1.2 内能和热量（教学课件）物理新教材教科版九年级上册

该初中物理课件围绕“内能和热量”展开，涵盖温度与热运动、内能概念及影响因素、改变内能的两种方式（做功和热传递）、燃料热值等核心知识点。课堂导入从生活中的高温天气现象提问“热也是一种能量吗”，通过红墨水扩散实验建立分子热运动模型，类比机械能引出内能，再结合摩擦生热、压缩体积等实验探究改变内能的方式，最后衔接燃料燃烧与热值，形成连贯的知识支架。 其亮点在于以实验探究为核心，通过红墨水扩散、压缩硝化棉燃烧、气体做功产生白气等实验培养科学探究能力，利用内能与机械能对比表格、温度-热量-内能关系判断等内容强化科学思维中的模型建构与推理，帮助学生形成清晰的物理观念。学生能通过直观实验理解微观过程，教师可借助丰富典例和分层练习提升教学效率。

物理九年级上册 •教科版 第七章 内能 第2节 内能和热量 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道内能是分子动能与分子势能总和；明白一切物体都有内能；掌握做功、热传递两种改变内能的方式；区分温度、内能、热量 02 科学思维 依托分子动理论构建内能微观模型；通过宏观热现象推理内能变化；辨析做功与热传递的能量变化本质，锻炼逻辑推理能力。 03 科学探究 完成压缩空气、摩擦生热、冷热混合对比实验；观察并记录温度、物态变化；完整经历实验探究、分析归纳的流程。 04 科学态度与责任 通过热学实验保持探究热情，秉持实事求是的态度；了解内能的生活应用，树立节能意识；小组实验中学会协作交流。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 温度与热运动 2. 内能的概念与影响因素 3. 改变内能的两种方式：做功、热传递 4. 热值的含义 1. 区分温度、内能、热量三个物理量 2. 理解做功改变内能的能量转化本质。 课堂引入 热也是一种能量吗？ “今天的天气晴间多云，最高温度 37°C。”哇，真热！太阳，向大地辐射着能量...... 知识点1 温度与热运动 知识点1：温度与热运动 实验探究：温度对扩散的影响 知识点1：温度与热运动 实验探究：温度对扩散的影响 把两滴红墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中，比较两杯水中墨水扩散的快慢，你能得出什么结论？ 结论：温度越高，分子运动越剧烈扩散越快。 人们常常把物体内部大量分子的无规则运动叫作热运动。 典例分析 【典例】1．甲、乙两个相同的透明玻璃水杯，盛有质量相等、温度不同的纯净水，其中一杯是80℃的热水，另一杯是5℃的冷水，它们都静静地放置在水平桌面上。同时向两杯水中各滴入一滴碳素墨水，过一会儿后观察到了如图所示的现象。 (1)甲、乙两个水杯中，盛有热水的是_______杯； (2)该实验说明分子无规则运动的剧烈程度与_______有关，这种无规则运动也叫做______________。 乙 温度 分子热运动 典例分析 【答案】(1)乙 (2) 温度 分子热运动 【详解】（1）一切物质的分子都在不停地做无规则运动，且温度越高，分子运动越剧烈。图乙中墨水扩散的较快，说明分子运动的较剧烈，水的温度较高。 （2）[1][2]分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，所以这种无规则运动也叫做分子的热运动。 知识点2 内能 知识点2：内能 弹簧形变时具有势能 运动的足球具有动能 我们学过： 2.弹簧形变的时候具有势能，分子与分子之间也有相互作用力，分子之间是否也具有势能？ 1.运动的物体具有动能，那么处于热运动的分子是否具有动能？ 知识点2：内能 内能：物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和。 热运动的分子也具有动能，同时也具有势能 单位：焦耳（ J ） 知识点2：内能 影响内能大小的因素： 分子动能 温度 分子势能 体积（状态） 分子数量 物质的种类 分子种类 质量 微观因素 宏观因素 注意：同一物体，温度越高，物体内分子运动越剧烈，分子动能越大，内能也会越大。 知识点2：内能 机械能与内能的区别 内能 机械能 概念 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能 影响因素 物体的温度、体积、质量、物态、种类 物体的质量、速度、被举高的高度或弹性形变的程度 研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体 存在条件 永远存在 正在运动，或处在高处，或发生弹性形变 典例分析 【典例】1．小梦利用几杯水进行简单的物理实验，如下图所示，四杯水中内能最大的（     ） D 【详解】对比A、B两杯水的内能​，A、B两杯水的质量都是100g，B杯水的温度为60℃，高于A杯水的30℃，因此B杯水的内能大于A杯水的内能； 对比C、D两杯水的内能​，C、D两杯水的质量都是200g，D杯水的温度为60℃，高于C杯水的30℃，因此D杯水的内能大于C杯水的内能； 对比B、D两杯水的内能​，B、D两杯水的温度都是60℃，D杯水的质量为200g，大于B杯水的100g，因此D杯水的内能大于B杯水的内能。 内能从大到小排序应为：D > B > C > A。 故选D。 典例分析 【典例】2．对小企鹅的对话，同学们展开了热烈的讨论，其中正确的是（　　） A．企鹅只具有机械能，不具有内能 B．冰山温度低，企鹅体温高，企鹅的内能较大 C．一般情况下，企鹅行动迟缓，有利于维持体能，说明内能与物体的运动速度有关 D．一切物体都具有内能 D 【详解】A．一切物体在任何情况下都具有内能，企鹅也不例外，故A 不正确； B．内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关。冰山虽然温度低，但质量很大，其内能不一定比企鹅小，故B 不正确； C．内能与物体的运动速度无关，企鹅行动迟缓有利于维持体能，是因为行动迟缓可以减少热量的产生，故C 不正确； D．内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。一切物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体，不论温度高低，都具有内能。故D 正确。 知识点3 改变内能的方式 知识点3：改变内能的方式 拿一支铅笔，怎样做能让笔杆热起来？试一试有几种方法。和同学进行交流，统计所有的方法，并进行归纳分类。 用火烤 用太阳晒 热传递 用手搓 在桌子上摩擦 做功 知识点3：改变内能的方式 （一）热传递 定义：以内能的形式从一个物体向另一个物体直接传递，叫做热传递。 热量：在热传递过程中，转移内能的多少叫热量 符号：Q 本质：内能的转移 热传递的条件：存在温度差 热量的传递方向：从高温物体传向低温物体。 注意：热量是一个过程量，对于热量的描述：只能用“吸收”或“放出”来描述 不能说：含有热量，具有热量。 知识点3：改变内能的方式 热传递 吸收热量 放出热量 物体吸收热量，物体内能增大。 物体放出热量，物体内能减小。 注意：热量总是自发的从高温物体传向低温物体， 不一定从内能大的物体传向内能小的物体。 知识点3：改变内能的方式 （二）做功： 定义：另一种是从其他形式的能量转化为内能或内能转化为其他形式的能量，叫作做功。 对物体做功常见的四种类型： 摩擦生热、压缩体积、敲打物体、弯折物体 本质：能量的转化 知识点3：改变内能的方式 外界对物体做功 物体对外界做功 外界对物体做功，物体内能增大。 物体对外界做功，物体内能减小。 做功 外界对物体做功：压缩体积，机械能转化为内能，内能增大。 物体对外界做功：向装有水中的瓶中打起，内能转化为机械能，内能减小。 知识点3：改变内能的方式 压缩体积 实验 知识点3：改变内能的方式 活塞压缩空气做功 空气的内能增大，温度升高 达到硝化棉的着火点，硝化棉燃烧 机械能 内能 知识点3：改变内能的方式 气体做功 实验 知识点3：改变内能的方式 向瓶内打起 瓶内气体内能减少 瓶内气体压强变大，瓶内气体推动瓶塞做功 瓶内气体温度降低 水蒸气液化为小水滴（白气） 内能 机械能 知识点3：改变内能的方式 所以，热传递和做功在改变物体内能上是等效的。 对于热起来的笔杆，如果我们没有看见它内能改变的过程，根据结果能判断内能增大的原因吗？是由于烈日照晒，还是由于用手摩擦？显然，这是无法判断的。 功、热量和内能有相同的单位，都是焦耳。 知识点3：改变内能的方式 温度、热量和内能之间的关系（判断对错） 同一物体，温度升高，内能一定增大 同一物体，温度降低，内能一定减小 物体内能减小，温度一定降低 物体内能增大，温度一定升高 晶体熔化过程中，吸收热量，内能增大，温度不变 晶体凝固过程中，放出热量，内能减小，温度不变 知识点3：改变内能的方式 温度、热量和内能之间的关系（判断对错） 物体吸收热量，内能一定增大 物体放出热量，内能一定减小 物体内能增大，一定是吸收热量 物体内能减小，一定是放出热量 可能同时存在物体对外界做功，导致内能减小 可能同时存在外界对物体做功，导致内能增大 可能是外界对物体做功，导致内能增大 可能是物体对外界做功，导致内能减小 知识点3：改变内能的方式 温度、热量和内能之间的关系（判断对错） 物体温度升高，一定是吸收热量 物体温度降低，一定是放出热量 物体吸收热量，温度一定升高 物体放出热量，温度一定降低 物体温度升高，可能是外界对物体做功引起的 物体温度降低，可能是物体对外界做功引起的 晶体熔化过程中，温度保持不变 晶体凝固过程中，温度保持不变 典例分析 【典例】1．如图所示的各种情景，属于用热传递的方式改变物体内能的是（　　） A． 滑下滑梯时臀部感到热 B． 可乐加冰 C． 划燃火柴 钻木取火 D． B 【详解】A．滑下滑梯时臀部感到热，是因为臀部与滑梯之间存在摩擦，属于通过做功的方式改变物体的内能，故A不符合题意； B．可乐加冰，冰的温度较低，可乐的温度较高，两者之间会发生热量的传递，这是通过热传递的方式改变物体的内能，故B符合题意； C．划燃火柴时，火柴头与火柴盒侧面摩擦，摩擦生热，属于通过做功的方式改变物体的内能，故C不符合题意； D．钻木取火，属于通过做功的方式改变物体的内能，故D不符合题意。故选B。 典例分析 【典例】2．如图所示是一款创意暖手笔，内装电池，按下按键便会发热，解决了冬天写字时手冷的问题。暖手笔给手保暖的过程中（    ） A．温度从暖手笔传向手 B．暖手笔含有的热量比手多 C．笔是通过热传递的方式使手的内能增加了 D．暖手笔只有发热时才具有内能 C 【详解】A. 温度是指物体的冷热程度，发生热传递时，传递的是热量而不是温度，故A不符合题意； B. 热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故B不符合题意； C. 暖手笔发热后，手接触暖手笔，热量从暖手笔传递到手，手的内能通过热传递的方式增加，故C符合题意； D. 一切物体在任何温度下都具有内能，所以常温下和发热时的暖手笔都具有内能，故D不符合题意。 故选C。 典例分析 【典例】3．关于热量、温度、内能，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，内能一定增加，温度一定升高 B．物体温度升高，内能一定增加，一定吸收了热量 C．物体内能增加，一定吸收了热量，温度不一定升高 D．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加 D 【详解】A．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，比如：晶体在熔化过程中吸收热量，内能增大，而温度保持不变，故A错误； B．一个物体温度升高，内能一定增加，但不一定吸收了热量，还可能外界对物体做了功，故B错误； C．物体内能增加，不一定吸收了热量，还可能外界对物体做了功，故C错误； D．物体温度升高，其内部分子无规则运动加剧，内能增加，不一定吸收了热量，还可能外界对物体做了功，故D正确。 知识点4 燃烧 放出热量 知识点4：燃烧 放出热量 （一）、燃料 燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。 燃料的种类有很多，木柴是燃料，煤、汽油、柴油和天然气等也是燃料。你还知道哪些燃料？和同学交流。 知识点4：燃烧 放出热量 生活中常见的燃料： 根据经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？ 质量相等的不同燃料在完全燃烧时放出的热量是不同的。 知识点4：燃烧 放出热量 （二）、热值 1.定义：把燃料完全燃烧放出的热量Ｑ与燃料质量 m的比，叫做这种燃料的热值 2.公式： 3.公式变形 Q=mq=Vq Ｑ 热量(J) m质量(kg) q 热值（J/kg） Ｑ 热量(J) V体积(m3) q 热值 （ J/m3) （气体燃料） （固体燃料） 知识点4：燃烧 放出热量 热值大小只有燃料的种类有关。 1. 热值的影响因素: 热值大小与燃料的质量大小、燃料燃烧放出的热量多少、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 2. 物理意义 q氢气 =1.4×108J/kg 表示完全燃烧 lkg氢气将放出1.4×108 J的热量。 q天然气 =2.7×107J/m3 表示完全燃烧1m3天然气，将放出2.7×107 J的热量。 典例分析 【典例】1．由热值的定义可知，热值 ， 式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么（   ） A．热值的大小与Q成正比 B．热值的大小与m成反比 C．若煤的热值大于干柴的热值，则燃烧1kg煤所放出的热量一定比燃烧1kg干柴放出的热量多 D．热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定 【详解】AD．热值是燃料的一种特性，其大小由燃料种类决定，与燃料完全燃烧放出的热量Q无关，故A不符合题意；故D符合题意。 B．热值是燃料的一种特性，其大小由燃料种类决定，热值大小与燃料的质量m无关，故B不符合题意； C．热值反映燃料完全燃烧放热能力，但实际燃烧时可能存在不完全燃烧情况，因此燃烧1kg煤放出的热量不一定大于燃烧1kg干柴放出的热量，故C不符合题意； 故选D D 典例分析 【典例】2．沼气是一种清洁燃料，部分地区因地制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭．已知沼气的热值为 ，它表示的物理意义是______________________________________．完全燃烧0.2m3沼气，放出的热量为__________J． 【答案】 1m3沼气完全燃烧放出的热量是 【详解】[1]沼气的热值物理意义为1m3沼气完全燃烧放出的热量是 [2] 1m3沼气完全燃烧放出的热是 3.8×106 3.8×106 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 B 1.“好山好水好风光，昔马粑粑香又香”，盈江县昔马“红米粑粑”是当地一道特色美食，选用蒸煮好的高山红糙米进行舂制，食用时放在炭火中烘烤，蘸上特制酱料色香味俱全。下列情境中，改变物体内能的方式与“蒸煮”“烘烤”过程相同的是（    ） A． 弯折铁丝 B． 暖水袋暖手 压缩空气 D． 钻木取火 C． 【详解】“蒸煮”“烘烤”是通过热传递的方式改变物体的内能。 A．弯折铁丝是通过做功的方式改变物体的内能，故A不符合题意； B．暖水袋暖手是通过热传递的方式改变物体的内能，故B符合题意； C．压缩空气是通过做功的方式改变物体的内能，故C不符合题意； D．钻木取火是通过做功的方式改变物体的内能，故D不符合题意。 故选B 课堂练习 探究新知 2.关于内能的说法正确的是（    ） A．物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能 B．改变物体内能的方式有做功和热传递 C．热传递时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体 D．一个物体被举的越高，内能越大 【详解】A．内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，一切物体在任何温度下都有内能，故A错误； B．做功和热传递是改变物体内能的两种正确方式，故B正确； C．热传递的条件是物体间存在温度差，热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体，和内能大小无关（内能大的物体温度不一定高），故C错误； D．物体被举得越高，重力势能越大；内能是和物体内部分子热运动、分子间相互作用有关的能量，举高物体不会改变物体的内能，故D错误。 故选 B。 B 课堂练习 探究新知 3．关于燃料的热值，以下说法正确的是（　　） A．热值大的燃料燃烧放出的热量一定多 B．燃料燃烧越充分，其热值越大 C．1kg的汽油用去一半，其热值变为原来的一半 D．热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量无关 【详解】A．热值大的燃料燃烧放出的热量不一定多，还与燃料的质量有关，故A错误； B．热值是燃料本身的一种特性，与燃料是否充分燃烧无关，故B错误； C．热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量无关，所以1kg的汽油用去一半，其热值不变，故C错误； D．热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量无关，故D正确。 故选D。 D 课堂练习 探究新知 4.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．物体温度越高，所含热量越多 B．0℃的冰没有内能 C．热传递过程中，热量总是从内能大的物体传给内能小的物体 D．物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高 【详解】A．热量是一个过程量，不能说物体“含有”多少热量，只能说“吸收”或“放出”多少热量，故A错误； B．一切物体在任何温度下都具有内能，0℃的冰也有内能，故B错误； C．热传递过程中，热量总是从温度高的物体传给温度低的物体，而不是从内能大的物体传给内能小的物体，故C错误； D．物体吸收热量时，内能一定增加。例如晶体熔化过程，吸收热量，内能增加，但温度保持不变，所以温度不一定升高，故D正确。 故选D。 D 课堂练习 探究新知 5．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（     ） A．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 B．物体温度不变，内能一定不变 C．物体温度升高，一定是外界对物体做了功 D．高温物体含有的热量一定比低温物体多 【详解】A.热传递的条件是存在温度差，而不是内能大小,内能小的物体可能温度更高,比如一小杯高温的热水，内能比一大桶温水小，但温度更高，所以可以将热量传递给内能大的物体，故A正确； B.物体温度不变，内能可能改变，比如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B错误； C.物体温度升高，可能是外界对物体做功，也可能是吸收了热量（热传递），故C错误； D.热量是过程量，只能说“吸收或放出热量”，不能说“含有热量”，故D错误。 故选A。 A 课堂练习 探究新知 6.我国能用固体燃料运载火箭将卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值___________（填“大”或“小”）的固体燃料，若固体燃料的热值为 ，完全燃烧0.5kg的固体燃料可放出___________J的热量。 【答案】 大 【详解】[1]火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是完全燃烧相同质量的燃料，热值大，可以放出更多的热量。 [2]由题意可知固体燃料的热值 ，根据 ，可求得完全燃烧0.5kg的固体燃料可放出的热量 大 课堂练习 探究新知 7．A、B是常用的两种液体燃料，其完全燃烧释放的热量Q与质量的关系如图所示，由此可知A燃料的热值________B燃料的热值（选填“大于”“小于”或“等于”）。这两种液体燃料在燃烧过程中，将化学能转化为________能。现有A燃料2kg，用去1kg，则剩余A燃料的热值将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 小于 内 不变 【详解】[1]如图，等质量的燃料A和燃料B完全燃烧，燃料A放出的热量更少，所以燃料A的热值小于燃料B的热值。 [2]燃料燃烧过程中，将储存的化学能转化为内能，释放热量。 [3]热值是燃料的特性，与燃料种类有关，与质量、放出的热量以及燃烧情况等无关，所以剩余A燃料的热值将不变。 小于 内 不变 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $