2. 类比:如同运动着的物体具有动能一样,做热运动的分子也具有
;如同发生形变的弹簧具有弹性势能一样,分子间也具有
。
物理学中,物体内部所有
与
的总和叫作物体的内能。
思考:0 ℃的物体有没有内能? 静止的物体有没有内能? 为什么?
结论:一切物体都具有
能。
答案:解:
如同运动着的物体具有动能一样,做热运动的分子也具有分子动能;如同发生形变的弹簧具有弹性势能一样,分子间也具有分子势能。
物理学中,物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能。
思考解答:0 ℃的物体有内能,静止的物体也有内能。因为组成物体的分子永不停息地做无规则热运动,且分子间始终存在相互作用的作用力,所以无论物体温度是否为0℃、宏观上是否静止,物体内的分子都具有分子动能和分子势能,因此都具有内能。
结论:一切物体都具有内能。
解析:
【分析】
本题采用类比法理解内能相关概念,解题思路为:1. 利用宏观物体的动能、弹性势能类比分子的能量形式,明确分子动能和分子势能的存在;2. 掌握内能的定义,即物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和;3. 根据分子永不停息的热运动和分子间始终存在的作用力,理解内能的普遍性,进而解答思考问题并得出结论。
【解析】
1. 类比宏观动能:运动的物体具有动能,做热运动的分子也具有分子动能;类比弹性势能:发生形变的弹簧具有弹性势能,分子间存在相互作用力,因此也具有分子势能。2. 内能的定义:物理学中,物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能。3. 思考解答:0 ℃的物体有内能,静止的物体也有内能。因为组成物体的分子永不停息地做无规则热运动,且分子间始终存在相互作用的作用力,所以无论物体温度是否为0℃、宏观上是否静止,物体内的分子都具有分子动能和分子势能,因此都具有内能。4. 结论:一切物体都具有内能。
【答案】
如同运动着的物体具有动能一样,做热运动的分子也具有分子动能;如同发生形变的弹簧具有弹性势能一样,分子间也具有分子势能。物理学中,物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能。思考解答:0 ℃的物体有内能,静止的物体也有内能。因为组成物体的分子永不停息地做无规则热运动,且分子间始终存在相互作用的作用力,所以无论物体温度是否为0℃、宏观上是否静止,物体内的分子都具有分子动能和分子势能,因此都具有内能。结论:一切物体都具有内能。
【知识点】
内能的概念、分子动能、分子势能
【点评】
本题通过类比法直观呈现内能的组成,核心考查内能的定义及普遍性,是热学基础概念题,需区分内能与宏观机械能的不同,明确内能是微观分子的能量总和,与宏观物体的运动状态、温度高低无关。
【难度系数】
0.8
3. 活动探究:观察扩散快慢与温度的关系。
做一做:分别在盛有冷水和热水的两个玻璃杯中各滴入一滴墨水,观察哪一个玻璃杯中的墨水扩散得快。
根据现象进行推理:温度高→扩散
→分子运动
→分子动能
→内能
。
实验结论:物体的温度升高时,物体内所有分子动能的总和就
,物体的内能就
。由此可知,物体内能的大小与物体的
有关。
想一想:内能与机械能有哪些区别。
答案:解:
根据现象进行推理的空缺依次填写:快;剧烈;增大;增大。
实验结论的空缺依次填写:增大;增大;温度。
内能与机械能的区别:
1. 对应运动形式不同:内能是物体内部所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和,对应微观的分子热运动;机械能是物体宏观的动能与重力势能、弹性势能的总和,对应宏观的机械运动。
2. 大小的决定因素不同:内能大小由物体的温度、质量、状态等因素决定;机械能大小由物体的宏观运动速度、所处高度、弹性形变程度等宏观因素决定。
3. 存在特性不同:一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,因此任何物体在任何情况下都具有内能;但物体的机械能可以为零,例如静止在水平地面上、没有发生弹性形变的物体,机械能为零,但其仍然具有内能。
解析:
【分析】
本题围绕扩散快慢与温度的关系展开,先通过墨水在冷水、热水中的扩散实验观察现象,由现象推导分子运动、分子动能及内能的变化规律,再总结内能与温度的关系,最后从多维度区分内能与机械能的概念,核心是结合实验现象理解热学基础概念的联系与区别。
【解析】
1. 实验现象推理:热水中墨水扩散更快,因此温度越高,扩散越快;扩散快说明分子运动更剧烈,分子运动剧烈则分子动能增大,分子动能增大最终导致内能增大,故推理空缺依次填:快、剧烈、增大、增大。
2. 实验结论:物体温度升高时,物体内所有分子动能的总和增大,物体的内能随之增大,由此可知物体内能的大小与温度有关,故结论空缺依次填:增大、增大、温度。
3. 内能与机械能的区别:①对应运动形式不同:内能是物体内部所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和,对应微观的分子热运动;机械能是物体宏观的动能与重力势能、弹性势能的总和,对应宏观的机械运动。②大小的决定因素不同:内能大小由物体的温度、质量、状态等微观因素决定;机械能大小由物体的宏观运动速度、所处高度、弹性形变程度等宏观因素决定。③存在特性不同:一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,因此任何物体在任何情况下都具有内能;但物体的机械能可以为零,例如静止在水平地面上、没有发生弹性形变的物体,机械能为零,但其仍然具有内能。
【答案】
根据现象进行推理的空缺依次填写:快;剧烈;增大;增大。
实验结论的空缺依次填写:增大;增大;温度。
内能与机械能的区别:
1. 对应运动形式不同:内能是物体内部所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和,对应微观的分子热运动;机械能是物体宏观的动能与重力势能、弹性势能的总和,对应宏观的机械运动。
2. 大小的决定因素不同:内能大小由物体的温度、质量、状态等因素决定;机械能大小由物体的宏观运动速度、所处高度、弹性形变程度等宏观因素决定。
3. 存在特性不同:一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,因此任何物体在任何情况下都具有内能;但物体的机械能可以为零,例如静止在水平地面上、没有发生弹性形变的物体,机械能为零,但其仍然具有内能。
【知识点】
分子热运动、内能、机械能
【点评】
本题为热学基础探究题,通过简单实验现象推导分子运动规律与内能的关系,同时区分易混淆的内能与机械能概念,侧重考查基础概念的理解与应用,是初中物理热学部分的核心基础内容。
【难度系数】
0.7
二、热传递
1. 阅读教科书第39页内容,当物体或物体的不同部分之间存在
时,就会发生热传递。当发生热传递时,能量从
处转移到
处,直至
。
答案:解:
温度差
高温
低温
温度相同
解析:
【分析】本题考查热传递的基本概念,解题时需回忆热传递发生的条件、能量转移方向及热传递终止的条件:热传递发生的前提是存在温度差,能量从高温区域向低温区域转移,直到温度一致时热传递停止,据此可填写各空。
【解析】热传递的发生需要物体或不同部分间存在温度差;热传递过程中能量从温度高的高温处转移到温度低的低温处,直至温度相同,热传递不再进行。
【答案】温度差;高温;低温;温度相同
【知识点】热传递的条件;热传递的过程
【点评】本题为热传递相关的基础概念题,侧重考查对热传递基本规律的识记,难度较小,适合巩固基础知识点。
【难度系数】0.9
2. 分析热传递过程。
(1)热传递发生的条件是
;热传递终止的条件是
。
(2)由于热传递,高温物体内能
(选填“增大”或“减小”),低温物体内能
(选填“增大”或“减小”)。热传递是改变物体内能的一种方式。热传递改变物体内能的实质是:内能在物体间
(选填“转移”或“转化”)。
答案:解:
(1)物体之间(或同一物体的不同部分之间)存在温度差;物体间温度相同,不存在温度差
(2)减小;增大;转移
解析:
【分析】
要解决这道题,需回忆热传递的相关基础知识:①热传递的发生需要温度差,无论不同物体间还是同一物体的不同部分,只要存在温度差就会发生热传递;当温度差消失(即物体间温度相同)时,热传递终止。②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;热传递的本质是内能的转移,而非能量形式的转化。
【解析】
(1)热传递发生的前提是存在温度差,即物体之间(或同一物体的不同部分之间)存在温度差;当物体间温度相同,不存在温度差时,热传递停止。
(2)热传递时,高温物体向外放热,内能减小;低温物体吸热,内能增大;热传递改变内能的过程中,内能从高温物体转移到低温物体,实质是内能的转移。
【答案】
(1)物体之间(或同一物体的不同部分之间)存在温度差;物体间温度相同,不存在温度差
(2)减小;增大;转移
【知识点】
热传递的条件、热传递改变内能的实质
【点评】
本题考查热传递的基础概念,属于热学的核心识记类知识点,难度较低,主要检验学生对热传递相关基础知识的准确记忆与理解。
【难度系数】
0.8
3. 议一议:生活中还有哪些通过热传递改变物体内能的实例?
答案:解:
生活中通过热传递改变物体内能的常见实例如下:
1. 冬天用热水袋暖手,手吸收热量,内能增大;
2. 放入冰箱的冷藏食物,放出热量,温度降低,内能减小;
3. 晴天晒太阳时,人体吸收热量,内能增加,身体感到暖和;
4. 用炉灶对冷水加热,水吸收热量,温度升高,内能增大;
5. 发烧时用冷毛巾敷额头,额头放出热量,内能减小,实现物理降温。
答:以上均是生活中通过热传递改变物体内能的典型实例。
解析:
【分析】首先明确热传递改变物体内能的本质是内能的转移,发生条件是存在温度差,吸热物体内能增大,放热物体内能减小。解题时只需结合日常生活场景,寻找符合“热量从高温物体转移到低温物体,使物体内能变化”的实例即可,无需复杂推导,重点是联系实际生活。
【解析】生活中符合热传递改变内能的实例有:1. 冬天用热水袋暖手,热水袋温度高于手,热量从热水袋传递给手,手吸收热量,内能增大;2. 放入冰箱冷藏的食物,食物温度高于冰箱内温度,热量从食物传递给冰箱内环境,食物放出热量,内能减小;3. 晴天晒太阳时,太阳温度高于人体,热量从太阳传递给人体,人体吸收热量,内能增加;4. 用炉灶加热冷水,炉灶温度高于冷水,热量从炉灶传递给冷水,水吸收热量,内能增大;5. 发烧时用冷毛巾敷额头,额头温度高于冷毛巾,热量从额头传递给冷毛巾,额头放出热量,内能减小,实现降温。
【答案】生活中通过热传递改变物体内能的常见实例如下:1. 冬天用热水袋暖手,手吸收热量,内能增大;2. 放入冰箱的冷藏食物,放出热量,温度降低,内能减小;3. 晴天晒太阳时,人体吸收热量,内能增加,身体感到暖和;4. 用炉灶对冷水加热,水吸收热量,温度升高,内能增大;5. 发烧时用冷毛巾敷额头,额头放出热量,内能减小,实现物理降温。
【知识点】热传递改变物体内能、内能的改变方式
【点评】本题为基础概念应用类题目,紧密结合生活实际,帮助学生理解热传递改变内能的物理意义,体现物理知识的实用性,难度较低,适合巩固基础知识点。
【难度系数】0.8