枫桥夜泊唐诗赏析与物理知识结合：内能热传递与霜的形成
《枫桥夜泊》【作者】张继【朝代】唐
月色西下，乌鸦啼鸣，漫天霜霜。江枫，渔火，面对的是惆怅。
姑苏城外的寒山寺，半夜客船的钟声响起。
《枫桥夜泊》这首诗是唐代诗人张继的名篇。这是一首情与景交织的古诗。全诗除《走向愁眠》外，都是刻意的景物描绘，间接而自然。诗人借景抒发旅途的孤独和苦闷。
第一句“月落鸦啼，满天霜”就包含了物理学中“霜成”的知识。在以往的研究中，我们知道“霜的形成”是一种升华现象。物质的升华过程需要释放热量，那么热量释放后物质本身的能量如何变化呢？今天我们学习初中物理第十二章第二课的“内能传热”。我们先看一个视频：
1内能
在之前的知识中，我们知道分子在不断地进行不规则的运动，我们称之为热运动。运动的分子具有动能，称为分子动能。此外，分子之间还存在类似弹簧的相互作用，如吸引力和排斥力，因此分子也具有势能。这种势能称为分子势能。
定义
在物理学中，我们把物体中做不规则运动的所有分子的动能和分子势能之和称为物体的内能。
单元
焦耳，符号J，是所有形式的能量单位。
影响内能大小的因素
物体的内能与温度、物理状态、质量、材质有关。由于所有物体中分子的热运动永远不会停止，因此任何物体都具有内能。
内能的主要影响因素
①温度：温度是指宏观意义上物体的热或冷程度。温度越高，分子不规则运动的速度越大。温度会影响分子运动的速度，从而改变分子的动能。因此，物体的内能与其温度有关。当物体温度升高时，内能必然增大；当物体的温度降低时，内能必然降低。
②物理状态：物理状态的变化会引起分子间距离的变化，从而改变分子间作用力，进而改变分子势能。因此，物体的内能与物质状态有关。
例如：一块0°C的冰在0°C融化成水。虽然温度不变，分子的动能也不变，但由于分子间距离的变化，分子的势能发生了变化。熔化是吸热过程，吸收的能量用于增加分子势能。因此，我们说分子势能增大，内能增大，而温度不变。当物体的能量增加时，温度不一定会增加。
③质量：具有相同温度的物体不一定具有相同的内能。因为物体的内能还与分子的数量有关。因为物体的内能不是指单个分子或部分分子的能量，而是物体内部所有分子的能量。分子数量越多，物体的质量就越大。因此，物体的内能与其质量有关。
例如：相同温度下的一桶水比一杯水含有更多的分子。一桶水的分子动能和分子势能比一杯水大。因此，一桶水的内能大于一杯水的内能。 。
④材质：组成物体的物质不同，分子质量也不同。在相同的物理状态下，分子间作用力也不同。因此，物体的内能与材料有关。
2 改变物体内能的方法
内能如何变化
传热
①定义：当物体之间或物体不同部分之间存在温差时，就会发生传热。在传热过程中，能量从高温处传递到低温处。热传递可以改变物体的内能。当发生传热时，高温物体的内能减少，低温物体的内能增加。
②条件：发生传热的物体之间存在温差。
③方向：能量从高温物体传递到低温物体或从同一物体的高温部分传递到低温部分，直到两个物体或物体的两个部分温度相同。
④现象：用暖手宝取暖、晒太阳、呼吸空气取暖、烧水、做饭等。
表演
功是改变物体内能的另一种方式。
①对物体做功时，物体内能增加，温度升高，机械能转化为内能；
②物体对外做功时，物体的内能减少，温度降低，内能转化为机械能。火箭利用内能转化为机械能冲出地球，飞向广阔的太空。
③例如：着火爆炸、水泵发热、摩擦发热、钻木取火、搓手取暖等。
典型案例（2018·南京） 汽车急刹车时，轮胎温度急剧升高，内能增大。图中四个例子以同样的方式改变物体的内能（）
https://img1.baidu.com/it/u=1767639449,1493870565&fm=253&fmt=JPEG&app=120&f=JPEG?w=500&h=889
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和传热。做功主要包括摩擦生热和压缩气体做功。做功的本质是能量的转换；热传递是内部能量从一个物体传递到另一个物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的过程。它的本质是能量。转移。
【答】解决方法：汽车紧急刹车时，轮胎与地面发生摩擦，做功来克服摩擦力。轮胎温度急剧升高，内能增大。内能是通过做功而改变的；
答：钻木取火需要克服摩擦力并做功，即改变物体内能的功。因此，A正确； B、当金属勺子放入热汤中时，金属勺子吸收热量，通过传热改变内能，故B不正确； C、当食物放入冰箱时，食物会释放热量，这是由于热传递而产生的内能变化。因此，C错误； D. 如果物体放在加热器旁边，它会吸收热量。这是由于传热引起的内能变化，故D错误；故选择：A.
【点评】做功和传热是改变物体内能的两种方法。它们是等价的，但又有本质的区别：做功是能量转换的过程，是其他形式的能量与内能的转换；热传递是能量转换的过程。传递过程是内能从一个物体转移到另一个物体的过程。
3卡路里
定义
在物理学中，物体在传热过程中所传递的能量称为热量，用符号Q表示。
单元
热量的单位与能量的单位相同，也是焦耳，符号J。
与内能的关系
当物体吸收热量时，其内能增加；当它释放热量时，其内能会减少。物体吸收或释放的热量越多，物体内能的变化就越大。
热的定义
① 热量是随着热传递的产生而出现，随着热传递的结束而消失的过程量；
②物体本身不具有热量。我们不能说一个物体“具有”或“含有”热量，更不能说“比较”两个物体之间的热量。我们只能说物体“吸收”或“释放”热量。
温度、热量和内能之间的差异
温度、热量和内能的概念分析
① 物体温度升高，内能增大，这是正确的。
②当物体温度升高时，物体吸热是错误的。外界可能确实对该物体起作用。
③物体内能增大，温度必然升高，这是错误的。如果物体的物理状态发生变化，温度不一定会升高。
④ 如果物体的内能增加，则该物体一定吸收了热量。这是错误的。物体内能的增加可能是由于外界对物体所做的功。
⑤物体吸热后温度一定会升高的说法是错误的。如果物体在吸热时改变其物理状态，温度不一定会升高。
⑥物体吸热时，物体的内能一定会增加，这是正确的。
典型事例（2018•聊城） 关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（）
A.物体的温度越高，所含的热量越多
B、物体运动得越快，其内能就越大
C.热传递可以改变物体的内能
D． 0°C 的冰块内能为零
【分析】（1）热量是一个过程量，不能说它含有多少热量； (2)内能的大小与物体的运动状态无关； (3)做功和传热都可以改变内能； (4)所有物体在任何温度下都具有内能；
【答案】解：A.热量是一个过程量。无法说出它含有多少热量，所以A是错误的； B、内能的大小与物体的速度无关，故B错误； C.做功和传热都可以改变内能。 ，所以 C 是正确的； D.所有物体在任何温度下都有内能，所以D是错误的；故选：C.
【点评】本题考查对传热的理解、对热的理解、对内能的理解以及对内能变化方式的理解。这是一个综合性的问题。
4 试题重现
练习一：（2018•连云港）关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（）
A.具有相同温度的物体必定具有相同的内能
B.物体的温度越高，所含的热量越多
https://img0.baidu.com/it/u=3103008310,2664011264&fm=253&fmt=JPEG&app=138&f=JPEG?w=505&h=500
C、汽油机做功冲程时气体的内能增加
D．相同温度的物体接触时不会发生热传递
练习2：（2018•扬州）下列哪项利用做功来融化冰（）
A、阳光照射
B、相互摩擦
C、用热水浸泡
D．用炉子加热
练习三：（2018•南通）如图所示，烟花筒利用筒内高压空气膨胀，将彩带喷向空中，营造出喜庆的效果。那么在高压空气的膨胀过程中 ()
A. 增强执行外部职能的内部能力
B. 分子热运动增加
C.内能转化为机械能
D．将热量传递到外界
练习4：（2018•台州）关于温度、热、内能的说法正确的是（）
A、物体吸热后温度升高
B. 0°C 时冰的内能为零
C. 温度高的物体含有更多的热量
D．当物体温度升高时，内能增加
练习五：（2018•常州）如图所示，空气压缩烟火的活塞快速下压，玻璃筒底部的干棉冒烟燃烧。压缩过程的能量转换方法是将能量转换成能量。
练习六：（2018•温州）下图是小明制作的一个简单的“蒸汽船”模型。 “船体”上安装有盛有一定量水的铜容器，铜容器的底部用蜡烛加热。一段时间后，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左移动。
(1)蜡烛加热铜容器底部，使容器内水的温度升高，使水的内能发生变化。
（2）当铜管向右喷射蒸汽时，“船体”受到蒸汽向左的推力，这就是解释。
结尾
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