教科版九年级上1.2 内能和热量教案

1.2 内能和热量
【学习目标】
知道分子运动的快慢与温度有关系。
了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。
【教学重难点】
重点：认识到一切物体都具有内能。
难点：理解内能的概念。
【教学方法】
讲解法，集体讨论法。
【教学过程】
新课导入：
观察图片，思考问题：“热”是一种能量吗？他能做功吗？
新课讲授：
知识点1：温度与热运动
实验探究：温度对扩散的影响
提问：把两滴蓝墨水分别同时滴入成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？
结论：温度越高，扩散越快。
教师总结：
1.温度是表示物体冷热程度的物理量；
2.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。
3.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。
4.人们常常把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
注意：因为分子很小，在普通的光学显微镜下都无法直接观察到，所以分子的热运动是无法用肉眼直接观察到的。
知识点2：物体的内能
类比法：将未知事物和已知事物进行比较，根据他们的相同或相似，推知未知事物也可能有某种属性，这是科学研究的一种新的方法。
提问：运动的足球具有动能，弹簧形变时具有势能，通过类比法同学们思考一下分子都具有哪些能量呢？
教师总结：运动的分子也具有动能，相互吸引或排斥的分子也具有势能。
定义：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。
单位：焦耳（J）
注意：机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能是储存在物体内部的能量，是与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。
讨论：南极冰山有内能吗？
总结：一切物体在任何情况下都有内能。
思考：物体的内能大小与哪些因素有关？
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；
内能还和物体内部分子的多少、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。
注意：（1）物体的质量和材料决定了物体所含分子的数目；温度越高，分子运动的越快，分子动能越大；物质的状态决定了分子间相互作用力的大小。
物体的温度升高，内能一定增大；但内能越大，温度不一定升高。
知识点3改变内能的方式
思考：怎么能让一根筷子热起来呢？
放在太阳下暴晒；
放在火上烤；
像钻木取火一样摩擦。
教师总结：
1.热传递
以内能的形式从一个物体向另一个物体直接传递，叫做热传递。热传递是内能的转移，转移内能的多少叫做热量。
注意：（1）物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少；
（2)吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大；
（3）热传递的条件：存在温度差；
（4)热传递改变内能的本质：内能从一个地方转移到另一个地方；
（5)热传递的方向：只能自发地从温度高的地方向温度低的地方传递。
2.做功改变内能
物体克服摩擦做功，内能增加，温度升高。
想一想：生活中哪些地方是利用热传递来改变内能的。
知识点4：燃烧：放出热量
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仍然来自各种燃料的燃烧。
讨论交流：认识燃料
1、燃料的种类很多，木柴是燃料，煤、汽油、柴油和天然气等都是很好的燃料。你还知道哪些燃料？和同学交流。
2、根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量相同吗？
教师总结：
热值：为了描述燃料的燃烧特性，我们把燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比，叫做这种燃料的热值，用符号q表示，即：
一些常见燃料的热值
课堂练习：
1．如图所示的事例中，不是通过做功的方式改变物体内能的是（　　）
A．锯木头锯条发热 B．划火柴点火
C．铁丝来回弯折温度升高 D．烧水时水温升高
【解答】解：
A、用锯锯木板，克服摩擦做功，使锯条发热，是通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意；
B、划火柴点火，火柴克服摩擦力做功，是通过做功的方式改变物体内能，故B不符合题意；
C、铁丝来回弯折温度升高，手对铁丝做功，使得铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功的方式改变物体内能，故C不符合题意；
D、烧水时水温升高，是通过热传递的方式改变物体内能的，故D符合题意。
故选：D。
2．用两个酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，若在相等的时间内，它们吸收的热量相等，则下列判断正确的是（　　）
A．温度变化大的物质比热容大
B．温度变化大的物质比热容小
C．甲、乙两种物质的比热容一定相等
D．甲、乙两种物质的温度变化一定相等
【解答】解：AB、甲、乙质量和吸收热量相等，由c＝知，温度变化大的比热容小，故A错误，B正确；
C、由于不知温度变化量，所以无法判断甲、乙的比热容大小，故C错误；
D、如果甲、乙的比热容大小相同，在吸收相同热量时，变化的温度可能是相等的，故D错误；
故选：B。
3．“热岛效应”是指城市中心城区温度一般相对于郊区温度会高3﹣5℃，其原因是（　　）
A．城市中心接受光照比郊区充足
B．城市采用的水泥、玻璃等建筑材料比热容较小
C．城市采用的水泥、玻璃等建筑材料比热容较大
D．城市中心接受光照比郊区时间长
【解答】解：城市中心采用的水泥、玻璃等建筑材料，郊区的水多；水的比热容比水泥、玻璃等建筑材料大，相同质量的水和水泥、玻璃等建筑材料相比较，在吸收或放出相同的热量时，水的温度变化值比较小，所以城市就形成了热岛效应，故B正确。
故选：B。
4．1kg的20℃的水吸收了3.78×105J的热量后，在标准大气压下，其温度升高了（　　）
A．110℃ B．90℃
C．80℃ D．条件不够，无法计算
【解答】解：由Q吸＝cmΔt可得：
Δt＝＝＝90℃，
则理论上水的末温：t＝t0+Δt＝20℃+90℃＝110℃，
因一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以实际上水的末温应为100℃，
则水实际升高的温度Δt′＝100℃﹣20℃＝80℃。
故选：C。
课堂小结：
由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热运动。 温度越高，热运动越剧烈。
由于一切物体内的热运动永不停息，因此任何一个物体都具有内能。
改变物体内能的途径（方法)是：做功和热传递。
a.做功就是能量由一种形式转化为另一种形式。
b.热传递就是内能由物体的高温部分转移到低温部分或者由高温物体转移到低温物体。 热传递过程中，转移内能的多少叫做热量。
作业布置：
【板书设计】
1.2内能和热量
温度与热运动
(
热传递
做功
)物体的内能
改变内能的方式
燃烧：放出热量
【课后反思】
微观解释 宏观影响因素 量值
分子动能 物体内含有大量分子，分子由于做热运动而具有的能 温度——温度越高，分子无规则运动越激烈，分子平均动能越大 永远不等于零
分子势能 分子间由于存在着相互作用而具有的能 物态和体积——反映在分子间作用力大小和分子间距离上。当体积变化不显著时，从物态去判断分子势能，例如：0 ℃的冰融化成0 ℃的水，分子势能是增加的 可能等于零
物体的内能 物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和 温度、物态（体积）和质量 永远不等于零
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