13.1 物体的内能
一、教学目标
1. 知识与技能:
(1)了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
(2)知道热传递过程中,物体吸收(放出)热量,温度升高(降低),内能改变。
(3)了解热量的概念,热量的单位是焦耳。
(4)知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。
2. 过程与方法:
(1)通过探究找到改变物体内能的多种方法。
(2)通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。
3. 情感态度与价值观:
(1)通过探究,使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣。
(2)通过演示实验培养学生的观察能力,并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。
(3)鼓励学生自己查找资料,培养学生自学的能力。
二、课时安排
2课时
三、教学重点
内能、热量概念的建立,改变物体内能的途径。
四、教学难点
做功和热传递在改变物体内能上是等效的.
五、教学过程
(一)导入新课
【思考】推动壶盖运动的能量来自何方?
内能是一个比较抽象的概念,通过装着开水的热水壶有时会把壶盖弹起来这一生活中常见现象,引导学生思考推动壶盖的能量是什么。热水壶没有运动,所以不是机械能,壶盖也没有接电源,也不是电能。那么,这一能量来自哪里呢?
(二)讲授新课
1.内能(热能)
【实验探究】把热水、冷水分别加入相同数量的蓝色墨水中,观察现象。
实验表明什么?
【结论】温度越高,分子的无规则运动越激烈。
(1)温度表示物体的冷热程度温度越高,扩散越快,表明构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈。温度反映了构成物体的大量分子做无规则运动剧烈程度。
(2)物体内部的大量分子做无规则运动叫热运动。
通过展示的运动的足球具有动能,让同学联想运动的分子是否也具有动能。
同样通过弹簧形变时具有势能,让学生联想相互吸引或推斥的分子是否也具有势能。
【结论】在初步给出分子的动能和势能的基础上,定义物体内部所有分子做无规则运动的动能和势能的总和,叫做物体的内能。 单位 焦耳(J).
一切物体都有内能,内能的大小与温度有关。温度越高,内能越大,任何温下的物体都有内能。
【注意】内能和机械能的区别。
内能是大量分子做无规则运动的能的总和,这种无规则运动是分子在物体内部自身不停的运动,而不是随着物体整体一起所做的运动。而机械能与整个物体的机械运动有关。例如,抛到空中的球,离开地面,具有重力势能;它在空中飞行,具有动能;球内部的分子做无规则热运动,而且分子之间有相互作用,因此球还具有内能。
【提问】内能与什么因素有关?
温度、分子的数目、种类、结构、状态等
2. 改变物体内能的两种方式
(1)热传递可改变物体的内能
【演示】点燃酒精灯,将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧,让一名同学手握铁丝的另一端,一会就觉得发烫.
此实验说明:热量从铁丝的一端传递到另一端,这一端的温度升高了,内能增加了物体的内能改变了.
请同学举出那些生活例子利用的是热传递来改变内能;
放在太阳下晒;放在热水中烫。
【结论】热传递可以改变物体的内能
热传递过程中传递的能量的多少叫热量,用Q表示,单位也是焦耳
热传递使物体的内能发生改变的时候,内能的改变是用热量来量度的.物体吸收了多少热量,物体的内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体的内能就减少多少.
通过前面的探究,对物体内能的改变,学生有了一定的感性认识。热传递改变物体的内能,学生比较容易理解,热传递的实质就是内能从高温物体转移到低温物体。要使学生了解热量的概念,通过热传递的方式来改变内能,内能改变的多少不能用功来量度,而要用热量来量度,并介绍热量的国际单位也是焦耳。
(2)做功可以改变内能
引入:生活体会――冬天时手很冷,经常通过搓手以取暖;用锯条锯木板时,用手摸一下锯条,会觉得很烫;野外生存中取火的一种方法是钻木取火,等等。
【演示】压缩气体做功
厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针;另一端有一可移动的胶塞(用卡子卡住),用打气筒慢慢向容器内打气,增大容器内的压强.当容器内的压强增大到一定程度时,读出灵敏温度计的示数,打开卡子,让气体冲开胶塞后,再读出该温度计的示数,实验时可以观察到,胶塞冲出容器后,温度计的示数明显变小.
结论:对物体做功,可以使物体的内能增加
【演示实验】气体对外做功实验
(1)例子:开啤酒瓶,观察瓶口发生的现象。
(2)如图所示,加热试管中的液体,沸腾时,可以看到塞子被冲出。
解释:瓶内的气体推动瓶塞做功时,内能减少,温度降低,使水蒸气凝成小水滴。
结论:物体对外做功,本身的内能就会减少。
小结:从能的转化看,通过做功改变物体的内能,实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。功可以用来度量内能改变的多少。
3. 联系与应用:
⑴为什么气温随高度的增大而降低?
地面附近密度较小的空气吸收太阳辐射膨胀而上升,推挤周围空气对外做功,内能减小,温度降低;当上层气团因放出热量温度降低而下沉时,气团收缩,外界空气挤压气团,对气团做功,使气团的内能增大,温度升高。
⑵为什么用气筒给自行车打完气后,摸一下气筒外的外壁,会变热?
当我给充足气的轮胎放气时,能看到在气门芯附近有一些小水珠,能解释这种现象产生的原因吗?
(三)重难点精讲
内能、热量概念的建立,改变物体内能的途径。
(四)归纳小结
1、在本节课中都有哪些收获
2、本节课不仅仅要了解汽化与液化的有关知识,更重要的是让同学们掌握科学探究的方法,培养学生探究问题能力。
六、板书设计
七、作业布置
同步练习册
八、教学反思
本节课对于知识掌握的要求不高,但是培养学生的环境保护意识是一个很好的题材,一定要利用这个机会教育学生,使学生认识到环保的重要性,提高学生的环保意识。
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