内容正文:
试管中装有少量水,用橡胶塞塞住管口。用酒精灯对水加热,水沸腾后会发生什么现象呢?我们可以看到橡胶塞冲了出去,同时试管口出现了大量白雾。这是因为水沸腾后产生大量的水蒸气,水蒸气对塞子有向外的压力,把塞子顶了出去。水蒸气的内能减小,温度降低,液化为小水珠。所以我们看到瓶口产生大量的白雾。在这个实验中,燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
用烧热的铁钉接触火柴头,火柴头燃烧了起来。温度不同的物体相互接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低,这个过程叫做热传递。在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。能量的单位是焦耳,所以热量的单位也是焦耳。烧红的铁钉接触火柴头的一瞬间,火柴头吸收了铁钉中的热量,温度升高,内能增加,导致了燃烧铁钉则释放出热量,温度降低,内能减少了。迅速压缩封闭的空气柱燃着了玻璃桶中燃点较低的硝化棉。封闭空气柱被压缩时,温度升高,内能增加,这是手推动活塞做功的结果。这一过程,外力对气体做功,使筒内的气体内能增加了。向盛有少量水的大口玻璃瓶内打气。瓶塞跳起的瞬间,瓶中原本透明无色的水蒸气变成了白雾,水蒸气被异化,说明瓶内的温度突然降低了。这是因为瓶内气体推动瓶塞做功,而使瓶内气体温度降低,内能变小了。这个过程瓶内气体对外做功,使瓶内的气体内能减小了,可见做功和热传递都能改变物体的内能。
第十四章 内能与热机
第一节 内能及其改变
火箭发射升空时,其机械能不断增加。增加的机械能从何而来?
观察与思考
学习目标
1.了解内能和热量。
2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式。
3.能将内能、热量等概念与相关的自然现象联系起来。(重难点)
课程标准:
1、了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系,知道改变内能的两种方式。
2、了解热量的概念。
1、分子动能:分子由于___________而具有的能。
2、分子势能:分子间由于存在__________而具有的能。
3、内能:构成物体的________ 无规则运动的________和_________的总和。内能的单位是_____。
4、内能与温度的关系:如果体积变化不大,同一物体,温度升高时内能________,温度降低时内能________。
阅读教材第34页课文内容和插图,思考并回答以下问题:
物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和,称为物体的内能。
内能的单位是焦耳(J)。各种形式能量的单位都是焦耳。
定义:
单位:
一切物体在任何情况下都具有内能
一、物体的内能
对于内能的定义注意强调:
①所有分子;②“内能”是指物体具有的,而不是分子具有的。
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分子热运动的剧烈程度与温度有关。
在物体的质量、材料、状态相同时,物体的温度越高,物体内能越大;
你怎样让这根长50cm的铁丝温度升高呢?
A. 用火焰加热
将这些方法分两类,说说你分类的原则是什么?
C. 用手搓
E. 在地上摩擦
G. 反复弯折
D. 用手焐
F. 用锤子不断敲击
H. ……
B. 太阳晒
二、改变物体内能的两种途径
大家说了这么多让铁丝温度升高、内能增加的方法,那要改变物体的内能,我们从能量的转移或转化的角度来归纳
启发学生思考,说出自己的方法。
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用火烧
太阳晒
用手捂
用手搓
在地上摩擦
用锤敲
反复弯折
用温度更高的物体使铁丝温度升高
温度升高的过程,往往伴随着运动
使铁丝
温度升高
热传递
做
功
使温度不同的物体相互接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低的过程。
热传递可以改变物体的内能。
定义:
在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。
条件:
两个物体之间或同一物体的不同部分存在温度差。
烧红的铁球放入冷水中
冬天用热水袋取暖
发烧时用冷毛巾降温
物体内能的改变——热传递
启发学生举出更多同类的例子。
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放出热量,温度降低,内能减少;
吸收热量,
温度升高,
内能增加。
传递热量
传递热量
不同物体
同一物体
高温物体
低温物体
高温部分
低温部分
内能大的物体
内能小的物体
两物体温度相同时,热传递才会停止
内能相同
过程
结果
启发学生举出更多同类的例子。
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本质:
能量的转移
(能量的形式并没有发生改变)
方式:
热传导:
热辐射:
热对流:
物体内部分子或原子相互碰撞而发生能量传递现象
物体通过辐射电磁波传递能量的现象
流体内部的分子或原子发生相对位移的热量传递过程
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内能的改变视频
搓手时手变热了
滑下时屁股摩擦发烫
钻木取火
本质:
机械能与内能的相互转化。
物体内能的改变——做功
对物体做功实验视频
压缩气体做功
实验
现象
硝化棉燃烧。
活塞压缩气体做功,使空气的内能增加,温度升高,达到硝化棉的着火点。使机械能转化为内能。
分析
物体内能的改变——做功
总结
对物体做功,物体内能增加,温度升高。
拓展举例:给自行车轮胎打气时,打气筒变热
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气体对外做功
实验
现象
橡皮塞跳出,瓶内充满白雾。
气体膨胀对外做功,使空气的内能减小,温度降低,瓶内水蒸气液化成小水珠。将内能转化为机械能。
分析
物体内能的改变——做功
总结
物体对外做功,物体内能减小,温度降低。
橡皮塞跳出之前:
瓶内空气内能增加
拓展举例:给自行车轮胎打气时,打气筒变热
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图中所列举的事例中,属于热传递改变物体内能的是 ( )
C
定义
单位:焦耳(J)
在热传递中,能量(内能)从高温物体转移到低温物体,高温物体内能减小了,称为放出热量,低温物体内能增加了,称为吸收热量。
在热传递过程中,物体间内能传递的多少称为热量。
用热量也可以量度内能的改变
三、热量
温度、内能、热量
温度 热量 内能
定义 宏观:表示物体的冷热程度。
微观:反映了物体内大量分子无规则运动的剧烈程度 在热传递过程中,传递能量的多少 构成物体的所有分子,其热运动的分子动能与分子势能的总和(注意是“所有分子”)
表述 只能说“是”“降低”“升高”;不能说“吸收”“放出” 只能说“吸收”“放出”;不能说“具有”“含有” 只能说“有”“具有”“增大”“减小”
性质 状态量 过程量 状态量
辨析 物体温度升高,内能增加,不一定吸热 物体吸收热量,内能增加,不一定升温 物体内能增加,不一定升温 物体内能增加,不一定吸热
示例 钻木取火,摩擦生热,搓手 晶体熔化,水沸腾 晶体熔化,水沸腾 钻木取火,摩擦生热,搓手
拓展举例:给自行车轮胎打气时,打气筒变热
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下列关于热量的描述中,正确的是( )
A.热量就是指物体具有的内能
B.温度越高的物体,具有的热量越大
C.热量是指物体在热传递过程中内能的改变量
D.热量只能从内能大的物体传给内能小的物体
C
例题讲解
关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是 ( )
A.温度高的物体,含有的热量一定多
B.物体内能增加,一定吸收了热量
C.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D.物体吸收热量,温度不一定升高
D
例题讲解
构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和
焦耳(J)
内能
定义:
单位:
分子间存在着相互作用力→ 分子势能
分子热运动→分子动能
影响因素:
温度、质量、状态、材料
改变方式
热传递
做功
温度、内能、热量
课堂小结
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$这是一杯常温下的水。进入他的微观世界,我们看到水分子在不停的做无规则的运动。同一切运动物体一样,运动的分子也具有动能。由于分子间有相互作用力,所以分子间还具有势能。物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能。温度升高,物质的分子热运动加剧,内能增加。温度降低,物质的分子热运动减慢,内能减少。