二、内能 热传递（教学课件）物理苏科版2024九年级上册

苏科版 九年级上册 第十二章 机械能和内能 二、内能 热传递 +做功 01 02 03 04 05 CONTENTS 内能 热传递—改变内能 的一种方式 做功—改变物体内能的另一种方式 学习目标 1. 由动能和势能引出分子动能和分子势能的概念； 2. 了解物体的内能概念； 3. 分析影响内能大小的因素， 4. 实例分析改变内能的两种方式； 5. 知道热传递改变内能的实质是内能的转移的过程； 做功改变物体内能的实质是其他形式的能(如机械能)与内能 之间的转化 6. 掌握热传递、做功在改变内能上的区别与联系。 重点难点 教学重点： 1.内能及其影响因素； 2.会判断改变内能的方式； 3.掌握热传递、做功改变内能的实质。 1.温度、热传递、内能等概念、特点辨析，微观概念比较抽象； 2.改变内能方式的应用——改变内能的过程中内能的转移或转化的分析。 教学难点： 情景引入 ①用煤气灶烧水使水的温度升高；②炙烤食物，食材吸收了炭火的热量后， 自身的能量发生了怎样的变化？③冬天搓手取暖也可以使手的温度升高。 烧水 炙烤食物 搓手取暖 PART ONE 内能 宏观物体由于运动而具有动能，因为受到重力或弹力而具有势能。 运动的足球具有动能，无规则运动的分子具有动能吗？ 形变的弹簧具有势能，相互吸引或排斥的分子也具有势能吗？ 探究新知 信息快递：物体内部大量分子的无规则运动叫作热运动。 7 1.分子动能：就像运动着的物体具有动能一样，做热运动的分子也具有动能，我们称之为分子动能； 分子动能 分子势能 2.分子势能：分子之间存在着相互作用的引力和斥力，就像发生形变的弹簧具有弹性势能一样，分子间也具有某种势能， 我们称之为分子势能。 1.内能：在物理学中，物体内部所有分子动能与分子势能的总和 叫作物体的内能。 内能 2.内能的单位：在国际单位制中，内能的单位与功和机械能的单位相同，也是焦耳(J) 。 点击播放 3.一切物体都具有内能：一切物体，不论温度高低，其内部的分子都处在永不停息的无规则运动中，且分子间存在相互作用，因此一切物体都具有内能，如图12-17所示。 (a) 铁水 (b) 车胎内的气体 (c) 冰山 图12-17一切物体都具有内能 活动12.4 观察扩散快慢与温度的关系 如图12-18所示，同时在盛有冷水和热水的两个烧杯 中各滴入一滴红墨水，观察烧杯中红墨水的扩散情况。 哪杯水中的红墨水扩散得快? 做一做 图12-18不同温度下的扩散现象 红墨水扩散的快慢与温度有什么关系?这说明分子热运动的剧烈程度与温度有什么关系? 想一想 热水杯中的红墨水扩散得快。 温度越高，红墨水扩散得越快； 说明：温度越高，分子热运动越剧烈。 实验表明，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能就越大。因此，温度升高，物体内所有分子动能的总和增大，物体的内能也就越大。 可见，物体的内能与温度有关。 如左图，观察冷水与热水中红墨水扩散的快慢 温度越高，分子热运动越剧烈 分子动能越大 物体的内能越大 温度——影响内能大小的因素 思考：温度高的物体一定比温度的低的物体内能大吗？ 例如,1g温度高的热水一定比1kg温度低的冷水内能大吗？ 物体的内能还与哪些因素有关？ 质量——影响内能大小的因素 如上图，温度相同（20℃），状态相同（液态），两杯不同质量的水 分子动能越大 物体的内能越大 状态——影响内能大小的因素 将一定质量100℃的水，变成100℃的水蒸气，内能发生变化吗? 固体分子模型 液体分子模型 气体分子模型 此处可能用到的讲解材料：固体、液体、气体分子模型 变成100℃的水蒸气后，内能增加。 小结 影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态。 对于物体状态对内能的影响解释起来还是比较复杂，以下有二种非正式的理解技巧仅供参考： 还是以将一定质量100℃的水，变成100℃的水蒸气为例， 1.汽化需要吸热，吸收热量变成水蒸气后内能肯定是增加的； 2.类比物体的重力势能或弹性势能，分子距离变大，可以理解成相对高度变大，重力势能变大；或弹簧伸长，弹性形变程度变大，弹性势能增大。以此理解分子势能增大。（因为温度不变，分子动能视为不变） 注意：①内能（含分子动能、分子势能）是物体能量的微观表现；机械能（含动能、势能）则是物体能量的宏观表现。 所以一些说法注意辨析： a.如物体的温度越高，则分子热运动越剧烈，即分子动能越大，即内能越大；而对机械能没有影响。 b.如物体的速度越大，这是宏观表现，则物体的动能越大，即机械能越大；而对物体的内能没有影响。 ②物体的内能在任何情况下都不会为零，而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。 PART TWO 热传递—改变内能的一种方式 (a) 放在热汤中的汤勺 (b) 放入冰箱的食品 (c) 在取暖器旁的物体 图12-19 物体内能的改变 如图12-19所示，金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能增大；食品放入冰箱，温度降低，内能减小；在取暖器旁的物体温度升高，内能增大。 想一想：在这些现象中，物体的内能为什么会改变? 这是因为，当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。发生热传递时，能量从高温处转移到低温处，直至温度相同。 热传递是改变物体内能的一种方式。 热传递的特点： 1.热传递的条件：温度差； 2.热传递传递的是：能量（而不是温度）。 高温处 热传递 能量 低温处 内能转移 （a） 煤炉烧水 （b）围炉烤火 （c）用“退热贴”降温 如图（a），煤炉烧水，水的温度升高；如图（b），围炉烤火；如图（c），在寒冷的冬季，可以在身上贴“暖宝宝”取暖；发烧时，可以将“退热贴”贴在额头上进行物理降温。 这些过程都是通过热传递的方式使物体的内能发生改变。 议一议：生活中还有哪些通过热传递改变物体内能的实例? 做功改变内能 实例分析 PART THREE 做功—改变物体内能的另一种方式 活动12.6 探究做功能否改变物体的内能 如图12-27所示，将铁丝快速弯折十余次，然后用手指触摸弯折处，你有何感觉?铁丝的内能变化了吗? 做一做 图12-27 反复弯折铁丝 感觉手指变热； 铁丝的内能增加。 图12-28 空气压缩引火仪 如图12-28所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小片硝化纸，将活塞迅速下压，你看到了什么? 看一看 议一议 1.在上述活动中，物体增加的内能是从哪里来的?能量是如何转化的? 硝化纸会开始燃烧。 活塞对玻璃筒内的气体做功，气体的内能增加，温度升高，引燃硝化纸。 活塞的机械能 气体的内能 转化 2. 还有什么办法可以使铁丝的温度升高? 这些方法中，哪些是用热传递的方式改变内能的?哪些是通过做功改变内能的? 答：对铁丝做功，利用做功的方式将机械能转化为铁丝的内能： (1)在石头上磨一磨， (2)来回弯折铁丝， (3)用锤子砸几下等； 利用热传递把内能转移到铁丝上，使铁丝的内能增加，温度升高： (1)把铁丝放进热水里， (2)把铁丝放在火上烧. ①.钻木取火：钻木取火时，木头相互摩擦，使得干草等易燃物体温度升高，达到燃点而燃烧。 ②.流星现象：近地空间大量的尘埃微粒和微小固体高速进入地球大气层时，会与大气发生剧烈摩擦而燃烧发光，形成美丽的流星。 做功改变内能 实例分析 这些现象中都存在做功改变内能的过程。 流星划过天空 钻木取火 3.你能再举一些通过做功改变物体内能的实例吗? 如图所示，探究改变物体内能的实验： (1)烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能          （选填“增加”、“减少”或“不变”），这是通过          （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。 (2)继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能         （选填“增加”、“减少”或“不变”），温度          （选填“升高”、“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热         成了小水珠。这一过程中，瓶内气体的内能化成了瓶塞的         能。 对气体做功；气体对外做功 增加 做功 减少 降低 液化 机械 实验表明，做功是改变物体内能的另一种方式。做功改变物体内能的实质是其他形式的能(如机械能)与内能之间的转化，热传递改变物体内能的实质是内能的转移。 做功和热传递都可以改变物体的内能。 活塞/瓶塞 做功 玻璃瓶内的气体 做功 其他形式能 （如机械能） 内能 转化 转化 热传递 做功 区别 改变内能 能量从高温处转移到低温处 热传递的条件：温度差 外界对物体做功，物体内能增加； 物体对外界做功，物体内能减小 实质 内能的转移 其他形式的能(如机械能)与内能之间的转化 联系 做功和热传递都可以改变物体的内能。 小结 有资料显示：做功和热传递都可以改变物体的内能。这句话有如下解释， 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 1 ．下列关于内能的说法中正确的是 ( ) A ．静止的物体没有内能 B ．所有分子动能和分子势能的总和称为物体的内能 C ．水结冰时温度不变，所以内能不变 D ．温度高的物体的内能一定较小 课堂练习 B 2 ．0℃的冰 （填“有”或“没有”） 内能。0℃的冰吸收热量后熔化成 0℃的水，其温度 （选填“不变” 、“升高”或“降低”） ，内能 （选填“不变” 、“增加”或“减少”）。 有 不变 增加 3 ． 甲、乙两物体相互接触后不发生热传递现象，这是因为它们具有相同的 ( ) A ．体积 B ．质量 C ．比热容 D ．温度 D A ． 甲杯中水的内能多 B ．乙杯中水的内能多 C ． 甲杯和乙杯中水的内能一样多 D ．无法判断 4 ．仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确的是 ( ) B 5．如图所示的事例中，属于用热传递的方法改变物体内能的是（　　） A． 两手摩擦能发热 B． 烧水水变热 C． 锯木材锯子发热 D． 钻木取火 B 6．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团可燃物，压下活塞，会看到可燃物燃烧。为了让实验现象明显，对于可燃物的选择以及对活塞的操作，下列说法正确的是（　　） A．着火点高，迅速下压 B．着火点低，迅速下压 C．着火点高，缓慢下压 D．着火点低，缓慢下压 B 课堂小结 图12-20 1.比较图12-20所示的三杯水的内能大小，并简要说明理由。 布置作业 (c) 杯水的内能最大，其次是(b) 杯水 ，(a) 杯水的内能最小。 理由：(b) 、(c) 杯水的质量相等，(c) 杯水的温度高，故(c) 杯水比(b) 杯水的内能大；(a) 、(b) 杯水的温度相同，但(b) 杯水质量大，故(b) 杯水比(a) 杯水内能大。 2.给你一块冰，你能用哪些方法使其熔化?这些方法中，哪些是采 用做功方式?哪些是采用热传递方式? 做功：用手摩擦、用锤敲击等。 热传递：放在太阳下 晒、放入热水中熔化等。 3.有同学说，在热传递过程中，能量总是从内能大的物体向内能小的物体转移，直到两物体的内能相等为止。这种说法是否正确?请举例说明。 不正确。热传递时，能量总是从温度高的物体转移到温度低的物体，直至温度相同。 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.46.101 $$