教科版九年级物理上册 第1章第2节 内能和热量 课件(共39张PPT)

(共39张PPT)
第2节 内能和热量
复习导入
1.分子动理论的内容：
物体是由大量分子组成的；分子在永不停息地做无规则的运动；分子间存在相互作用力。
2.扩散现象说明了什么？
3.动能和势能
物体由于运动而具有的能叫做动能；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能；物体由于弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
探索新知
◆温度与热运动
实验探究：向盛有冷水和热水的玻璃杯中分别滴入一滴墨水，观察哪杯中的墨水扩散的快？
点击观看视频
比较两杯水中墨水扩散的快慢，你能得出什么结论？
实验现象：
扩散慢
扩散快
分子运动的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，说明分子运动越剧烈。
　　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，人们常常把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
这些热谱图显示出人体各部位的温度差异，间接地说明人体不同部位分子热运动情况是不同的
温度与热运动
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________________________________。
复习回顾：
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
观察对比：
运动着的篮球具有动能。
结论：运动着的分子也具有动能。
运动着的分子呢
分子作无规则运动而具有的能叫做分子动能。
观察对比：
弹簧形变时具有势能。
r0
f1
f1'
f2
f2'
f
f '
f
f '
r > 10r0
讨论：互相吸引或排斥的分子之间有没有势能？
结论：互相吸引或排斥的分子也具有势能。
由于分子间存在着相互作用力而具有的能叫做分子势能。
◆物体的内能
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。
内能=分子动能+分子势能
　 内能的单位是焦耳（J）。
注意：
① 所有分子。
②“内能”是指物体具有的，而不是分子具有的。
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，冰山中的分子也在做热运动，所以冰山也具有内能。
南极实世界上最冷的地方，对小企鹅的对话，你有什么看法？
炽热的铁水有内能吗？
北极的冰山也有内能吗？
　　因为所有的物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。
思考：
内能的大小与什么因素有关？
温度
分子动能
分子无规则运动的剧烈程度
体积和状态
分子间的距离
分子间的作用力
分子势能
质量
分子个数
物质的种类
分子的质量
（1）内能与温度有关，同一物体，温度越高，内能越大，温度越低，内能越少。
（2）内能还与物体的体积（或质量、状态） 有关，同种物质，温度相同时，体积（ 质量）越大，内能越大。
内能与机械能的区别与联系
内能 机械能
区别 定义 物体内所有分子，动能和分子间相互作用的势能的总和 物体所具有的动能和势能的总和
影响因素 物体的温度、质量、状态和物质种类 物体的质量、速度、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 有一定质量、速度、高度、弹性形变
联系 （1）具有机械能的物体一定具有内能，但是具有内能
的物体不一定具有机械能
（2）物体的内能和机械能之间可以相互转化
思考：
普通的一根铁丝，我们能通过哪些方法使它的温度升高？（即使它的内能增加）
A.放在太阳下晒 B.在石头上摩擦
C.放在热水中烫 D.放在火上烧
E.用锤子敲 F.放在手中捂
G.用力反复弯折 ……
你能对它们进行分类吗？
使铁丝温度升高
A.放在太阳下晒
C.放在热水中烫
D.放在火上烧
F.放在手中捂
用温度更高的物体使铁丝温度升高
热传递
B.在石头上摩擦
E.用锤子敲
G.用力反复弯折
温度升高的过程，往往伴随着运动
做 功
◆改变内能的方式
1.热传递可以改变内能
发生热传递时，内能从高温物体向低温物体直接传递，在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。
温度、热量、内能的区别
温度 热量 内能
意义 状态量 过程量 状态量
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
表述 是、降低、升高 吸收、放出 有、具有、改变
联系 热传递可以改变物体的内能，使内能增加或减少，但温度不一定改变
热传递的本质：
　　 内能从一个物体转移到另一个物体。
物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。
吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。
2.做功可以改变内能
演示实验
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结论：
　　对物体做功，内能增加，温度升高。
　　物体对外做功，内能减少，温度降低。
做功改变内能的本质：
　　
解释现象
机械能与内能的相互转化。
由于内能可以方便地转移或与其他形式的能量相互转化，因此为人类所广泛利用。
在古代，人类学会了钻木取火的方法
通过炼钢炉加热，改变铁的内能，可以使铁熔化
地下蕴藏着丰富的地热资源，世界上大约有20个国家使用地热取暖或发电
改变物体内能的方式
方式 内能如何变化 能的种类是 否改变 实质
热传递
做功
物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少
不变
内能的转移
对物体做功，物体内能会增加；物体对外做功，本身内能减少
改变
机械能与内能相互转化
热传递和做功改变物体内能是等效的
◆燃烧：放出热量
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，歌唱……
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更剧烈了。
这意味着空气内能增加了，这些能量是从哪里来的呢？
思考：
生活中我们可以使用哪些燃料？
木柴
煤
天然气
汽油
柴油
你还知道哪些燃料？
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。
不同燃料的成分不同，贮存的化学能不同。因此，相同质量的不同燃料在燃烧时放出的热量是不同的。
燃料的热值
燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料的质量m之比，叫做这种燃料的热值。
公式的意义：
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。
思考：
燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？
（1）燃料的质量
（2）燃料的种类
一些常见燃料的热值/(107J·kg-1)
干木柴 约1.2
烟煤 约2.9
酒精 3.0
焦炭 3.0
柴油 4.3
木炭 3.4
无烟煤 约3.4
煤油 4.6
汽油 4.6
氢气 14.3
人工煤气/（107J·m-3） 0.8~1.9
天然气/（107J·m-3） 0.9~4.5
2012年11月1日示数
2012年12月1日示数
读数为368.267m3
读数为398.275m3
天然气表
11月份消耗天然气
=398.275m3－368.267m3≈30m3。
11月份消耗天然气
=398.275m3－368.267m3≈30m3。
放出的热量Q=Vq
=30m3×4×107J/m3=1.2×109J
相当于多少千克干木柴放出的热量？
课堂小结
1.温度越高，扩散越快，大量分子运动越剧烈；
2.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。
3.改变内能的方式：做功和热传递。
物体对外界做功，内能减少；外界对物体做功，内能增大。
高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增大。
4.燃料燃烧是化学变化。燃料的化学能转化为内能。
5.燃料的热值：燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料的质量m的比。
自我评价
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．0℃以下的物体没有内能
C．内能和机械能是同一种形式的能量
D．内能与物体的温度有关
D
×
×
×
2.下列关于物体的内能和温度关系的说法中，正确的是（ ）
A.物体的内能跟温度有关，物体的内能越大，温度越高
B.物体的内能跟温度有关，物体的温度升高内能增大
C.物体的内能只和温度有关，所以温度高的物体，内能一定大
D.物体的内能只和温度有关，内能大的物体温度一定高
B
×
×
×
√
3.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是（ ）
A.物体温度升高，一定吸收了热量
B.物体放出热量时，温度一定降低
C.物体温度升高，内能一定增加
D.物体内能增加时，温度一定升高
物体温度升高可能是对物体做了功，也可能是物体吸收了热量.
解析：改变物体内能的方式有做功和热传递，它们在改变物体的内能上是等效的.
C
物体的温度升高，其内部分子的动能增加，所以内能一定增加.
当晶体在熔化和凝固时，分别吸收和放出热量，而温度保持不变，所以B、D选项错误.
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
5.酒精热值是3.0×107J/kg，表示的物理意义是（ ）
A. 3.0×107kg酒精的燃烧放出107J的热量
B. 1kg酒精的燃烧放出3.0×107J的热量
C. 1kg酒精的完全燃烧放出3.0×107J的热量
D. 3kg酒精的完全燃烧放出3.0×107J的热量
C
6.完全燃烧50g酒精放出的热量是多少？（酒精的热值是3.0×107J/kg）
解：Q=qm=0.05kg×3×107J/kg=1.5×106J。
注意：计算必须先写公式，再代入数据（一般单位转化为主单位）！