教科版物理九年级下册11.1.能量守恒定律(教案+习题+素材)

文档属性

名称 教科版物理九年级下册11.1.能量守恒定律(教案+习题+素材)
格式 zip
文件大小 477.7KB
资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2022-09-26 23:18:08

文档简介

锅炉
锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式,而经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器,炉指燃烧燃料的场所,锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,常简称为锅炉,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
锅炉是由锅和炉组成的,上面的盛水部件为锅,下面的加热部分为炉,锅和炉的一体化设计称为锅炉。《特种设备安全监察条例》所定义的锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并对外输出热能的设备。其范围规定为容积大于或者等于30L的为承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于0.1Mw的为承压热水锅炉。

严禁承压
严禁承压温度、热量的区别和联系
从定义上看,温度是指一个物体在某一时刻的冷热程度,它是一个表示冷热程度的物理量;从分子热运动理论的角度看它是表示热运动状态的物理量;而热量是指几个物体或物体内的几个部分之间在某一段时间内进行热传递过程中,物体(或物体的某一部分)转移内能的多少。它是反映热运动过程的物理量,由此出发比较两个概念,就不难看出它们之间的区别有以下两个方面:
(1)相关的时间是某一时刻还是某段时间。我们可以说某个时刻的温度是多少度,而一个物体吸收或放出热量总是需要一定的时间才能完成。
(2)反映一个状态还是反映一个过程。温度表示物体的冷热程度,也就是一个热运动的状态量。而热量总是伴随着一个吸热或放热的过程,它是一个热运动的过程量。
温度和热量的联系主要有以下两个方面:
(1)两上物体之间要发生热传递时一个物体吸收热量,另一个物体要放出热量的条件必须 二者有温度差存在。
(2)一个物体在热传递过程中吸收(或放出)热量将产生两个效果:其一是物体的温度将升高(或降低),其二是物体的状态将发生变化。例如,晶体熔化时,吸收热量但温度不变,状态由固态变为液态。
一个物体在热传递过程中,正在发生物态变化,非晶体吸热(或放热)时,温度要升高(或降低)。但有些特殊情况温度保持不变,需要大家记忆的有:晶体熔化时,吸热不升温,晶体溶液凝固时,放热不降温;液体沸腾吸热不升温。1.能量守恒定律
一、教学目标
(一)知识与技能
1、知道各种形式的能是可以相互转化的。
2、知道在转化的过程中,能量的总量是保持不变的。
(二)过程与方法
1、通过讨论体会能量不会凭空消失,只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体。
2、通过学生自己做小实验,发现各种现象的内在联系,体会各种形式能量之间的相互转化。
(三)情感态度与价值观
1、通过学生自己做小实验,激发学生的学习兴趣,对物理规律有一个感性的认识。
2、通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。
二、教学重难点
(一)教学重点
能的转化和守恒定律,强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。
(二)教学难点
运用能的转化和守恒原理计算一些物理习题;运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析,说明能是怎样转化的。
三、课时安排
1课时
四、教学过程
新课导入:
我们知道物体的动能和热能,是由物体的机械能运动情况决定的能量,内能跟物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。物体内部分子的热运动,物体的机械运动都是物质运动的形式,由于运动形式不同,与之相联系的能量也不相同。
新课讲解:
(一)形形色色的能量
能量形式有多种多样的形式,不同的运动形式,对应不同的能量。常见的能量:机械能、电能、内能、光能等。
(二)不同形式能量的相互转化
在一定条件下,各种形式的能量可以相互转化和转移(列举学生所熟悉的事例,说明各种形式的能的转化和转移)。在热传递过程中,高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球,甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。
在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使机械能转化为内能;在气体膨胀做功的现象中,内能转化为机械能;在水力发电中,水的机械能转化为电能;在火力发电厂,燃料燃烧释放的化学能,转化成电能;在核电站,核能转化为电能;电流通过电热器时,电能转化为内能;电流通过电动机,电能转化为机械能。
(三)能量守恒定律
在能量转化和转移的过程中,能的总量保持不变。大量事实证明,在普遍存在的能量的转化和转移过程中,消耗多少某种形式的能量,就得到多少其他形式的能量。如在热传递过程中,高温物体放出多少热量(减少多少内能),低温物体就吸收多少热量(增加多少内能);克服摩擦力做了多少功,就有多少机械能转化为能量,但能量的总量不变。就是说某物体损失的能量等于几个物体得到几个物体得到的能量的总和。例如,把烧热的金属块,投到冷水中,冷水,盛水的容器以及周围的空气等,都要吸收热量,它们所吸收的热量总和跟金属块放出的热量相等。再如水电站里,水从高处流下,损失了机械能,一方面由于推动发电机转动而转化为电能,一方面水跟水轮机、管道摩擦而转化为内能。那么水的机械能的损失等于产生的电能和内能的总和。
以上规律是人类经过长期的实践探索,直到19世纪,才确立了这个自然界最普遍的定律:能量的转化守恒定律。
能量既不会创造,也不会消灭,当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时,总量不变。这个称为能量守恒定律。
(四)永动机是不可能实现的1.能量守恒定律 习题
一、选择题
1.一个密闭的透热的容器,中间用可以自由移动但不漏气的活塞隔成两部分,一边充有氧气,一边充有氢气,下面论述正确的是( )。
A.如果氢气和氧气的质量相同,则两部分气体的体积相等
B.如果氢气和氧气的质量相同,则氧气的体积大于氢气的体积
C.如果两种气体分子间的平均距离相等,则氢气的质量较大
D.如果两种气体分子间的平均距离相等,则氧气的质量较大
2.热传递的规律是:( )。
A.热量总是从热量较多的物体传递给热量较少的物体
B.热量总是从温度较高的物体传递给温度较低的物体
C.热量总是从内能较多的物体传递给内能较少的物体
D.热量总是从比热较大的物体传递给比热较小的物体
3.关于物体的内能及其变化,下列说法中正确的是:( )。
A.物体的温度改变时,其内能必定改变
B.物体对外做功,其内能不一不定改变;向物体传递热量,其内能也不一定改变
C.对物体做功,其内能必定改变;物体向外传递一定热量其内能一定改变
D.若物体与外界不发生热交换,则物体的内能必定不改变
4.一定量气体膨胀做功100J,同时对外放热40J,气体内能的增量DU是:( )。
A.60J B.-60J C.-140J D.140J
5.在一物体沿粗糙斜面上滑的过程中,整个系统一定是( )。
A.机械能的减少量等于内能的增加量与势能增加量之和
B.机械能的减小量等于内能的增加量
C.动能的减少量等于势能的增加量
D.动能的减少量等于内能的增加量
6.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是( )。
A.迅速向里推活塞
B.迅速向外拉活塞
C.缓慢向里推活塞
D.缓慢向外拉活塞
7.下列过程可能的是( )。
A. 物体吸收热量,对外做功,同时内能增加
B. 物体吸收热量,对外做功,同时内能减少
C. 外界对物体做功,同时物体吸收热量,内能减少
D. 外界对物体做功,同时物体放出热量,内能增加
8.下列改变物体内能的物理过程,是做功改变物体内能的有( )。
A. 用锯子锯木料,锯条温度升高
B. 阳光照射地面,地面温度升高
C. 搓搓手就感觉手暖和些
D. 擦火柴时,火柴头燃烧起来
9.关于物体内能,下列说法正确的是( )。
A. 相同质量的两种物体,升高相同的温度,内能增量一定相同
B. 一定量0℃的水结成0℃的冰,内能一定减少
C. 一定量气体体积增大,但既不吸热也不放热,内能一定减少
D. 一定量气体吸收热量而保持体积不变,内能一定减少
10.在热力学第一定律表达式D中,关于DU、W、Q的正负,下列说法正确的是:( )。
A.外界对物体做功时W为正,吸热时Q为负,内能增加时DU为正
B.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时DU为负
C.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时DU为正
D.外界对物体做功时W为负,吸热时Q为负,内能增加时DU为负
二、填空题
11.气缸中的气体膨胀时推动活塞向外运动,若气体对活塞做的功是6×104J,气体的内能减少了8×104J,则在此过程中气体__________(填“吸收”或“放出”)了__________J的热量。
12.一定质量的理想气体,在绝热膨胀过程中 ①对外做功5J,则其内能__________(选填“增加”或“减少”) ②试从微观角度分析其压强变化情况。
13.空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105 J,同时气体的内能增加了1.5×105 J。试问:此压缩过程中,气体 __________(填“吸收”或“放出”)的热量等于__________J。
14.一定量的某种气体初状态有100J的内能,膨胀过程中对外做功30J,同时吸收了20J的热量,在这一过程中气体内能__________,(填增加、减少)__________ J(填数值)。