上海市高二物理第七章第一节物体的内能

物体的内能

复习引入：

分子运动论：物体是由大量分子组成的，分子间存在相互作用力

分子都在做无规则运动

热运动：物体内大量分子无规则运动与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越激烈，所以我们又把这种运动叫做热运动

新课：

一、分子的动能温度

1、分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能

（1）大量分子的运动速率不尽相同，以中等速率者占多数。在研究热现象时，有意义的不时以各个分子的动能，而是大量分子动能的平均值。

（2）平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动

能。

2、温度

（1）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度。

（2）微观含义：（从分子动理论的观点）温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大。

【注意】

（1）同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同。但由于不同物质的分子质量不一定相同，所以分子热运动的平均速率也不一定相同。

（2）温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同。

二、分子势能

1、分子势能：由于分子间存在相互作用力，并由它们的相对位置决定的能

叫做分子势能。

2、分子力做功跟分子势能变化的关系

分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子势能增加。

3、决定分子势能的因素

（1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。

（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。

a.一般选取两分子间距离很大（r>10r0）时，分子势能为零

b.在r>r0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中，分

子力做正功，分子势能减小。

c.在r

子力也做正功，分子势能也减小。

结论：当两分子间距离r=r0时，分子势能最小（且为负值）

三、物体的内能

1、物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物

体的内能。也叫做物体的热力学能。

2、任何物体都具有内能。因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且

相互作用着地分子所组成。

3、决定物体内能地因素

（1）从宏观上看：物体内能地大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素

决定。

（2）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的

平均动能和分子间的距离三个因素决定。

四、物体的内能跟机械能的区别

1、能量的形式不同。物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形

式相对应，内能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位

置而使物体具有的能。而机械能是由于整个物体的机械运动及其与它物

体间相对位置而使物体具有的能。

2、决定能量的因素不同。内能只与物体的温度和体积有关。而与整个物体

的运动速度跟物体的相对位置无关。机械能只与物体运动速度和跟其他

物体的相对位置有关，与物体的温度体积无关。

小结：物体的内能是组成物体的所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，温度是物体分子热运动平均动能的标志。

任何物体都具有内能，对给定的物体其内能跟温度和体积有关，温度和体积的变化导致物体的内能的变化。

五、做功可以改变物体的内能

举例：在一个厚壁玻璃筒里放一块棉花，尽快压下活塞，可看到棉花燃烧起来。

1、外界对物体做功，物体的内能增加

2、物体对外界做功，物体的内能减少

六、热传递可改变物体的内能

举例：点燃酒精灯，将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧，让一名同学手握铁丝的另一端，一会就觉得发烫。

说明：热量从铁丝的一端传递到另一端，这一端的温度升高了，内能增加了。

1、热传递：没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递。

做功使物体的内能发生改变的时候，内能的改变就用功来量度。外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的就减少多少。

热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变是用热量来量度的。物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出多少热量，物体的内能就减少多少。

2、做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。

3、做功和热传递在本质上是不同的。

做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）

热传递使物体的内能改变，使物体间内能的转移（同种形式能量的转移）

小结：

做功和热传递是改变物体内能的两个物理过程，它们在改变物体内能上等效。但本质不同。物体内能的变化由功和热量来量度。

随堂练习：

1．分子动理论中指出：

①物质是由____________构成；

②分子在永不停息的做__________________。

③分子间存在______________；

④分子间有相互___________。

2．分子永不停息的做无规则运动，因此分子具有_________。物体内大量分子无规则运动的激烈程度跟___________，所以我们又把这种运动叫做热运动。由于分子间存在相互作用力，所以分子具有___________。

3．内能是物体内部具有的能量，它包括物体内所有分子____________。

4．改变内能的两个途径是______________。这两种方式在改变物体内能上时等效的。其中_______________使其他形式的能如机械能等转化为内能；______________使物体间的内能发生转移。

课堂练习：

1．一根火柴的温度升高了，则（）

A、它一定吸收了热量；

B、一定对它做了功；

C、它的动能一定增加；

D、它的内能一定增加

2．关于物体的内能，下列说法中不正确的是（）

A、手感到冷时，搓搓手就会感到暖和，这是利用做功来改变物体的内能

B、将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体的内能增大

C、阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能

D、用打气筒打气，筒内气体变热，是利用做功来改变物体的内能

3．某物体的温度升高了，那么下列说法正确的是（）

A、物体内所有分子的动能都增大了

B、物体内分子的平均动能增大了

C、物体的分子势能一定增大了

D、物体一定吸收了热量

4．温度高的物体中的某个分子动能__________________（选填“一定”或“不一定”）比温度低得物体中的某个分子动能大。

5．相同温度的空气和冰块的平均分子动能_________（选填“相同”或“不同”）。

6．一颗炮弹在高空中以某一速度飞行，有人说：由于炮弹中所有分子都具有这一速度，所以分子具有动能；又由于所有分子都再高处，所以分子又具有势能。因此，所有分子的上述动能和势能的综合就是炮弹内能。上述说法是否正确？为什么？

课后练习：