能的转移。 （2）做功是其他形式的能和内能的相互转化。 【例题精讲】（2023•衡阳）今年“五一”小长假，很多人去南湖公烧烤。烤肉时，香气四溢属于 现象， 表明分子在不停地做无规则运动；炭火烤肉是通过 的方式增大肉的内能（选填“做功”或“热传递”）； 木炭在燃烧过程中将 能转化为内能。 【答】扩散；热传递；化学 【思路点拨】扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动；改变内能的方法有两个：做功和热传递； 燃料燃烧将化学能转化为内能。 【解析】香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；炭火烤肉，肉吸收热量，用热传递的方式增大 肉的内能；木炭在燃烧过程中将化学能转化为内能。故答为：扩散；热传递；化学。 【点评】本题考查了扩散现象、改变内能的方法、能量的转化，属于基础题。 【巩固训练】（2022•福建）如图是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的 艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能 ，温度升高，达到艾绒的着火点。 【答】做功；增大 【解析】封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火 点，使艾绒燃烧起来。故答为：做功；增大。 1．（2023•无锡模拟）下列关于各节日我们常吃的美食，说法正确的是（ ） ．清明节——两个青团很容易粘到一起，是因为组成青团的材料分子间没有斥力 B．腊八节——腊八粥加热后粥香四溢，说明温度越高，分子运动越剧烈 ．中秋节——雪月饼的温度为0℃，说明它的内能为零 D．春节——用水将饺子煮熟，是通过做功的方式改变了饺子的内能 强化训练 040 【答】B 【解析】．两个青团很容易粘到一起，是因为组成青团的材料分子间有引力，也有斥力，故错误；B．腊八粥 加热后粥香四溢，说明分子的无规则运动快慢与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，故B 正确；．一切物 体都有内能，雪月饼的温度为0℃，说明它的内能不为零，故错误；D．改变物体内能的方式有两种：做功和 热传递，用水将饺子煮熟，饺子吸收热量，温度升高，内能增大，通过热传递的方式改变饺子的内能，故D 错 误。故选：B。 2．（2023•金水区模拟）下列关于热现象的说法正确的是（ ） ．热量有可能自发地从内能小的物体向内能大的物体传递 B．50℃的水不一定比20℃的水具有的热量多 ．一个物体吸收了热量，它的温度一定升高 D．改变物体内能的方式只有热传递 【答】 【解析】、内能小的物体，可能温度高，所以它可能将热量传递给内能大的物体，故正确；B、热量是物体在 热传递过程中改变的内能的多少，物体本身不含有热量，故B 错误；、一个物体吸收了热量，它的温度不一定 升高，例如：晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变，故错误；D、改变物体内能的方式有热传递和做功， 故D 错误。故选：。 3．（2023•大连模拟）下列实例中，通过热传递的方式改变物体内能的是（ ） ．锯木头，锯条升温 B．折铁丝，铁丝升温 ．晒太阳，身体升温 D．搓手掌，双手升温 【答】 【解析】 、锯条锯木头，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变物体内能，故不符合题意； B、来回弯折铁丝，铁丝发热，是利用做功来改变物体内能的，故B 不符合题意； 、晒太阳时，太阳的内能传递给人，使人的内能增加，温度升高，属于通过热传递的方式改变物体的内能，故 符合题意； D、搓手掌是相互摩擦做功，机械能转化为手的内能，是通过做功的方式增加了物体的内能，故D 不符合题意。 故选：。 4．（2023•南山区模拟）爆米花是将玉米放入铁锅内，边加热边翻动一段时间后，“砰”的一声变成玉米花。下 列说法正确的是（ ） ．锅对其做功，使其内能增加 B．玉米粒主要通过与铁锅间的热传递，使其内能增加 ．米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能不变 D．米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能增加 【答】B 【解析】 、玉米爆开前通过热传递增加内能，不是做功改变内能，故错误； B、玉米爆开前，玉米粒主要通过与铁锅间的热传递，使其内能增加的，故B 正确； 、玉米内的水蒸气膨胀对外做功，内能会减少，故错误； D、米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，在此过程中要对外做功，玉米粒内能会减少，故D 错误。 故选：B。 5．（2023•天心区校级模拟）关于内能及其改变，下列说法正确的是（ ） ．热传递过程中，内能大的物体放出热量 B．一杯茶的温度越高，含有的热量越多 ．冬天搓手变暖是通过热传递使手的内能增大 D．神舟十四号飞船返回舱下落过程中温度升高，是通过做功的方式增加其内能的 【答】D 【解析】 、热传递过程中，温度高的物体放出热量，故错误。 B、热量是一个过程量，不能说物质含有多少热量，故B 错误。 、冬天搓手变暖是通过克服摩擦做功使手的内能增大，故错误。 D、神舟十四号飞船返回舱下落过程中克服与空气的摩擦做功，一部分机械能转化为内能，使得返回舱的温度 升高，是通过做功的方式增加其内能的，故D 正确。 故选：D。 6．（2023•顺德区三模）关于下面四幅图的说法正确的是（ ） ．甲图：活塞压缩空气，硝化棉燃烧，此过程与热机的压缩冲程原理相同 B．乙图：瓶内空气推开瓶塞，内能减少，瓶口出现的白雾是汽化现象 ．丙图：该实验下瓶中气体为空气或二氧化氮均能表明气体间可以发生扩散现象 D．丁图：悬挂重物不能把两块铅块分开，说明分子间存在引力，没有斥力 【答】 【解析】 、图甲所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对 其做功，使得空气的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能的过程，与内燃机的压缩冲程相类似，故 正确； B、乙图中，瓶内空气推开瓶塞，内能减少，瓶口出现的白雾是水蒸气遇冷液化现象，故B 错误； 、丙图中，上方的二氧化氮气体密度大，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，可能是扩散现象，但也可能 是重力的作用，不能表明气体间可以发生扩散现象，故错误； D、图中两个压紧的铅块能吊起钩码而不分开，是由于分子间存在引力，但也有斥力，故D 错误。 故选：。 7．（2023•官渡区二模）中医是中国古代科学的瑰宝，也是打开中华文明宝库的钥匙，下列说法错误的是（ ） ．图甲中“艾灸”时闻到浓浓的艾草药香是扩散现象 B．图乙中“刮痧”时皮肤温度升高是通过热传递方式改变了物体内能 ．图丙中“拔火罐”时玻璃罐能“吸附”在皮肤上是大气压的作用 D．图丁中“针灸”的针头做得比较尖是为了增大压强 【答】B 【解析】、闻到浓浓的艾草药香，这说明药香分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象，故正确； B、“刮痧”时皮肤温度升高，通过做功的方式改变物体的内能，故B 错误； 、拔火罐使用时，先把酒精在罐内烧一下，罐内空气受热排出，此时迅速把罐扣在皮肤上，使罐内气体温度升 高，等到罐内的空气冷却后压强降低，小于外面的大气压，外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，所以这是 由于大气压强引起的，故正确； D、“针灸”的针头做得比较尖，是在压力一定时，通过减小受力面积增大压强，故D 正确。 故选：B。 8．（2023•宽城区模拟）如图所示，小洋购买了一个恒温杯垫给饮品加热。当杯和杯垫热传递停止时，说明它俩 具有相同的（ ） ．温度 B．热量 ．比热容 D．内能 【答】 【解析】发生热传递的条件是存在温度差，当杯和杯垫热传递停止时，说明它俩具有相同的温度；故正确、BD 错误。故选：。 9．（2023•雁塔区校级模拟）《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业全书，蕴含了大量的物理知识。下面 对书中四个场景的描述正确的是（ ） ． 如图所示，“场中打稻”中通过摔打的方法能将稻粒从稻秆上打落下来是因为稻粒 具有惯性 B． 如图所示，“六桨客船”中划水的船桨对水的作用力改变了客船的运动状态 ． 如图所示，“北耕兼种”中耩对绳的拉力和绳对耩的拉力是一对平衡力 D． 如图所示，“炒蒸油料”中在热锅中翻炒的目的是通过做功的方法改变油料的内能 【答】 【解析】、当摔打稻秆时，稻秆由静止变为运动，而稻粒由于惯性继续保持原来的静止状态，所以能将稻粒从 稻秆上打落下来，这是利用稻粒的惯性，故正确；B、划水时船桨对水有向后的作用力，由于力的作用是相互 的，同时水对船桨也有向前的作用力，正是水对船桨向前的作用力使船的运动状态发生了改变，故B 错误；、 如图所示，“北耕兼种”中耩对绳的拉力和绳对耩的拉力是作用在不同物体上，因而不是一对平衡力，故错误； D、“炒蒸油料”中在灶台上炒油料时，油料从锅体上吸收热量，是通过热传递增加了油料的内能，故D 错误。 故选：。 10．（2023•潍坊三模）勤劳智慧的景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图所示。以牛角作套筒，木质推杆 前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗。手推杆 入筒的过程中，筒内密封气体的（ ） ．密度不变 B．内能增大 ．分子数增加 D．分子动能减小 【答】B 【解析】封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，分子动能增加， 气体体积减小，因为是封闭的气体，质量不变，所以分子数不会增加； 由ρ＝ 可知，筒内密封气体的密度变大。 故选：B。 11．（2023•广州二模）下列关于内能、热量、温度的说法中正确的是（ ） ．夏天用电风扇吹风使人感到凉快，是因为电风扇可以减小空气的内能 B．物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能 ．内能增加，一定是物体吸收热量 D．其他条件相同时，1kg 水一定比1kg 冰的内能大 【答】D 【解析】、夏天用电风扇吹风，加快了空气流动，促进了汗液的蒸发，由于蒸发是吸热的，所以人感到凉快， 不是因为电风扇可以减小空气的内能，故错误； B、任何物体都有内能，0℃的物体有内能，故B 错误； 、内能增加，可能是物体吸收热量，也可能是外界物体对它做功，故错误； D、内能的大小与物体的质量、温度、状态等有关，其他条件相同时，1kg 水一定比1kg 冰的内能大，故D 正确。 故选：D。 12．（2023•西城区二模）下列四个事例中，属于利用热传递方式改变物体内能的是（ ） ．用锯条锯木板，锯条温度升高 B．用暖水袋捂手，手变暖和 ．用打气筒打气，打气筒筒壁发热 D．在砂轮上磨刀，火星四溅 【答】B 【解析】、锯木板时锯条发烫，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故错误； B、用暖水袋捂手，手变暖和，属于热传递改变物体的内能，故B 正确； 、用打气筒打气，克服摩擦力做功，打气筒筒壁发热，属于做功改变物体的内能，故错误； D、在砂轮上磨刀，火星四溅，属于做功改变物体的内能，故D 错误。 故选：B。 1．（2023•连云港）下列事例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（ ） ．古人钻木取火 B．冬天双手摩擦取暖 ．一杯热水慢慢变凉 D．人从滑梯滑下臀部发热 【答】 【解析】、钻木取火是摩擦生热，机械能转化为内能，属于做功改变物体内能，故错误；B、冬天双手互相摩 擦，手会发热，是通过做功方式改变了手的内能，故B 错误；、一杯热水慢慢变凉，即热水放出热量，这是通 过热传递改变物体内能的，故正确；D、人从滑梯滑下臀部发热，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是通 过做功改变了物体的内能，故D 错误；故选：。 2．（2023•营口）关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（ ） ．温度高的物体含有的热量多 B．物体吸收热量，温度一定升高 ．气体膨胀对外做功，自身内能会减少 D．热传递过程中，温度从高温物体传递给低温物体 【答】 【解析】、热量是一个过程量，不能说含有，故错误； B、物体吸收了热量，温度可以不变，比如晶体熔化时，不断吸收热量，但温度不变，故B 错误；、气体膨胀 对外做功后，自身的内能减小温度降低，故正确；D、热传递过程中热量是从温度高的物体传递到温度低的物 体物体，传递的不是温度，故D 错误。 故选：。 3．（2023•青海）“起火烧水”是利用热传递的方式改变物体内能的，下列与之相同的是（ ） ．擦燃火柴 B．围炉烤火 ．钻木取火 D．搓手取暖 【答】B 【解析】起火烧水”是利用热传递的方式改变物体内能的；、擦燃火柴，是通过克服摩擦做功的方式增加火柴 的内能，故不符合题意；B、围炉烤火，人吸收热量，是通过热传递的方式改变内能的，故B 符合题意；、钻 木取火，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故不符合题意；D、用“搓手”的方法取暖， 机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D 不符合题意。故选：B。 4．（2023•黑龙江）以下关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是（ ） ．物体内能增大，温度一定升高 B．物体温度升高，一定吸收了热量 ．物体温度升高，内能一定增大 D．物体内能增大，一定吸收了热量 【答】 【解析】．物体内能增大，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸热内能增加，但温度不变，故错误； B．物体温度升高，内能增大，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故B 错误； ．同一物体，质量不变，物体温度升高，内能一定增大，故正确； D．物体内能增大，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故D 错误。 故选：。 5．（2023•金昌）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧 起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是（ ） ．活塞对筒内气体做了功 B．筒内气体温度降低 ．筒内气体的内能不变 D．气体的内能转化为活塞的机械能 【答】 【解析】、活塞下压挤压空气，压缩空气体积，对空气做了功，故正确； BD、下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、温度升高，当温度 升高达到棉花的着火点时，筒内棉花燃烧起来，故BD 错误。 故选：。 6．（2023•郴州）下列关于物体的温度和内能