(共26张PPT)
第1节 分子热运动
第13章 内能
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
物质的构成
分子热运动
分子间的作用力
知识点
物质的构成
知1-讲
1
知1-讲
知1-讲
深度理解
构成物质的分子数量巨大:
一滴水中大约含有1.67×1021 个水分子,如果让全人类去数其中的水分子数量,假设100 亿人每人一秒数一个,则需要3000 年。
知1-讲
警示误区
海绵中的空隙是肉眼可见的,它是物质间的间隙,而不是分子间的间隙。
知1-练
例 1
专家称传染病人咳嗽所产生的有大量病毒的飞沫,会使1 m 范围内的其他人吸入而被感染,所以与感染病人近距离接触要戴口罩。一粒飞沫的直径约为1×10 -6 ~5×10-6 m(分子直径约为1×10-10 m),由此可判断飞沫_______(填“是”或“不是”)分子。
不是
知1-练
解析:分子的直径约为1×10-10 m,是非常小的,我们用肉眼是看不见的,但病人咳嗽产生的飞沫是可以看见的,所以飞沫不是分子。
解题秘方:注意分子与固体(或液体)微小颗粒的区别。通常人眼能看得见的粉末、液体小颗粒等都包含很多的分子,它们本身不是分子。
这是分子的基本特点之一。
知1-练
1. [月考·铁岭] 关于物质的构成, 下列说法中正确的是( )
A. 分子的直径很小,一般为10-10 cm
B. 可以借助光学显微镜观察到分子
C. 常见物质是由分子、原子构成的
D. 直径为2.5μm 的尘埃就是一个个小分子
C
知2-讲
知识点
分子热运动
2
1. 扩散现象
知2-讲
知2-讲
深度思考
验证气体的扩散现象时,能否将盛有二氧化氮气体的瓶子置于上方,盛有空气的瓶子置于下方?
深度理解
不能。因为二氧化氮气体的密度比空气的大,将盛有二氧化氮气体的瓶子置于上方时,不能判断最终现象是重力导致的,还是气体的扩散导致的。另外,观察硫酸铜溶液与清水的扩散实验中,用细管在水的下面注入硫酸铜的水溶液,也是上述原因。
知2-讲
2. 分子热运动
(1)实验探究:分子运动与温度的关系
知2-讲
(2)分子热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,这种无规则运动叫做分子的热运动。分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈。
知2-讲
拓展延伸
(1)气体扩散最快,液体次之,固体扩散最慢。
(2)固体与气体间、液体与气体间、固体与液体间,也可以发生扩散现象。
知2-练
下列现象能说明分子做无规则运动的是( )
A. 花香满园
B. 尘土飞扬
C. 百花怒放
D. 细雨绵绵
例2
知2-练
解题秘方:区别固体微小颗粒与分子。
解析:鲜花的芳香分子在不停地做无规则运动,所以人们能够感受到“花香满园”。
人眼能看到的尘土不属于分子。百花怒放是植物生长行为,与分子无规则运动无关。细雨绵绵是雨滴的机械运动,与分子无规则运动无关。
答案:A
知2-练
2.[中考·烟台]装修房屋时, 如果选用不环保的材料会闻到对人体有害的刺激性气味。材料散发出刺激性气味是______现象,说明了_____________________________。这种现象在夏天特别明显,原因是_________________
_______________,所以我们要选用优质环保的材料进行装修。
扩散
分子在永不停息地做无规则运动
温度越高,分子无
规则运动越剧烈
知3-讲
知识点
分子间的作用力
3
1. 认识分子间的作用力
2. 固体、液体和气体的微观模型
知3-讲
状态 分子间距离 分子间作用力 分子运动情况 宏观特性
固态 很小 很大 只能在平衡位置附近振动 有一定的体积和形状,无流动性
液态 比固体稍大 较大 既可以在一个位置附近振动,又可以移动位置 有一定的体积,无固定的形状, 有流动性
气态 很大 极小 无规则运动 无固定的体积和形状,有流动性
知3-讲
拓展延伸
分子间的作用力类似于被弹簧连着的小球间的作用力(类比法)。
(1)当两个分子靠近时,表现为斥力(斥力大于引力)。
(2)当两个分子远离时,表现为引力(引力大于斥力)。
知3-讲
警示误区
分子间的引力和斥力是同时存在的,当引力等于斥力时,合力为零,但引力、斥力均不为零。当分子间距较大时,分子间的引力和斥力都十分微弱,可认为分子间没有作用力。
知3-练
如图1 所示的是同种物质在三种不同状态下的分子结
构,分子间距离最大的是_____图,分子间作用力最大的是_____图,有固定体积的是_______图,有固定形状的是_____图。
例 3
乙
甲
甲、丙
甲
知3-练
解题秘方:本题应从物质三种状态的分子排列、间距、作用力等方面去分析。
解析:由图知,甲为固态物质的分子结构,乙为气态物质的分子结构,丙为液态物质的分子结构;分子间距离最大的是乙图,分子间作用力最大的是甲图,有固定体积的是甲、丙图,有固定形状的是甲图。
知3-练
3. 中国空间站“天宫课堂” 中, 王亚平利用水和两块塑料板搭建了一座液桥, 如图所示。搭建液桥利用了( )
A. 水和塑料板间的万有引力
B. 空间站内气体的压力
C. 分子之间的作用力
D. 水在太空中不受重力作用
C
分子热运动
分子
作用力
构成
物质
分子热运动
存在
表明
扩散现象
影响因素(共36张PPT)
第3节 比热容
第13章 内能
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
比较不同物质吸热的情况
比热容
热量的计算
知识点
比较不同物质吸热的情况
知1-讲
1
知1-讲
知1-讲
方法详解
●转换法:实验中给不同物质加热用的是相同规格的电加热器(或相同的酒精灯),相同时间提供的热量相同,实验中通过加热时间来比较吸收热量的多少,这属于转换法。
●控制变量法:控制两种物质的质量相同、升高的温度相同,只有物质种类不同,通过比较加热时间来比较物质的吸热能力;控制两种物质的质量和加热时间相同,通过比较升高的温度来比较物质的吸热能力。
知1-练
例 1
【母题 教材P11实验】在探究“比较不同物质的吸热能力”的实验中,小雅量取了质量相等但初温不同的a、b 两种液体分别倒入相同
的烧杯中,实验装置如图1 所
示,实验记录如下表所示。
知1-练
加热时间/min 0 1 2 3 4
a 的温度/℃ 30 34 38 42 46
b 的温度/℃ 10 18 26 34 42
知1-练
解题秘方:解答此类探究性实验的方法就是明确实验中运用了哪些探究方法,是如何运用的,可以从实验方案的设计、实验数据的分析以及实验结论的得出等角度考虑。
知1-练
(1)实验中她选用了相同规格的电加热器加热a、b 两种液体,目的是可以通过比较________来比较a、b 两种液体吸收热量的多少。
解析:实验中小雅选用了相同规格的电加热器加热a、
b 两种液体,由转换法可知,目的是可以通过比较加热时间来比较a、b 两种液体吸收热量的多少;
加热时间
(2)小雅通过实验,记录数据如表格所示,从开始加热到温度上升到42 ℃,a、b 两种液体吸收热量的关系为Qa_____(填“>”“<”或“=”)Qb。
知1-练
解析:小雅通过实验,记录数据如表格所示,从开始加热到温度上升到42 ℃,可知b 的加热时间为4 min,大于a的加热时间(3 min),故a、b 两种液体吸收热量的关系为Qa<
(3)若不考虑热损失,当它们吸收相同热量时,通过比较__________来判断吸热能力的强弱。
知1-练
解析:若不考虑热损失,当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。
升高的温度
(4)分析实验数据可知 _____(填“a”或“b”)液体的吸热能力强。
知1-练
解析:分析实验数据可知从34 ℃升高到42 ℃,a 和b 的加热时间分别为2 min 和1 min,a 液体的吸热能力强。
a
知1-练
1.[中考·岳阳]图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
(1)两支试管里水和煤油的质量______(填“相同”或“不同”)。
相同
知1-练
(2)相同时间内,水吸收的热量______ (填“大于”“等于”或“小于”)煤油吸收的热量。
(3)由图乙可知,______的吸热能力更强。
等于
水
知2-讲
知识点
比热容
2
知2-讲
知2-讲
知识链接
比值定义法:用两个(或多个) 基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比如密度、速度、压强、功率等。
知2-讲
拓展延伸
属性是物质在任何条件下都具有的、不变的性质,如质量,不随外界条件的变化而变化。特性是物质区别于其他物质的性质,在外界条件变化时会发生变化,比如比热容是物质的一种特性,会随物质状态的变化而变化。
知2-练
依据表格中的数据,
例2
物质 比热容c/[J·(kg·℃)- 1]
水 4.2×103
煤油 2.1×103
沙石 约0.92×103
知2-练
下列说法正确的是( )
A. 一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B. 水和沙石放出相同热量,水的温度降低得较多
C. 水的比热容表示水的温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J
D. 质量、温度相同的水和煤油,吸收相同热量,煤油温度升高得较多
知2-练
解题秘方:但凡物质的种类不变、状态不变,比热容就不会变化;水的比热容大的体现有两个方面,一是相同条件下,吸、放热多;二是相同条件下,温度改变少。
知2-练
解析:比热容是物质的一种特性,与质量无关,一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变,故A 错误;由Δt = 可知,物体降低的温度还与质量有关,未知质量不能比较降低的温度,故B 错误;水的比热容为4. 2×103 J/(k g·℃)表示质量为1 k g 的水温度升高1 ℃吸收的热量是4. 2×103 J,故C 错误;
知2-练
由Q 吸=cmΔt 可知,水和煤油的质量、吸收热量相等,由于煤油的比热容小,温度升高得较多,故D 正确。
答案:D
知2-练
2 . 【新考法 数理结合法】质量均为100 g 的四种物质, 当温度降低1℃时所放出的热量如图所示。请根据图中信息回答以下问题。
知2-练
(1)煤油的比热容为________J/(kg·℃);
(2)质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量, 铝块升高温度为Δt1,铜块升高温度为Δt2,则Δt1_____(填“>”“<”或“=”)Δt2。比热容
2.1×103
<
知3-讲
知识点
热量的计算
3
1. 热量计算公式及变形式
知3-讲
待求量 计算公式 特别说明
热量 Q=cmΔt c 为物质的比热容
c 的单位是J/(kg·℃)
m 为物体的质量
m 的单位是kg
Δt 为升高或降低的温度
Δt 的单位是℃
Q 为物体吸收或放出的热量
Q 的单位是J
比热容 c= 质量 m= 升高(或降低)的温度 Δt= 2 . 计算物体初温和末温的方法
(1)已知初温求末温 :先由Δt =求出物体升高(或降低)的温度,再由t = t0+Δt(或t = t0-Δt)来求末温。
(2)已知末温求初温的方法同上。
知3-讲
“升高”和“升高了”是指温度的变化量,即Δt。
“升高到”是指末温,即t。
知3-讲
特别提醒
进行热量计算时注意以下四个问题:
1.注意公式中各物理量的单位。
2.公式只适用于计算物质状态不变时的吸热升温或放热降温。
3.注意比热容的单位:不可去掉括号而写成“J/ k g·℃”。
4. 注意认真审题:“升高”“升高了”不同于“升高到”。
知3-练
[中考·庆阳]水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),1 kg水温度从50 ℃降低到20 ℃,放出的热量是( )
A. 4.2×103 J B. 8.4×104 J
C. 1.26×105 J D. 2.1×105 J
例 3
知3-练
解题秘方:公式法的运用技巧是先找出所需的已知条件,再将已知条件代入到公式中求解。
解析:水放出的热量Q 放=cmΔt =4.2×
103 J/(kg·℃)×1 kg×(50 ℃ -20 ℃)=1. 26×105 J。
答案:C
知3-练
3.[中考· 益阳]烈日炎炎的夏季, 白天沙滩上的沙子热得烫脚, 但海水却非常凉爽, 主要是因为水的比热容比沙子的比热容_________。1 kg 的沙石,温度升高10 ℃,需要吸收的热量为_________ J。[c沙石=0.92×
103 J/(kg·℃)]
大
9.2×103
知3-练
有一根烧红的铁钉,质量是2 g,放出920 J 的热量后,
温度降低到20 ℃,求铁钉的初温。[c 铁=0.46×
103 J/(kg·℃)]
例 4
先求出Δt,再求t0。
知3-练
解题秘方:计算物体的初温或末温,尽量分步解答,即先求升高(或降低)的温度,再求初温(或末温)。
解:铁钉温度降低Δt == =1000 ℃,
铁钉的初温t0=t+Δt =20 ℃+1000 ℃ =1020 ℃。
知3-练
4.[中考·长沙]水稻是喜温作物, 春季育秧时, 农民通常在傍晚向秧田灌水, 早晨再将水放出,以防霜冻。当气温降低时, 水能放出较多的热量; 如果某秧田中水的温度降低了2 ℃, 放出了3.36×107 J 的热量,则该秧田内水的质量为________kg。[ 已知c水=4.2×103 J(/ kg·℃)]
4000
比热容
定义
比热容
物理意义
热量计算
水的比热容
大的应用(共27张PPT)
第2节 内 能
第13章 内能
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
内能
物体内能的改变
知识点
内能
知1-讲
1
1. 分子动能和分子势能
(1) 分子动能:构成物质的分子在不停地做热运动,运动的分子所具有的动能叫做分子动能。
(2) 分子势能:由于分子间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分子也具有势能叫做分子势能。
知1-讲
2. 内能
(1) 定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
(2) 单位:焦耳, 简称焦, 符号是J。各种形式能量的单位都是焦耳。
知1-讲
3. 内能的大小
知1-讲
4. 物体的内能与温度的关系 一个物体在状态不变时,温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。
特别解读
内能是不同于机械能的另一种形式的能量,机械能与物体的机械运动有关,内能与物体内部分子的热运动有关;物体的机械能可以为0,而一切物体在任何温度下都具有内能,即物体的内能不可能为0。
知1-讲
深度思考1:质量相同的0 ℃的水和冰,谁的内能大?
深度理解
冰熔化成水时吸收热量,内能增加,故质量相同时,0℃的水比0℃的冰内能大。
知1-讲
深度思考2:冰熔化成水时吸收热量,为什么温度没有
升高?
深度理解
冰熔化成水时,增加的内能只是用来改变分子势能,分子动能不变,故温度保持不变。
知1-练
例 1
关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A. 温度相同的1 kg 和10 0 g 的水内能相同
B. 同种物质构成的两个物体,温度高的内能一定大
C. 温度为0 ℃的物体没有内能
D. 同一物体温度降低,它的内能减小
解题秘方:结合影响物体内能大小的因素分析物体所具有的内能的大小。
知1-练
解析:比较同种物质构成的不同物体内能的大小,可用控制变量法或综合分析法分析。物体内能的大小与温度和质量都有关,水的温度相同,若质量不同,内能也不同,A 错误;同种物质构成的不同物体,若不知道两物体质量的关系,温度高的物体内能不一定大,B 错误;
知1-练
一切物体在任何温度下都有内能,C 错误;同一物体,即物质种类及质量相同,温度升高时,内能增加,温度降低时,内能减小,D 正确。
答案:D
知1-练
1. 关于一杯水的内能, 下列说法中正确的是( )
A. 一杯水冷冻成冰块,内能消失
B. 一杯水的温度越高,它具有的内能越大
C. 一杯水具有的内能一定比一杯水蒸气具有的内能小
D. 一杯水放在高处一定比放在低处具有的内能大
B
知2-讲
知识点
物体内能的改变
2
1. 热传递
(1)热传递
知2-讲
(2)热量
①定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。
②单位:焦耳(J)。
③注意:热量与内能是两个不同的概念。
知2-讲
知识链接
●热量是传递过程中的能量,它不属于哪个物体,不能说某物体含有多少热量。
●热量可以用来度量物体内能改变的多少,一个物体吸收(或放出)多少焦耳热量,则它的内能就增加(或减小)多少焦耳。
知2-讲
2. 做功
演示实验1 演示实验2
图示
操作 在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去 操作:瓶内装有少量的水,水的上方有水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气
现象 棉花燃烧起来 塞子跳起来,瓶内出现白雾
知2-讲
演示实验1 演示实验2
解释
归纳 做功可以改变物体的内能,其实质是能量的转化。
知2-讲
深度理解
只有合适的做功方式,才能改变物体的内能:①使物体内能增大的做功方式:压缩做功、克服摩擦做功、锻打做功和弯折做功。②气体膨胀做功,其内能减小。
知2-讲
3. 温度、热量与内能的关系
知2-讲
知2-讲
特别提醒
生活中的“热”,有三种意义:
1 . 表示温度,如今天很热;
2 .表示热量,如物体吸热;
3 .表示内能,如摩擦生热。
知2-练
[中考·宁夏] 把图钉帽在课桌上来回摩擦几下后,图钉帽热得烫手,这是用______的方式改变了物体的内能;把瓶装水放在冰箱里,一会儿变凉了,这是用______的方式改变了物体的内能。
例2
做功
热传递
知2-练
解题秘方:全面认识改变物体内能的两种方式。
类型 分析 实例 说明
做功 克服摩擦力运动 摩擦生热(搓手取暖;钻木取火;用钢锯锯木头,锯条发热) 对内做功:将机械能转化为内能。“获取”一定的内能,内能增加,温度升高对外做功:将内能转化为机械能。“消耗”一定的内能,内能减少,温度降低
在其他外力作用下运动 反复弯折铁丝,弯折处温度升高;铁锤锻打工件,工件受热;压缩空气,空气升温;冬天跺脚取暖
知2-练
类型 分析 实例 说明
热 传 递 以热致热 烈日下的沙子烫脚;冬天人们在室外晒太阳感觉暖和;物体放在电暖器旁温度升高;天冷时,用热水袋取暖 传什么:传递的是内能,不是温度
往哪传:从高温物体转移到低温物体
以冷致冷 喝冷饮解暑;把酒精擦在手背上,手背感觉到凉;医生用冰袋给发热的病人降温;食品放入电冰箱后温度降低
知2-练
解析:图钉帽在课桌上来回摩擦,图钉帽变热了,其升温的前提是摩擦,这是用做功的方式改变物体的内能;通常情况下,瓶装水与冰箱内部有温度差,瓶装水放入冰箱里能变凉,是由于瓶装水向冰箱内部空间放热,属于热传递改变物体的内能。
知2-练
2.[中考· 海南]下列生活实例中, 利用做功改变物
体内能的是( )
A. 暖手宝暖手 B. 棉被被晒热
C. 烧水水温升高 D. 搓手取暖
D
内 能
影响因素
热传递
定义
内能
改变方式
做功