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课题:1.2
内能和热量
教学目标:
知识与技能
(1)知道分子运动的快慢与温度的关系;
(2)了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系;
(3)知道人类改变和利用内能的两种方式;
(4)了解热量的概念;从能量转化的角度认识燃料的热值。
过程与方法
(1)通过对比演示实验或自主实验探究,知道物体温度越高,分子运动越剧烈。
(2)类比已知认识到宏观能量(机械能和势能),认识物体内的微观能量——内能——分子动能和分子势能之和。
(3)通过实例分析内能是一种重要的能量形式。
(4)用能量的观点认识燃料这一人类目前利用得最广泛、最重要的能源。从能的转化角度认识燃料的燃烧过程。
(5)通过实例认识做功过程、热传递过程都是改变物体内能的过程。
情感、态度与价值观
(1)认识内能及内能的改变与人类的生活、生产息息相关,具有普遍性,提高利用内能服务人类社会的意识。
(2)认识使用燃料的价值,知道合理使用不同燃料对节约能源、保护环境的重要性。
教学重点
认识到一切物体都具有内能;认识到内能改变的两种方式是做功和热传递。
教学难点
温度、内能、热量三个基本热学概念的联系与区别。
教学用具:扩散现象(烧杯,热水,水,红墨水,滴管)。
教学过程
一、创设情景,导入新课
“今天的天气晴间多云,最高温度37℃.”哇,真热!太阳,向大地辐射着能量……
你知道这里的“热”和“能量”的含义吗?
二、新课讲授,师生互动
(一)温度与热运动
宏观现象中包含着许多微观的信息。对扩散的探究,可以帮你了解分子世界中的一些奥秘。
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?
温度表示物体的冷热程度。物体的温度越高,扩散越快,说明构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈。温度反映构成物体的大量分子做无规则运动的剧烈程度。
热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
温度越高,分子运动速度越快。
阅读课文P6图1-2-3
温度与热运动
图1-2-4
人体各部分的温度差异。
(二)物体的内能
采用联想对比的方法,对比机械能,引入内能概念。
物体具有宏观能量——机械能(物体的动能和势能)。
物体的微观能量——内能(大量分子的动能和势能之和)
物体运动具有动能—→分子热运动也具有动能;
伸长或压缩弹簧具有势能—→分子间相互吸引或排斥也具有势能;
物体动能、势能的总和统称为机械能—→物体内大量分子的动能、势能的总和统称为内能。
物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和,叫做物体的内能。
交流与讨论:
南极的冰山具有内能吗?
机械能=动能+势能
内能=分子动能+势能
一切物体都有内能。内能是能量的一种基本形式。
一个物体的动能或势能跟物体的质量、速度或高度有关,物体的内能的大小跟什么因素有关呢?
内能除了与温度有关之外,还跟物体所含分子的个数、种类、结构、状态等因素有关。
一般来说,物体不同,其内能也不同;同一物体处于不同温度、不同体积时,其内能也不同。
对于同一物体,如何改变它的内能的大小?怎样才能知道它的内能发生了改变?既为从能量的观点解释有关物态变化的热现象敞开思路,也为进一步归纳改变物体内能的两种基本方式做好铺垫。
(三)改变内能的方式
内能,是能量的一种形式。它可以从火堆传过来,也可以由你双手摩擦产生,还可以来自通电的电热器……
实验探究:让笔杆热起来
那一只铅笔,你怎样做能让笔杆热起来。试一试,你有几种方法?
归纳小结:改变物体内能的两种方式:热传递和做功。
热传递:内能从一个物体向另一个物体直接传递。——内能转移。
传递条件:温度差。
特点:从高温物体向低温物体传递,持续到温度相同为止。
在热传递过程中,转移内能的多少叫做热量。
高温物体——放出热量——内能减少
低温物体——吸收热量——内能增加
做功:其他形式的能量与内能的转化。
阅读课文P8图1-2-7怎样改变和利用物体的内能
(a)摩擦生热——做功(b)炼钢炉加热——热传递
(c)电热水器——做功(d)地热取暖——热传递
(e)钻木取火——做功
(四)燃烧,放出热量
1、燃烧是最常见的化学能转化为内能的能量转化过程。
交流与讨论:
(1)
燃烧放出热量;
(2)
燃烧是化学变化,是化学能转化为内能;
(3)
质量相同的不同燃料,燃烧后放出的热量一般不同;
(4)
同一燃料,质量不同,燃烧放出的热量不同。
提出问题:燃料燃烧放出的热量多少,跟哪些因素有关?
(1)热值是燃料的固有特性。(石块、钢铁无热值)
(2)只要是燃料就有热值,与它是否燃烧无关。
(3)热值是燃料完全燃烧时放出的热量,不完全燃烧不仅造成资源浪费,而且污染环境。
2、热值:1kg燃料完全燃烧放出的热量。用q
表示。
单位:
J/kg。
公式:Q=mq(热量Q的单位:J;质量m的单位:kg
;热值q的单位:J/kg。)
阅读:P9
几种常见燃料的热值。
说出柴油、汽油、氢气、天然气的热值及其意义?
柴油的热值是4.3×107J/kg,表示1kg的柴油完全燃烧放出的热量是4.3×107J。氢的热值最大。
三、板书设计
整合提升
四、大海扬帆,尝试远航
1.
下列说法正确的是
(
)
A.扩散现象只发生在气体之间
B.物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈
C.只有做功才能改变物体的内能
D.静止的物体没有内能
2.
下列生活场景中,通过做功来改变物体内能的是(
)
A.搓动双手感到暖和
B.
用嘴向手“哈气”感到暖和
C.冬天晒太阳身体感到暖和
D.围坐火炉烤火感到暖和
3.
下列生活场景中,通过热传递来改变物体内能的是
(
)
4.
关于燃料的热值,说法正确的是(
)
A.?燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B.?容易燃烧的燃料,热值一定大
C.?煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.?燃料完全燃烧时热值大
5.
将一瓶热值为3×107J/kg的酒精用去一半,剩下半瓶酒精的密度、热值
(
)
A.密度、热值变为原来的一半
B.密度不变、热值为原来的一半
C.密度为原来的一半、热值不变
D.密度、热值都不变
6.
热值为3×107J/kg的焦炭,完全燃烧50g的焦炭放出的热量是
(
)
A.1.5×109J
B.1.5×106J
C.5×107J
D.1.5×107J
参考答案:1.B;2.A;3.D;4.A;5.D;6.B。
1.“自我评价”答案:T1:ABD
。T2:温度降低,内能减少。
T3:解:放出热量Q=mq=0.05kg×3.0×107J/kg=1.5×106J。
教学反思:
(1)温度表示物体冷热程度,它是物体内大量分子无规则运动的剧烈程度的宏观量度。从分子动理论观点看,温度是物体分子平均动能大小的量度,如原子分子的平均动能
ε=1/2mV2=3/2kT。
(2)内能指物体内部所包含的总能量。分子的动能跟温度有关,分子间作用跟分子间的距离有关,所以物体的内能跟温度、体积都有关系。当然,物体的内能还与物体的种类、状态有关。一切物体在任何温度下都有内能。
(3)热量指热传递过程中内能的改变量。内涵:热传递过程中内能转移的量度。
一、温度与热运动。温度越高,扩散越快,分子运动越剧烈。物体内大量分子做无规则运动叫做热运动。
二、物体的内能:物体内所有分子的动能与分子势能总和叫做物的内能。内能是贮存在物体内部的能量。同一物体,温度升高,内能增大。一切物体都有内能。
内能还跟分子的多少、种类、结构、状态有关。
三、改变内能的两种方式:做功和热传递。
做功:气体膨胀做功,内能减小;压缩气体做功,内能增大。
热传递:内能从高温物体传递给低温物体。
热量:在热传递过程中,转移内能的多少。
高温物体,放出热量,内能减小;
低温物体,吸收热量,内能增大。
四、燃烧,放出热量。燃料燃烧过程中,化学能转化为内能。燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料的质量m的比,叫做这种燃料的热值,用符号q表示,即q=Q/m。热值的单位是J/kg或J/m3。热值是燃料的特性。
内能还跟分子的多少、种类、结构、状态有关。
内能和热量
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第一章
分子动理论与内能
1.2
内能和热量
导学目标:
1.
知道分子运动的快慢与温度的关系;
2.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系;
3.知道人类改变和利用内能的两种方式;
重点:认识到一切物体都具有内能;认识到内能改变的两种方式是做功和热传递。
难点:温度、内能、热量三个基本热学概念的联系与区别。
导学方法:实验探究法、讨论法
课
时:1课时
导学过程
课前导学
1.温度表示物体的
。物体温度越高,扩散越
。说明构成物体的大量分子做
运动剧烈程度
。
2.把物体内部大量分子的______
__运动叫做热运动。
3.物体内所有分子的
和分子间相互作用的
的总和,叫做物体的内能。
4.改变内能的方式有
和
。
课堂导学
一、温度与热运动
1.温度表示物体的
。物体温度越高,扩散越
。说明构成物体的大量分子做
运动剧烈程度
。
2.把物体内部大量分子的______
__运动叫做热运动。
二、物体的内能
3.物体内所有分子的
和分子间相互作用的
的总和,叫做物体的内能。
4.内能是储存在物体
的能量。同一个物体,温度越高,物体内分子运动越剧烈,分子的动能
,内能也
。
5.内能还和物体内部分子的
、
、
、状态等因素有关。内能的改变会影响物体内部分子的运动及结构的变化,从而引起热
、熔化、
、蒸发等各种热现象。
三、改变物体的内能
6.改变内能的方式有
和
。
7.以内能的形式从一个物体向另一个物体直接传递,叫做
。在热传递过程中,转移内能的多少叫做
。
8.从其他形式的能量转化为
或内能转化为其他形式的能量,叫做做功。
9.一个物体吸收热量,内能______
__。放出热量,内能
。物体对外做功,内能
,外界对物体做功,物体内能_______________。
四、燃烧,放出热量
10.燃料燃烧是一种_____
_变化,在燃烧过程中,燃料的_____
_能转化为_____
_能。
11.燃料完全燃烧放出的_____
_Q与燃料的_____
_m的_____
_,叫做燃料的热值,用符号_____
_表示,即q=_____
_,热值的单位是
或
。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1.
下列说法正确的是
(
)
A.扩散现象只发生在气体之间
B.物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈
C.只有做功才能改变物体的内能
D.静止的物体没有内能
2.
下列生活场景中,通过做功来改变物体内能的是(
)
A.搓动双手感到暖和
B.
用嘴向手“哈气”感到暖和
C.冬天晒太阳身体感到暖和
D.围坐火炉烤火感到暖和
3.
下列生活场景中,通过热传递来改变物体内能的是
(
)
4.
关于燃料的热值,说法正确的是(
)
A.?燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B.?容易燃烧的燃料,热值一定大
C.?煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.?燃料完全燃烧时热值大
5.
将一瓶热值为3×107J/kg的酒精用去一半,剩下半瓶酒精的密度、热值
(
)
A.密度、热值变为原来的一半
B.密度不变、热值为原来的一半
C.密度为原来的一半、热值不变
D.密度、热值都不变
6.
热值为3×107J/kg的焦炭,完全燃烧50g的焦炭放出的热量是
(
)
A.1.5×109J
B.1.5×106J
C.5×107J
D.1.5×107J
课后反思
参考答案:
课前导学:
1.温度、快、无规则。2.无规则。3.
动能、势能。
4.做功、热传递。
课堂导学
1.温度、快、无规则。2.无规则。3.
动能、势能。
4.内部、越大、越大。
5.多少、种类、结构、膨胀、凝固。
6.做功、热传递。
7.热传递、热量。
8.内能。
9.增大、减少、减少、增大。
10.化学、化学、内。
11.热量、质量、比、q、Q/m、J/kg、J/m3。
课堂练习:
1.B;2.A;3.D;4.A;5.D;6.B。
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1.2
内能和热量
教科版
九年级上册
作者
高文超
教学目标
1.知识与技能
(1)知道分子运动的快慢与温度的关系;
(2)了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系;
(3)知道人类改变和利用内能的两种方式;
(4)了解热量的概念;从能量转化的角度认识燃料的热值。
教学目标
2.过过程与方法
(1)通过对比演示实验或自主实验探究,知道物体温度越高,分子运动越剧烈。
(2)类比已知认识到宏观能量(机械能和势能),认识物体内的微观能量——内能——分子动能和分子势能之和。
(3)通过实例分析内能是一种重要的能量形式。
(4)用能量的观点认识燃料这一人类目前利用得最广泛、最重要的能源。从能的转化角度认识燃料的燃烧过程。
(5)通过实例认识做功过程、热传递过程都是改变物体内能的过程。
教学目标
3.情感、态度与价值观
(1)认识内能及内能的改变与人类的生活、生产息息相关,具有普遍性,提高利用内能服务人类社会的意识。
(2)认识使用燃料的价值,知道合理使用不同燃料对节约能源、保护环境的重要性。
教学重点:实例认识到一切物体都具有内能;认识到内能改变的两种方式是做功和热传递。燃料的热值。
教学难点:温度、内能、热量三个基本热学概念的联系。
新知导入
今天的天气晴间多云,最高气温37℃。”哇,真热!太阳向大地辐射着能量??????
新知导入
宏观现象中包含着许多微观的信息。对于扩散现象的探究,可以帮助呢了解分子世界的一些奥秘。
冷水
热水
开始时
冷水
热水
10分钟后
新知导入
把两滴蓝墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,比较两杯水中墨水的扩散的快慢,你能得出什么结论?
冷水
热水
开始时
冷水
热水
10分钟后
新知导入
现象:热水中墨水扩散快
冷水
热水
10分钟后
结论:温度高,扩散快
新知导入
温度表示物体的冷热程度。物体的温度越高,扩散越快,说明构成物质的大量分子做无规则运动越剧烈。
冷水
热水
10分钟后
新知导入
温度反映了构成物体的大量分子做无规则运动的剧烈程度。
人们把物体内部的大量分子做无规则运动叫做热运动(thermal
motion)。
温度与热运动
新知导入
这些热谱图显示人体各部位的温度差异,间接说明人体不同部位分子热运动情况是不同的。
新知导入
运动的物体具有动能,运动的分子同样具有动能。
举高的物体具有重力势能,运动的分子同样具有动能。伸缩的弹簧具有弹性势能。分子间有存在着引力和斥力,分子间存在着分子势能。
新知导入
运动的物体具有动能,运动的分子同样具有动能。
伸缩的弹簧具有弹性势能。分子间有存在着引力和斥力,分子间存在着分子势能。
物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和,叫做物体的内能(internal
energy)。
新知导入
内能是储存在物体内部的能量。一切物体都有内能。
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。例如,一杯水的温度由10℃升高到20℃,那么这杯水的内能一定液增加了。
新知导入
内能还跟物体内部分子多少、种类、结构、状态等因素有关。内能的改变会影响物体内部分子的运动及结构的变化,从而引起热膨胀、熔化、凝固、蒸发等各种热现象。
新知导入
我们这里年平均气温是-25
℃
,这里的冰山肯定没有内能了。
不会,物体都是由分子构成的,冰山中分子也在做热运动,所以冰山也具有内能。
新知导入
南极是世界上最冷的地方,对小企鹅的对话,你有什么看法?
一切物体都是由分子组成的,分在不停的做无规则运动,分子具有动能,分子间有相互作用力,分子具有势能,分子动能与势能的总和就是物体的内能。冰山有内能。
新知导入
内能,是能量的一种形式。它可以从火堆传过来,也可以由你双手摩擦产生,还可以来自通电的电热器??????
新知导入
拿一支铅笔,你怎样让笔杆热起来?试一试,你有几种方法?
和同学进行交流,统计所有的方法,并进行归纳分类。
让笔杆热起来
新知导入
方法一:放在太阳下晒
方法二:与手摩擦
让笔杆热起来
方法三:??????
新知导入
改变物体的内能,可以归纳为两种方式:一是以内能的形式从一个物体直接传递,叫做热传递(heat
transfer)。
用火烧水——热传递
新知导入
改变物体的内能,可以归纳为两种方式:一是以内能的形式从一个物体直接传递,叫做热传递(heat
transfer)。
烤火取暖——热传递
新知导入
热传递
高温火
低温人
内能转移
高温火
高温水
内能转移
热传递
新知导入
改变物体的内能,可以归纳为两种方式:一是以内能的形式从一个物体直接传递,叫做热传递(heat
transfer)。在热传递过程中,转移内能的多少叫做热量(heat)。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,叫做做功(do
word)。
新知导入
热传递
高温火
低温人
内能转移
高温火
高温水
内能转移
热传递
高温物体
放出热量,内能减少
低温物体
吸收热量,内能减少
内能转移
热传递
新知导入
应用温度——压强传感器可以探究气球破裂瞬间球内气体温度和压强的变化
气体破裂瞬间,气体内气体体积增大,对外做功,温度降低,气体的内能怎样变化?对照如图所示的结果,你有什么看法?
气球破裂瞬间球内气体温度、压强的变化
新知导入
改变物体的内能的两种方式:
1.热传递:内能的转移。吸收热量,内能增加;放出热量,内能减少。
2.做功:内能的转化。物体对外界做功,内能减少,气体膨胀做功;外界对物体做功,内能耗增加,摩擦生热。
新知导入
做功
火药燃气
碎纸
内能转化
活塞
气体
内能转化
做功
新知导入
做功
火药燃气
碎纸
内能转化
火药燃气
对外做功,内能减少
碎纸
获得机械能
内能转化
做功
气体膨胀做功,内能转化机械能
新知导入
活塞
气体
内能转化
做功
活塞
外界对气体做功
气体
气体内能增加
内能转化
做功
压缩气体做功,机械能转化内能
新知导入
热传递
低温物体,吸收热量,内能增加
高温物体,放出热量,内能减少
内能转移
做功
外界对物体做功,内能增加,机械能转化内能
物体对外界做功,内能减少,内能转化机械能
我们可以用功来度量内能的改变。
新知导入
内能可以方便地转移或与其他形式的能量相互转化。为人类广泛利用。
怎样改变和利用物体的内能。
新知导入
秋天的晚上,同学们在野外宿营、围坐在一堆熊熊燃烧的篝火旁,欢笑,唱歌??????
篝火
新知导入
在篝火旁,我们为什么会感到温暖?
从微观上看,篝火周围空气分子的热运动变得剧烈了。
这意味着空气内能增加了,这些能量是从哪里来的呢?
新知导入
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。在现代社会,人类所用的大部分能量来自各种燃料的燃烧。
炒菜,利用燃料的燃烧,将燃料的化学能转化成的内能
新知导入
燃料的种类很多,木材是燃料。煤、汽油、柴油和天然气是很好的燃料。你还知道哪些燃料?和同学们交流。
新知导入
根据你的经验,相等质量的不同燃料,燃烧时放出的热量相同吗?
不同燃料的成分不同,贮存的化学能也不同。相同质量的不同燃料在燃烧时放出的热量是不同的。
新知导入
燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料的质量m的比,叫做这种燃料的热值。
热值q的单位:J/kg
热量Q的单位:J
质量m的单位:kg
新知导入
热值的意义:
1.同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比
。
2.相同质量的不同燃料,在完全燃烧时放出的热量并不相等。
燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关?
跟燃料的质量和种类有关。
新知导入
1.燃料完全燃烧时放出的热量Q与燃料的质量m的比,叫做这种燃料的热值。
2.热值的符号:q
单位:J/kg(J/m3)
3.木炭的热值为3.4×107J/kg的含义
表示1kg的木炭在完全燃烧时放出的热量为3.4×107J。
天然气气的热值为4.5×107J/m3,表示1m3的天然气在完全燃烧时所放出的热量为4.5×107J。
新知导入
2021年3月1日示数
2021年4月1日示数
读数为6.637m3
读数为36.637m3
4月份消耗天然气
=36.637m3-6.637m3=30m3。
新知导入
一个三口之家使用天然气做饭、洗澡,月消耗30m3,相当于完全燃烧多少千克干木柴?天然气热值为3.6×107J/m3,干木柴热值为1.2
×107J/kg。
解:天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=30m3×3.6×107J/m3=1.08×109J;
课堂练习
1.下列说法正确的是
(
)
A.扩散现象只发生在气体之间
B.物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈
C.只有做功才能改变物体的内能
D.静止的物体没有内能
B
课堂练习
2.下列生活场景中,通过做功来改变物体内能的是(
)
A.搓动双手感到暖和
B.
用嘴向手“哈气”感到暖和
C.冬天晒太阳身体感到暖和
D.围坐火炉烤火感到暖和
A
课堂练习
3.下列生活场景中,通过热传递来改变物体内能的是
(
)
D
课堂练习
4.关于燃料的热值,说法正确的是(
)
A.?燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B.?容易燃烧的燃料,热值一定大
C.?煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.?燃料完全燃烧时热值大
A
课堂练习
5.将一瓶热值为3×107J/kg的酒精用去一半,剩下半瓶酒精的密度、热值
(
)
A.?
密度、热值变为原来的一半
B.?
密度不变、热值为原来的一半
C.?
密度为原来的一半、热值不变
D.?
密度、热值都不变
D
课堂练习
6.热值为3×107J/kg的焦炭,完全燃烧50g的焦炭放出的热量是
(
)
A.?
1.5×109J
B.?
1.5×106J
C.?
5×107J
D.?
1.5×107J
B
课堂总结
一、温度与热运动:温度越高,扩散越快,大量分子运动越剧烈。物体内大量分子的无规则运动叫做热运动。
二、物体的内能:物体内所有分子无规则运动的动能和分子相互作用的势能的总和,叫物体的内能。与分子多少、种类、结构、状态有关。内能、热量、功的单位都是焦耳(J)。
三、改变内能的方式:做功和热传递。其效果相等。
内能可以转移或与其他形式能量相互转化。
在热传递过程中,转移内能的多少叫做热量。
高温物体放热,内能减少;低温物体吸热,内能增大。
四、燃烧,放出热量。燃烧,燃料的化学能转化为内能。燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料的质量m的比,叫做燃料的热值。热值是燃料的特性,与燃料的种类有关。
公式:?=?/?,单位:J/kg或J/m3。
板书设计
一、温度与热运动:物体内大量分子的无规则运动叫做热运动。温度越高,扩散越快,大量分子运动越剧烈。
二、物体的内能:物体内所有分子无规则运动的动能和分子相互作用的势能的总和,叫物体的内能。与分子多少、种类、结构、状态有关。内能、热量、功的单位都是焦耳(J)。
三、改变内能的方式:做功和热传递。其效果相等。
内能可以转移或与其他形式能量相互转化。
在热传递过程中,转移内能的多少叫做热量。
高温物体放热,内能减少;低温物体吸热,内能增大。
四、燃烧,放出热量。燃烧,燃料的化学能转化为内能。燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料的质量m的比,叫做燃料的热值。热值是燃料的特性,与燃料的种类有关。
公式:?=?/?,单位:J/kg或J/m3。
作业布置
1.
P12
T1、T2、T3。
2.课外作业:P12家庭实验室。
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