(共34张PPT)
第七章 内能
华师大版九年级上册
第1节 物体的内能(1)
---物体的内能
教学目标
科学观念:了解分子热运动、分子间作用力及内能概念,知道任
何一个物体都具有内能;知道温度与内能间的关系;
科学思维:分子运动理论的基本观点,用类比法建立内能的概念;
探究实践:借助生活实例、实验等分析分子热运动与温度的关系,
体会分子间的作用力;
态度责任:乐于探究生活现象中的科学道理,在探究中养成交流、
合作、分享的习惯,形成用能量的观点分析科学现象的意识。
新知导入
议一议:
打开香水瓶的盖子,不久整个房间就会充满芳香的气味,你知道为什么吗?
香水分子不停地做无规则运动的结果。
这种物质分子的扩散现象,不仅在气体中存在,在液体中也同样存在。
活动:
观察红墨水滴在清水中的扩散
(1)在两个玻璃杯内分别装入等量的冷水和热水;
(2)用吸管吸取同等的红墨水,同时注入冷水玻璃杯和热水玻璃杯底部,(注意:一定要动作缓慢,以免因水的晃动导致实验不准确)
稍后,观察热水玻璃杯内与冷水玻璃杯内的状况。
现象: 。
两杯水都有不同程度变化,红色向上扩散;
其中热水中的墨水扩散得更快。
(3)现象分析:
a.将一滴红墨水滴入水底中,可以看到试管中的水逐渐向上变红,说明红墨水在水中 开来。其中这是由于墨水分子和水分子不停地做 ,彼此进入了对方分子的空隙中的缘故;这也说明分子间还存在 ;
b.热水中的红墨水扩散更快,说明液体分子无规则运动与 有关,且关系是: 。
扩散
无规则运动
温度
温度越高,分子无规则运动越快
间隙
这个小实验说明液体分子的扩散与温度的关系,液体温度越高,分子的运动 越激烈,扩散越明显。这就告诉我们,热现象与物体内部分子的运动紧密相关。
视频:
红墨水在热水和冷水中的扩散现象
(点击图片播放)
活动
气体与液体一样,也有扩散现象。如二氧化氮的扩散。
试一试:
(1)如图两个瓶中分别装有红棕色的二氧化氮气体和无色空气,中间隔一个玻璃板。
(2)抽掉中间的玻璃板,过一段时间观察两个瓶子中气体的颜色。
实验现象:
。
实验结论:
。
抽掉玻璃板后,可看到两种气体逐渐混合在一起,颜色变得均匀,最后两瓶中气体颜色相同。
(点击图片播放)
气体分子在永不停息的做无规则运动,并且分子间有间隙
问题讨论:
为什么把装有二氧化氮的瓶子放在下面呢
将装有二氧化氮的瓶子放在下面,实验现象
更有说服力。
二氧化氮的密度大于空气的密度,如果把二氧
化氮气体放到上方的话,由于自身密度大的缘故,
二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去,就
不能说明分子在不停地做无规则运动,因此要把密度小的空气瓶子放到上方,把二氧化氮放在下方
讨论交流
人们发现,将表面平整的铜板与铝板紧压在一起,几年后,在铜板表面可以找到铝的成分,而在铝板表面也可以找到铜的成分。
这说明固体与气体、液体一样,也有扩散现象,不过要经过比较长的时间,才能观察到固体分子的扩散现象。
请你举例说明一下固体的扩散现象。
现象1、香皂闻起来很香;
现象2、厕所的固体清新剂,一段时间后变少,最后不见了;
现象3、衣柜中的樟脑丸,时间长了也不见了,柜子里充满香味;
现象4、堆煤的墙角,刮开封面,里面也是黑的;
现象5、……
思考讨论
同学们扫地时常常会出现灰尘到处飞扬现象。灰尘的运动是分子的扩散现象吗 为什么?请说明理由。
灰尘的运动不是分子的扩散现象,而属于机械运动。
这是因为,扩散现象是由于分子运动形成的,所以不能借助外力作用,如借助重力、风等的作用。扩散现象中运动的主体是分子,肉眼是无法直接看到,而灰尘却能看到所以不是分子所以不属于扩散现象。
新知讲解
一、 扩散和分子的热运动
1、扩散现象:
不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象,叫做扩散现象。
扩散现象是物质内部大量分子作无规则运动的宏观现象。
固体、液体和气体都有扩散现象。
2、分子都在永不停息地无规则运动:
物质分子的扩散说明,一切物体内部的分子都在永不停息地运动,
分子的无规则运动与温度有关,温度越高,运动越激烈。
3、分子热运动:
构成物体的大量分子的无规则运动叫做分子的热运动。温度越高,分子的热运动越快。
活动:
请你根据固、液、气三态分子示意图,说一说:
(1)分子间的间隙大小:
(2)为什么固体的扩散需要较长时间才能观察到,而液体气体短时间内就可观察到扩散现象?
固体分子间间隙较小,气体分子间空隙较大,而液体分子的间隙大小介与固体和气体之间。
固体、气体和液体的分子都在不停地无规则运动。固体分子间间隙较小,且分子间存在相互吸引的作用力,使分子紧紧靠在一起,不易扩散开来;而液体和气体的分子间因为间隙大而吸引力较小,分子受束缚小而易扩散开来。
思考讨论
1)为什么我们很难把铁丝拉断,亦很难把铁块压缩。请你猜想一下,组成铁丝或铁块的微粒之间存在着什么样的作用力?
2)大量做无规则运动的分子能聚集在一起形成固体或液体,说明什么?
3)为什么液体能保持一定的体积,又难以被压缩,固体不仅有一定体积还有一定形状,既难分割又难被压缩呢?
很难把铁丝拉断可能是因为分子间存在吸引力,很难把铁块压缩说明分子间可能是因为存在排斥力。
分子之间存在相互作用的引力。
分子间不仅存在吸引力,还存在排斥力。
阅读
阅读教材P138分子间的作用力,完成下列填空:
(1)分子间存在的作用力是 ;
(2)分子间存在相互作用,既互相吸引,又互相排斥,这与
有关。
当分子间相距几个分子大小时,主要表现为 ;
当分子间距接 近到大约一个分子大小时,分子之间主要表现为 ;
当分子间相距很远(超过 10个分子大小的距离)时,分子间就 了。
引力和斥力
分子间的距离
引力
斥力
基本没有相互作用
视频:
分子间的引力
(点击图片播放)
新知讲解
二、 分子间的作用力
1、 分子间存在着间隙;固体中分子间隙小而气体中分子间隙大;
2、分子间存在作用力:引力和斥力;
3、分子间的作用力大小与分子间的距离有关。
大量实验表明:
当分子间相距几个分子大小时,主要表现为引力;
当分子间距接近到大约一个分子大小时,主要表现为斥力;
当分子间相距很远(超过 10个分子大小的距离)时,分子间基本没有相互作用。
讨论交流
我们说足球场上运动的足球具有机械能,因为它具有动能和势能。物体内部的分子也是运动的,具有动能,物质的形状和体积改变时也会发生势能的变化。那么分子的无规则运动是机械运动吗?
分子的无规则运动不是机械运动。
机械运动是物体相对于参照物而发生的位置的改变;是整个物体的运动。而分子热运动是物体内部的大量分子的无规则运动。虽然分子运动时具有动能,分子间相互作用时也有势能,但分子的无规则运动属于物质内部的热运动,但不同于机械运动。
机械运动时具有机械能,而热运动与内能(热能)有关。
新知讲解
三、 物体的内能
1、热是一种物质的运动形式,热运动不显示物体整体的运动,而是物体内部粒子的运动。
2、热是一种能量的形式,这种能量与物体内部分子的运动相关。
3、内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子相互作用的势能之和,称为物体的内能。
物体的内能是描述物体内部大量分子热运动的能量,包括它们的动能与势能。
讨论交流
1、哪些物体具有内能?0 的物体还有内能吗?
2、一个分子有没有内能?
任何情况下,物体都具有内能。
因为:物质内部的微粒都是永不停息地作无规则运动,所以物体在任何情况下都有内能,任何一个物体都具有内能。
物体的内能是描述物体内部大量分子热运动的能量,对单个或少数几个分子,说它有多少内能是没有意义的。
新知讲解
4、一切物体都具有内能,一个物体可能没有机械能,但一定具有内能。
自然界中赤红的熔岩具有内能,冰冷的冰块也具有内能,这是因为不论物体温度高低,其内部分子的热运动永不停息。
5、内能与温度的关系:
物体温度升高,分子的热运动加快,表明内能增大;物体温度降低,分子的热运动减慢,表明内能减小。
由于物体的内能与温度有关,因此内能有时也称为热能。
阅读
阅读教材P139(图片下方的)一段文字:
(1)物体内能大小除了与温度有关外,还与物体的 有关。物体的体积与形状改变时,使物体内部分子间的 及
发生变化,从而使分子势能变化,也就引起内能的变化。(2)物体的内能还与物体内所含的 (即 )有关,所以高温物体的内能未必比低温物体的多,一根烧红的铁丝温度可达 500℃以上,但它的内能比一杯热水小得多。
体积与形状
相互作用力
相对位置
分子数
物质多少
新知讲解
6、影响内能大小的因素:
物体的内能与物体温度、体积与形状、分子数(物质多少)有关。
7、内能不同于机械能:
内能与机械能是两种不同形式的能。机械能是指物体的整体的机械运动,而内能是指物质内部大量分子的热运动。
课堂练习
1、下列现象能说明分子在做无规则运动的是( )
A.秋天落叶纷飞
B.在花园中闻到阵阵花香
C.毛皮摩擦过的橡胶棒吸引小纸屑
D.打扫卫生时灰尘飞扬
B
课堂练习
2、分子很小,看不见摸不着,但我们可以通过一些现象来认识分子。对于分子的认识,下列说法正确的是( )
A.固体很难被压缩,说明固体分子间无空隙
B.液体可以流动,说明液体分子间无作用力
C.塑料吸盘能“吸”在墙壁上,说明分子间存在吸引力
D.闻到远处的花香,说明分子在不停地做无规则运动
D
课堂练习
3、下列说法中正确的是( )
A.飞行的子弹比桌面上静止的子弹内能多
B.飞扬的柳絮,说明分子在做无规则运动
C.墨水滴在热水中比滴在冷水中扩散得快,说明分子在不停地做无规则运动
D.两个表面光滑的铅柱压紧后粘在一起且可以吊起重物,说明分子间存在引力
D
课堂练习
4、科学研究需要进行实验,得到事实,并在此基础上进行必要
的推理。因此,在学习科学过程中我们需要区分事实与推论。
则关于表述:①在气体扩散实验中,抽去玻璃板后,红棕色
的NO2气体进入到空气中;②在液体扩散实验中,红墨水滴入
热水,热水很快变红;③扩散现象表明,一切物质的分子都
在不停地做无规则运动;④温度越高,分子的无规则运动越
剧烈。正确的是( )
A.①②是事实,③④是推论 B. ①②④是事实,③是推论
C.①是事实,②③④是推论 D.③④是事实,①②是推论
A
课堂练习
5、冰冷的冰块,它的( )
A.分子热运动可能停止
B. 分子间没有相互作用力
C. 内能一定不为0
D. 温度一定是0℃
C
课堂练习
6、关于机械能和内能,下列说法正确的是( )
A.温度低于0℃的物体不具有内能
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能
D.内能与机械能是同一种形式的能
B
课堂练习
7、将2个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体(ρ二氧化氮>ρ空气)的玻璃瓶口对接,中间用玻璃板隔开。抽开隔板后,通过观察瓶内颜色变化推断气体分子是否做无规则运动。对于玻璃瓶的三种放置方法(如图所示),四位同学判断正确的是( )
A.小华认为甲图放置最不合理
B.小夏认为乙图放置最不合理
C.小梦认为丙图放置最不合理
D.小满认为三种放置方法都不合理
B
课堂总结
1、物质分子的扩散说明,一切物体内部的分子都在永不停息地运动,
2、分子热运动与温度有关,温度越高,运动越激烈。
3、分子间存在作用力,当分子间相距几个分子大小时,主要表现为引力;当分子间距接近到大约一个分子大小时,分子之间主要表现为斥力;当分子间相距很远(超过10个分子大小的距离)时,分子间就基本没有相互作用了。
4、物体的内能是描述物体内部大量分子热运动的能量,包括它们的动能与势能。一切物体都具有内能。
5、物体内能与温度有关,物体温度升高,分子的热运动加快,内能增大;物体温度降低,分子的热运动减慢,内能减小。
板书设计
扩散现象:
分子永不停息地无规则运动
热运动快慢与温度有关:温度越高,运动越快
分子间存在作用力:引力、斥力
分子间距较大:主要表现为引力;
分子间距较小:主要表现为斥力;
分子间距很远:基本无相互作用力。
物体的内能:
物体内部大量分子热运动的能量(动能与势能)。
一切物体都具有内能。
温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。
7.1物体的内能(1)
作业布置
1、复习本课时内容;
2、完成作业本中相应练习;
3、完成学案中“课后巩固”;
4、复习“改变物体的内能的两条途径” 内容。
谢谢
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘:
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin