第五章 内能(浙江省宁波市镇海区)

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名称 第五章 内能(浙江省宁波市镇海区)
格式 rar
文件大小 134.6MB
资源类型 教案
版本资源 华东师大版
科目 科学
更新时间 2008-08-24 00:41:00

文档简介

(共19张PPT)
初温相同的一壶水容易烧开还是半壶水?
将一壶水烧开与烧热,哪个需要时间长?
烧水时,水吸收的热量可能与哪些因素有关?
水的质量、水温升高多少
中午
同一时刻,为什么海水和沙子的温度不一样?
海水很凉
沙子很烫
傍晚
沙子变凉了
海水很暖和
对于不同的物质,在质量相同,温度升高一样时,它们吸收的热量是否相同?
质量相同的煤油与水,升高相同温度时,它们吸收的热量是否一样多?
比较水与煤油升高相同温度时吸收热量的多少
温度升高越慢,说明吸热能力越强。
结论:
实验结果:
煤油温度升高得快。表明质量相等的水和煤油在升高相同温度时,水加热时间长,水吸收的热量比煤油多。
相同质量的不同物质,在升高相同的温度时,吸收的热量是不同的。
怎样来表示各种物质的这种性质上的不同呢?
不同物质的比热容不同,比热容是物质的一种属性。
反映了物质吸热能力的大小。
定义:单位质量的某种物质温度升高 1℃吸收 的热量,叫做这一物质的比热容。 
J/(kg·℃)
单位:焦/(千克· C)
水的比热容:
4.2×103 J/(kg ·℃).
物理意义:
1千克的水温度升高(或降低)1 ℃
吸收(或放出)4.2×103 J的热量.
(或降低)
(或放出)
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
沙石 0.92×103 铅 0.13×103
水的比热容较大,铅的比热容最小。
冰和水是同种物质,但状态不同、比热容不同。
不同物质的比热容一般不同,冰和煤油例外。
一般情况下,液态物质的比热容比固态物质的比热容大。
J/(kg ·℃)
水的比热容较大在生产和生活中的应用?
冷却汽车发动机
供暖用的散热器
冬天暖气用水做“热源”
农村在培育秧苗时,为使秧苗夜间不致受冻,傍晚要往田里灌水,早晨再把水放出去。
水的比热容较大,对气温的变化有显著的影响
新疆有句谚语:
“早穿皮袄午穿纱
怀抱火炉吃西瓜”
你能说出它的道理!
end
海洋为何对气候具有调节作用
海水很凉
沙子很烫
沙子变凉了
海水很暖和
因为水的比热比沙子的比热大,1kg的水升高( )
1 ℃比同质量的沙子所吸收( )的热量多。
在同一时刻,它们吸收( )的热量相同,水升高
( )的温度就比沙子少。所以,中午( ) 时,
海水凉沙子烫 ( )。
降低
放出
放出
降低
傍晚
海水暖和沙子凉
中午
傍晚
热量的计算
1.什么叫比热容
2.比热容的单位是____,读作____.
3.水的比热是_____,它表示的意思是_____.查表,铝的比热是(0.88×J/(kg·℃));它表示1kg的铝,温度升高1℃吸收的热量是0.88×J.
复习:
如果某物质质量是1kg,温度升高不是1℃;或者质量不是1kg,温度升高不是1℃,如何算出其吸热多少
【例1】 把质量为2kg,温度为30℃的铝块加热到100℃,铝块吸收的热量是多少焦 师生共同讨论以下几个问题
(1)1kg铝温度升高1℃,需吸收________J热量
(2)1kg铝温度升高2℃,需吸收_______的热量
(3)1kg铝温度升高(100-30)℃=70℃,需吸收_______的热量
(4)2kg铝温度升高1℃,需吸收_______的热量
(5)2kg铝温度升高2℃,需吸收_______的热量
(6)2kg铝温度升高70℃,需吸收_______的热量
热量的计算
吸收的热量=0.88×J/(kg·℃)×2kg×(100-30)℃=1.232×J
吸热公式
如果物体温度降低,如何表示放出的热量 比如2kg的铝温度从100℃降低到30℃,需放出多少热量
放热公式
Q放=c·m(t0-t)
有一根烧红的铁钉,温度是800℃,质量是1.5g,温度降低到20℃,放出多少热量 [=0.46×J(kg·℃)]
已知m=1.5×kg =800℃
t=20℃ c=0.46×J/(kg·℃)
求 :
解:
Q放=c·m(t0-t)
=0.46×J/(kg·℃)×1.5×kg×(800-20)℃
=538.2J
答:放出538.2J的热量.(共19张PPT)
二氧化碳
+

光能
叶绿体
有机物(储存能量)
+
氧气
绿色植物光合作用
的实质
物质转化过程:
能量转化过程:
把简单的无机物制成复杂的有机物,释放O2
把光能转变为储存在有机物中的能量
化学能
植物具有化学能
动物以植物或其他动物为食获得能量
燃料是生物演变而成的
食物和燃料都具有化学能
燃料的种类
固体
液体
气体
——木柴、煤炭
——汽油、酒精
——天然气、人工煤气、氢气
燃料燃烧的过程:
化学能
——热量
——内能
不同的燃料,即使质量相同,完全燃烧放出的热量也是不同的,这个特性可以用热值表示.
热值:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,
叫做这种燃料的热值。
单位:
焦/千克
符号:
J / kg
一些燃料的热值(J/kg)
氢14. 3×107
汽油4.6 ×107
酒精3.0×107
柴油3.3 ×107
煤气 4.2 ×107
煤油4.6 ×107
天然气 8.4×107
烟煤(约)2.9 ×107
无烟煤(约)3.4 ×107
焦炭3.0 ×107
木炭3.4 ×107
干木柴(约)1.2 ×107
1、燃料的热值是燃料本身的一种特性。
2、氢气的热值是常见燃料中最大的。
(航天器多使用氢气做燃料)
3、燃料热值的意义:
(氢气)——表示1kg氢气完全燃烧时放出
的热量为14. 3×107 J。
热值的应用
公式:
Q = qm
Q:热量 m:燃料的质量 q:燃料的热值
例题(略)
燃料的有效利用
在实际利用燃料中,燃料很难完全燃烧,而且放出的内能不能被完全利用,有效利用的只是其中一部分。
想一想:1、影响燃料有效利用的因素?
2、怎样才能提高燃料的利用效率?
热机——热力发动机的简称。
什么样的发动机可以称为热机呢?
凡是利用燃料燃烧时释放出热量,使工作物质的内能转化为机械能的发动机都叫做热机。
蒸汽机、内燃机、汽轮机、燃气喷气发动机、火箭喷气发动机
蒸汽机
内燃机
汽轮机
燃气喷气发动机
内燃机:
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
常用的内燃机:汽油机、柴油机
、火花塞
汽油机
构造:
进气门
、排气门
、气缸
、活塞
、连杆
、曲轴
汽油机
冲程:
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元,一个工作循环有四个冲程组成
活塞从汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程
汽油机
四个冲程中只有 是主动完成的,其余三个冲程靠 来完成。
一个工作循环活塞往复 次,曲轴转动 周,对外做功 次。
2
2
1
做功冲程
飞轮的惯性
汽油机
在压缩冲程中, 转化为 ;
在做功冲程中燃气对活塞做功, 转化为 。
能量的转化
机械能
内能
内能
机械能
柴油机
热机的效率
热机做出的有用机械功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比。
它是热机性能的一个重要标志,通常用百分数表示。
汽油机的效率为20%~30%,
柴油机的效率为28%~40% ,
蒸汽机的效率只有6%~15% 。
热机的效率
分析热机能流图,探讨如何来提高热机的效率?
火箭
火箭是火箭发动机的简称,是一种新型的热机。
必须自己携带氧化剂。
火箭是利用反冲作用产生动力的发动机,燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧,产生高温高压燃气,燃气通过喷管向后高速喷出,同时产生大小相等、方向相反的推力,把火箭推向前进。
火箭
现代火箭一般采用二级或三级火箭。
我国的长征系列火箭已经具有世界先进水平。(共35张PPT)
分子是构成物质并且保持物质化学性质的一种微粒。
原子是物质进行化学反应的最小微粒。
金属、稀有气体、碳、硅等由原子直接构成。
分子、原子与离子都在不停地运动。
复习:
思考:什么是分子、原子、离子?
在一定的条件下,原子失去或得到电子,成为带电荷的离子。
(一)、分子的热运动
活动:观察墨水在清水中的扩散
这是什么现象?请举出其他例子。
扩散现象
(一)、分子的热运动
分子的扩散现象
扩散:不同物质互相接触时彼此进入对方的现象。
气体间的扩散:空气与二氧化氮
液体间的扩散:水与硫酸铜
固体间的扩散:墙角的煤
实验证据
这里所谓的分子实际包括科学中的分子、原子、离子这些微粒。
(一)、分子的热运动
一切物体内部的分子都在永不停息地做无规则运动。
思考:扩散现象说明什么?
判断:
1、打开醋瓶,不久满屋子都能闻到醋的酸味,
说明醋酸分子在不停地做无规则运动。
2、肺结核通过飞沫传播,说明分子在不停地做无规则运动。
3、将一块方糖轻轻放在一杯水中,过一段时间后,整杯水变甜了,说明分子在不停地做无规则运动。
(一)、分子的热运动
思考:固体、液体、气体都有扩散现象,有什么不一样?
气体分子的扩散速度是很快的,液体分子的扩散速度比气体分子慢,固体要经过比较长的时间才能观察到扩散现象。
扩散现象还与什么有关呢?
与状态有关
这说明扩散现象与什么有关呢?
与温度有关
温度越高,扩散越快,分子无规则运动越激烈。
(一)、分子的热运动
分子的热运动:指构成物体的大量分子的无规则运动。
什么是温度呢?
温度:表示物体的冷热程度的物理量。
与温度有关的科学现象叫热现象。
温度标志着物体内部大量分子无规则运动的激烈程度。
某个物体内部大量分子无规则运动的激烈程度与什么有关?
(二)、分子间的作用力
思考: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?
分子间存在吸引力
思考: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?
分子间不仅存在吸引力,还存在排斥力
分子间距
几个分子大小
引力
大约一个分子大小
斥力
超过10个分子大小
基本没有相互作用
思考:究竟是吸引还是排斥与什么有关呢?
规律
(二)、分子间的作用力
思考:气体分子间的相互作用力怎样的?
气体分子间不存在作用力
思考:把钢块、铅块紧压在一起,时间一久,再用外力就很难把它拉断,而且连接处到底是铜还是铅越来越模糊,为什么?请举几个类似的例子
分子间接近到一定距离后就会产生吸引力,
分子间有间隙,铜、铅分子不听地做无规则运动扩散。
把酒精和水混合后,总体积减小。
思考:还有什么现象说明分子间有间隙?
(三)、物体的内能
什么叫机械能?
机械能包括动能和势能。
物体由于运动而具有的能叫动能,物体由于被举高或发生弹性形变而具有的能叫势能,动能和势能合称机械能。
(三)、物体的内能
分子做无规则运动
分子动能
分子存在吸引与排斥的相互作用
分子势能
物体的内能: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。
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。
思考:一个分子有没有内能?
思考:空中飞行的子弹具有什么能?
机械能和内能
物体的内能与机械能是两种不同的形式的能。
(三)、物体的内能
一切物体都具有内能。
思考:一块冰有内能吗?
分子总是在做永不停息的无规则运动,一定具有分子动能,因此,任何物体在任何状态下都有内能
思考:物体内能的大小与哪些因素有关呢?
温度越高
组成这个物体的所有
分子的动能总和增加
这个物体的内能也就增加
分子的无规则运动就越剧烈
分子动能就越大.
物体内能大小与物体的温度有关。
(三)、物体的内能
分子势能与分子间的相互作用情况有关
思考:分子势能与什么有关?
相互作用情况与分子间距有关
分子间距决定了一个物体的体积与形状
物体的内能与物体的体积与形状有关
同一物体的体积与形状改变时,使物体内部分子间的相互作用力发生变化,从而使分子势能变化,引起物体内能的变化。
(三)、物体的内能
思考:一根烧红的小细铁丝(温度可达500oC以上),一大杯热水,
谁的内能大?
一大杯热水
物体的内能与物体的质量大小(物体内所含分子数)有关
物体的内能
体积与形状
内部所包含的分子数的多少即物质多少
一个物体在状态发生变化时,内能会随着发生改变。
物体的温度
(三)、物体的内能
4、一定质量的固体,在熔化过程中温度不变,内能增大
1、一个物体温度升高内能增大。
判断:
2、温度高的物体内能一定大。
3、物体运动速度越大,内能也就越大。
复习:
扩散现象
构成物体的大量分子的无规则运动叫做分子的热运动
分子具有动能
一切物体内部的分子都在永不停息地做无规则运动
温度越高,分子的无规则运动越激烈
分子间存在相互作用
分子具有势能
内能
体积、形状
温度
质量
(四)、改变物体内能的两种途径
压缩空气发热的实验
活塞对筒内空气做功
活塞的机械能转化为空气内能
空气内能增大,温度升高
达到乙醚着火点
棉花燃烧
1、做功改变物体的内能
外界对物体做功
这实验产生什么现象?怎样解释?
(谁对谁做功?怎样做功?能量怎样转化?)
(四)、改变物体内能的两种途径
思考:用打气筒打气时,为什么气筒会发热?
思考:用锯条锯木块,为什么锯条和木块都会变热?
锯条和木块克服摩擦做功,机械能转化为内能
锯条和木块的内能增加,温度升高。
物体克服 做功,内能 ,温度 。
摩擦力 增加 升高
(四)、改变物体内能的两种途径
想一想这两幅图说明什么?
机械能 内能
摩擦生热
(四)、改变物体内能的两种途径
1、做功改变物体的内能
具有很大内能的水蒸气
膨胀
对软木塞做功
水蒸气的内能转化为活塞的机械能
水蒸气内能减少,温度降低,液化
物体对外做功
出现什么现象?谁对谁做功?能量怎样转化
做功改变物体内能,是指外界对物体做功或物体对外做功。
物体对外做功
内能减少
温度下降
对物体做功
内能增加
温度升高
实质上是其他形式的能与物体内能之间的相互转化。
机械能 内能
内能 机械能
(四)、改变物体内能的两种途径
1、做功改变物体的内能
(四)、改变物体内能的两种途径
热传递:热总是从温度高的物体传到温度低的物体,
或从物体的高温部分传到低温部分。
在热传递过程中所传递的能量(热),叫做热量。过程量
吸热——吸收热量,既外界向这个物体传递热量,内能增大
放热——放出热量,既这个物体向外界传递热量,内能减小
热传递的条件是物体间必须有温度差。
思考:什么叫温度?什么叫热量?什么是热传递?热传递有几种方式
温度:物体的冷热程度,是物体内部大量分子无规则运动剧烈
程度的标志。状态量
(四)、改变物体内能的两种途径
2、热传递改变物体的内能
热传递有三种方式:热传导、对流、热辐射
(四)、改变物体内能的两种途径
2、热传递改变物体的内能
热传递有三种方式:热传导、对流、热辐射
1、热传导:热量沿着物体由高温部分向低温部分传递
热传导的本领
大,热的良导体 金属
小,热的不良导体 木、竹、瓷、
水、空气是热的良导体还是热的不良导体呢?
水、空气是热的不良导体
传热速度:固体>液体>气体,所以不流动的空气和水都是很好的热绝缘体
厚棉被
薄棉被
(四)、改变物体内能的两种途径
2、热传递改变物体的内能
热传递有三种方式:热传导、对流、热辐射
2、对流:靠液体或气体的流动来传递热量的方式。
水是怎样煮沸的呢?
下部水受热后温度升高,密度变小,向上流动
上部水温较低,密度较大,从四周向下流动
白天时陆地升温比海水快,使陆地温度比海水高,陆地热空气上升,海面冷空气流向陆地,形成海风;反之,晚上则形成陆风。
空气与液体也一样,受热上升,遇冷下降
:房间上方
日常生活中的例子:
冷气装置于
厨房油烟机
烟囱
(四)、改变物体内能的两种途径
2、热传递改变物体的内能
热传递有三种方式:热传导、对流、热辐射
3、辐射:热量由物体沿直线向外射出。
热辐射不需要任何介质,可以在真空中进行。
(四)、改变物体内能的两种途径
活动:不同条件下的内能转化。
物体吸收辐射能本领跟物体的颜色、透光性这些条件有关,电功在不同条件下转化为物体的内能是不同的。
(四)、改变物体内能的两种途径
思考:一铁块温度升高,内能增大可用什么方法?
做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
思考:做功和热传递有什么不一样?
做功的实质:其他形式的能与物体内能之间的相互转化。
热传递的实质:内能的转移。
(四)、改变物体内能的两种途径
判断
1、高温物体热量多,低温物体热量少。
2、物体吸收热量,内能一定增大。
3、物体放出热量,温度一定降低。
4、物体内能减小,可能对外做功。