内容正文:
第一节 内能及其改变
第十四章 内能与热机
“热”是一种能量吗?
它能做功吗?
自古以来,人们就在不断地寻找与热有关的某种能量。
观察思考
通过与热有关的现象引入,使学生感到熟悉而陌生。
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1.物体由于______具有的能叫做动能。
决定动能大小的因素:物体的______和______。
2.物体由于 而具有的能叫做重力势能。
决定重力势能大小的因素:物体的______和_____________ 。
3.物体由于 而具有的能叫做弹性势能。
决定弹性势能大小的因素________________________。
速度
质量
运动
被举高
物体被举高的高度
质量
发生弹性形变
弹性形变的大小
复习旧知
复习动能、重力势能和弹性势能的知识,为分子动能和势能的学习温度而知新。
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甲 乙 丙
导入新课
演示实验:在矿泉水瓶中放适量的水,盖紧盖子后,用力拧矿泉水瓶瓶身,稍稍松开瓶盖,让学生注意观察实验现象,并请学生思考为什么瓶内出现白雾,瓶塞喷射出去了呢?
任务一:物体的内能
1.内能的定义
问题1:我们知道运动的物体具有动能,那构成物质的分子具有动能吗?
运动的物体具有动能。构成物质的分子在永不停息地做无规则运动,所以构成物质的分子也具有动能。这种动能叫做分子动能。
任务一:物体的内能
问题2:如图所示,我们知道拉长的弹簧具有弹性势能,那构成物质的分子之间具有势能吗?
因为分子之间存在着引力和斥力,并有空隙,所以分子也具有势能。这种势能叫做分子势能。
还记得《分子动理论》吗?
物体是由大量的_______组成的;分子在不停地作无规则的_______;分子之间存在着____________
____________。分子间存在________。
分子
运动
相互作用的
间隙
引力和斥力
那分子有能量吗?
运动着的篮球具有动能。
运动着的分子呢?
结论:运动着的分子也具有动能。
分子作无规则运动而具有的能叫做分子动能。
炽热的铁水
冰冷的冰块
下面两个物体都具有内能吗?
温度很高,分子运动剧烈,它具有内能。
温度虽低,其内部分子仍在做无规则运动,它也具有内能。
思考
通过具体事例的分析,加深学生对内能的理解。
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分子无规则运动的剧烈程度与温度有关,物体的温度越高,分子运动越剧烈,分子动能越大。
物理学中把分子的这种无规则运动又叫做分子的热运动。
如果体积变化不大,同一物体的温度越高,其内能越大;温度越低,其内能越小。
分子的热运动
内能的影响因素是学生学习的难点,应加深学生的理解。
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物体的内能与物体的质量、温度、状态、体积、物质种类有关。
(2)质量:当温度和状态相同时,质量越大的物体内能大;
(1)温度:同一物体,温度越高,内能越大;
(3)状态:同一物体当状态改变时,内能发生改变。
一、物体的内能
冰
水
温度升高,冰融化成水
冰融化成水,内能增加
7.内能的影响因素
二、改变物体内能的两种途径
哪些途径可以改变物体的内能呢?
冰
水
知识构建
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。
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热传递的三种方式
热辐射
热传导
热对流
(物质不移动)
(物质会流动)
(不需要介质)
知识讲解
定义: 在热传递过程中,物体间内能传递的多少叫热量,用符号Q表示。
国际制单位为焦耳(J)
注意:热量是过程量,只能说:吸收热量、放出热量、传递热量、不能说含有热量、具有热量。
三、热量
知识讲解
任务二:改变内能的两种途径
问题3:
你能举出哪些生活中的例子是属于通过做功改变物体的内能的?
钻木取火,向下滑滑梯时屁股感觉热。
任务二:改变内能的两种途径
2.热传递改变物体的内能
除了搓手能使我们的手变热,我们还可以通过捂热水袋的方法来使我们的手温度升高。当温度不同的物体互相接触时,低温物体温度升高,高温物体温度降低,我们把这个过程叫做热传递。热传递的方式可以改变物体的内能。
问题:你还能举出哪些生活中的例子是通过热传递改变物体内能的?
煎鸡蛋、烧水、加热食物、火锅等。
热传递改变物体内能
A.物体吸热
内能增加
温度升高
B.物体放热
温度降低
内能减少
热传递方向:
内能从高温物体向低温物体传递。
新知探究
热传递的三种方式
热传导
热对流
热辐射
新知探究
归纳总结
二、改变物体内能的两种途径
(1)热传递:能量从高温物体传到低温物体,或者是从同一物体的高温部分传到低温部分。
(2)发生条件:不同物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。
(3)热传递的实质:能量发生了转移。
(5)注意:热传递过程中,传递的是能量,而不是温度。
(4)高温物体放出热量、内能减小,低温物体吸收热量、内能增加。
2.热传递可以改变物体内能
二、改变物体内能的两种途径
一桶水想要其内能增大,温度升高,除了对其做功还可以利用热传递的方法。
热传导法:将小金属筒放在火焰上加热,或者把它放入盛有热水的容器中。高温物体通过热传导的方式将热量传递给金属筒,进而传递给筒内的水,使水的内能增加。
热辐射法:用一个强光源对着小金属筒照射。强光源发出的热量通过热辐射的形式传递给金属筒和水,使水吸收热量,内能增加。
注意:做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
有一只瓶子,里面装有一些铁屑,如果你没有看到内能改变的过程,单凭铁屑的温度升高,你能说出究竟采用了什么方法吗?
不能
做功和热传递是两个不同的过程,实质也不相同,但是在改变物体的内能上是等效的。
其中做功的本质是能量间的转化(能量的形式会改变),而热传递只不过是内能的转移(能量的形式不变,都为内能)。
可以加热,利用热传递的方法增加内能,也可以晃动瓶子,利用做功的方法增加内能。
一、内能:
内能的特点:
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和
1、任何温度下的物体都具有内能
2、一个物体的温度越高,内能越大
二、改变物体内能的方法:
1、外界对物体做功,内能增加,温度升高
2、物体对外界做功,内能减小,温度降低.
物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少
热传递
做功
物体的内能
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