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内能是物体内部全部分子做热运动时的分子动能和分子势能的总和。 一、内能的三个方面 理解内能要从分子动能、分子势能和全部分子几个角度去理解。 1、分子动能 物体内部由分子组成，且在永不停息地做无规则运动，所以分子具有动能。由于运动永不停息，所以内能永不为零，故0℃的水也具有分子动能。由于运动杂乱无章，无法准确描述某一个分子是否更快或更慢，所以描述其运动快慢时应用是否更激烈。 由于温度越高，扩散越快，反映了分子运动更激烈，所以温度是分子无规则运动激烈程度的体现。物体分子运动更激烈和物体温度更高，是同一个意思。所以，同一个物体，温度越高，内能越大。 2、分子势能 分子势能是分子间具有相互作用而具有的能量，反映在分子间作用力大小和分子距离上。当分子间作用力和分子距离发生变化时，宏观上会发生物体物态和体积的变化。但体积变化并不显著，我们往往考虑不多，更多时候，还是从物态去判断分子势能。 这样，分子势能的变化具有一个特点——突变，仅仅是在物态变化时会发生变化。例如，0℃的冰化成0℃的水，虽然温度没变，分子动能没变，但由于融化是一个吸热过程，吸收的能量用于增加分子势能，故此，我们说，分子势能是增加的，内能是增加的，而温度不变。 当温度升高时，物态如果变化，也一定是从固态到液态，或从液态到固态，即是从低物态到高物态，所以不会出现温度升高，分子动能增加，分子势能减小，内能不变或降低的情况。 另外，由于气体能随意弥散，气体分子间几乎没有相互作用力，所以气体一般认为没有分子势能，所以气体内能的变化直接体现在分子动能，体现在温度上。 例：飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内大气压低，要使舱内获得新鲜空气，必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内，在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的（ ） A.温度升高，内能增加 B.温度降低，内能减少 C.温度升高，内能减少 D.温度降低，内能增加 答案：A。对气体做功，气体内能增加，温度升高。 例：如上图所示，在气缸A中密封有压缩空气，B是一种被销钉K锁住的活塞，C是一个温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，将看到的现象：（1）活塞将向 运动；（2）温度计的示数将_______，因为_______。 答案：右；降低；气体膨胀，对外做功，内能减小，温度降低。 例：刘娟同学经常利用课余时间帮妈妈做家务，她在一次消灭房间里的蚊子时，用的是如图所示的气雾杀虫剂。刘娟同学用这种杀虫剂喷洒了一会儿后，手明显感觉到盛杀虫剂的金属罐变凉了，她摇了摇金属罐，明显感觉到罐里有液体，她又通过阅读说明书得知这种杀虫剂是用一种极易挥发的化学原料和药物配制而成的。请你应用所学的物理知识解释金属罐变凉的原因。 答案：液体汽化，汽化吸热，温度降低；气体膨胀，对外做功，内能减小，温度降低。 3、全部分子 物体温度升高，是指同一个物体温度升高；而如果说温度高的物体是指温度高的物体和温度低的物体的比较。 不同物体间比较内能，由于还要考虑质量（全部分子量）的因素，所以不能说温度高的物体内能大，也不能说内能大的物体温度高。例如一小块烧红的铁钉和一座冰山，显然冰山温度低，但内能大。 热传递的实质是内能的转移。在热传递时，热量由温度高的物体传向温度低的物体，不一定是内能大的传向内能小的物体。 例：关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ） A.运动的物体有内能，静止的物体没有内能 B.物体温度在0℃以下时没有内能 C.高温物体的内能一定比低温物体的内能大 D.质量大且温度高的物体的内能一定比同状态质量小，温度低的物体的内能大 答案：D 二、内能与机械能 由上面的描述，我们可以得到这样的概念，内能是属于微观的能量，不同于机械能属于宏观的能量。由于微观的不确定性，因此内能不能像机械能那样精确计算。故只能说内能增加或减小多少焦耳，不能用具有多少内能来描述。温度、物态、质量，虽然是宏观表现，但却是紧扣微观本质，反映微观特性。 三、内能的改变 内能的改变，可以是做功或热传递，且是等效的，所以内能增加，不一定是吸收热量。 吸热或做功都包括对内对外。对外做功（放热），内能减少；对内做功（吸热），内能增加。由于不同物质吸放热时，容纳热的本领不同，后面又引出比热容。同时将吸放热过程中传递的能量叫热量。而如何利用内能做功，又引出热机。 下列各图中，属于内能转化为机械能的是（ ） 答案：B 四、规范用语及字母 内能是状态量，但又不能精确计算，所以内能用增加或减少；而热量是过程量，只能用吸收或放出。状态量，还类似于带电、中性；过程量，还类似于导电、中和。 同样是以J为单位，内能、能量的字母是E，做功的字母是W，热量的字母是Q。 在表示“热”时，今天天气热，热是指温度；摩擦生热，热是指内能；融化吸热，热是指热量。 A.两手相互摩擦能发热 B.水沸腾时蒸汽冲开壶盖 C.锯木头锯子发烫 D.压缩空气引火 (责任编辑：admin) |