中考物理內(nèi)能概念梳理及練習(xí)
一、內(nèi)能的三個(gè)方面
理解內(nèi)能要從分子動(dòng)能、分子勢(shì)能和全部分子幾個(gè)角度去理解。
1、分子動(dòng)能
物體內(nèi)部由分子組成，且在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以分子具有動(dòng)能。由于運(yùn)動(dòng)永不停息，所以內(nèi)能永不為零，故0℃的水也具有分子動(dòng)能。由于運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，無(wú)法準(zhǔn)確描述某一個(gè)分子是否更快或更慢，所以描述其運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)應(yīng)用是否更激烈。
由于溫度越高，擴(kuò)散越快，反映了分子運(yùn)動(dòng)更激烈，所以溫度是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)激烈程度的體現(xiàn)。物體分子運(yùn)動(dòng)更激烈和物體溫度更高，是同一個(gè)意思。所以，同一個(gè)物體，溫度越高，內(nèi)能越大。
2、分子勢(shì)能
分子勢(shì)能是分子間具有相互作用而具有的能量，反映在分子間作用力大小和分子距離上。當(dāng)分子間作用力和分子距離發(fā)生變化時(shí)，宏觀上會(huì)發(fā)生物體物態(tài)和體積的變化。但體積變化并不顯著，我們往往考慮不多，時(shí)候，還是從物態(tài)去判斷分子勢(shì)能。
這樣，分子勢(shì)能的變化具有一個(gè)特點(diǎn)突變，僅僅是在物態(tài)變化時(shí)會(huì)發(fā)生變化。例如，0℃的冰化成0℃的水，雖然溫度沒(méi)變，分子動(dòng)能沒(méi)變，但由于融化是一個(gè)吸熱過(guò)程，吸收的能量用于增加分子勢(shì)能，故此，我們說(shuō)，分子勢(shì)能是增加的，內(nèi)能是增加的，而溫度不變。
當(dāng)溫度升高時(shí)，物態(tài)如果變化，也一定是從固態(tài)到液態(tài)，或從液態(tài)到固態(tài)，即是從低物態(tài)到高物態(tài)，所以不會(huì)出現(xiàn)溫度升高，分子動(dòng)能增加，分子勢(shì)能減小，內(nèi)能不變或降低的情況。
另外，由于氣體能隨意彌散，氣體分子間幾乎沒(méi)有相互作用力，所以氣體一般認(rèn)為沒(méi)有分子勢(shì)能，所以氣體內(nèi)能的變化直接體現(xiàn)在分子動(dòng)能，體現(xiàn)在溫度上。
例：飛機(jī)在萬(wàn)米高空飛行時(shí)，艙外大氣壓比艙內(nèi)大氣壓低，要使艙內(nèi)獲得新鮮空氣，必須使用壓縮機(jī)把空氣從艙外壓進(jìn)艙內(nèi)，在這個(gè)過(guò)程中，壓縮機(jī)對(duì)空氣做功，空氣的( )
A.溫度升高，內(nèi)能增加
B.溫度降低，內(nèi)能減少
C.溫度升高，內(nèi)能減少
D.溫度降低，內(nèi)能增加
答案：A。對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高。
例：如上圖所示，在氣缸A中密封有壓縮空氣，B是一種被銷釘K鎖住的活塞，C是一個(gè)溫度計(jì)。若活塞與氣缸壁間沒(méi)有摩擦，當(dāng)把銷釘拔出后，將看到的現(xiàn)象：(1)活塞將向 運(yùn)動(dòng);(2)溫度計(jì)的示數(shù)將_______，因?yàn)開(kāi)______。
答案：右;降低;氣體膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能減小，溫度降低。
例：劉娟同學(xué)經(jīng)常利用課余時(shí)間幫媽媽做家務(wù)，她在一次消滅房間里的蚊子時(shí)，用的是如圖所示的氣霧殺蟲(chóng)劑。劉娟同學(xué)用這種殺蟲(chóng)劑噴灑了一會(huì)兒后，手明顯感覺(jué)到盛殺蟲(chóng)劑的金屬罐變涼了，她搖了搖金屬罐，明顯感覺(jué)到罐里有液體，她又通過(guò)閱讀說(shuō)明書(shū)得知這種殺蟲(chóng)劑是用一種極易揮發(fā)的化學(xué)原料和藥物配制而成的。請(qǐng)你應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)解釋金屬罐變涼的原因。
答案：液體汽化，汽化吸熱，溫度降低;氣體膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能減小，溫度降低。
3、全部分子
物體溫度升高，是指同一個(gè)物體溫度升高;而如果說(shuō)溫度高的物體是指溫度高的物體和溫度低的物體的比較。
不同物體間比較內(nèi)能，由于還要考慮質(zhì)量(全部分子量)的因素，所以不能說(shuō)溫度高的物體內(nèi)能大，也不能說(shuō)內(nèi)能大的物體溫度高。例如一小塊燒紅的鐵釘和一座冰山，顯然冰山溫度低，但內(nèi)能大。
熱傳遞的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。在熱傳遞時(shí)，熱量由溫度高的物體傳向溫度低的物體，不一定是內(nèi)能大的傳向內(nèi)能小的物體。
例：關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法中正確的是( )
A.運(yùn)動(dòng)的物體有內(nèi)能，靜止的物體沒(méi)有內(nèi)能
B.物體溫度在0℃以下時(shí)沒(méi)有內(nèi)能
C.高溫物體的`內(nèi)能一定比低溫物體的內(nèi)能大
D.質(zhì)量大且溫度高的物體的內(nèi)能一定比同狀態(tài)質(zhì)量小，溫度低的物體的內(nèi)能大
答案：D
二、內(nèi)能與機(jī)械能
由上面的描述，我們可以得到這樣的概念，內(nèi)能是屬于微觀的能量，不同于機(jī)械能屬于宏觀的能量。由于微觀的不確定性，因此內(nèi)能不能像機(jī)械能那樣精確計(jì)算。故只能說(shuō)內(nèi)能增加或減小多少焦耳，不能用具有多少內(nèi)能來(lái)描述。溫度、物態(tài)、質(zhì)量，雖然是宏觀表現(xiàn)，但卻是緊扣微觀本質(zhì)，反映微觀特性。
三、內(nèi)能的改變
內(nèi)能的改變，可以是做功或熱傳遞，且是等效的，所以內(nèi)能增加，不一定是吸收熱量。
吸熱或做功都包括對(duì)內(nèi)對(duì)外。對(duì)外做功(放熱)，內(nèi)能減少;對(duì)內(nèi)做功(吸熱)，內(nèi)能增加。由于不同物質(zhì)吸放熱時(shí)，容納熱的本領(lǐng)不同，后面又引出比熱容。同時(shí)將吸放熱過(guò)程中傳遞的能量叫熱量。而如何利用內(nèi)能做功，又引出熱機(jī)。
下列各圖中，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是( )
答案：B
四、規(guī)范用語(yǔ)及字母
內(nèi)能是狀態(tài)量，但又不能精確計(jì)算，所以內(nèi)能用增加或減少;而熱量是過(guò)程量，只能用吸收或放出。狀態(tài)量，還類似于帶電、中性;過(guò)程量，還類似于導(dǎo)電、中和。
同樣是以J為單位，內(nèi)能、能量的字母是E，做功的字母是W，熱量的字母是Q。
在表示熱時(shí)，今天天氣熱，熱是指溫度;摩擦生熱，熱是指內(nèi)能;融化吸熱，熱是指熱量。
A.兩手相互摩擦能發(fā)熱
B.水沸騰時(shí)蒸汽沖開(kāi)壺蓋
C.鋸木頭鋸子發(fā)燙
D.壓縮空氣引火
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