浙教版科学九年级上册第三章能量的转化与守恒第五节物体的内能

文档属性

名称 浙教版科学九年级上册第三章能量的转化与守恒第五节物体的内能
格式 rar
文件大小 6.7MB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2008-11-05 08:51:00

文档简介

第5节 物体的内能
【教材分析】
关于“热能”,学生已经接触到多次,但是概念模糊。在学习机械能后,有必要来了解这种常见的能量。本节以“内能”为主题,从热能和内能的关系入手,从生活中常见的事例着手,从微观的角度(微粒运动)和宏观的表现(温度)给学生一个科学的概念,易于接受。
本节的重点在于改变内能的两种方法,然后再学会热量的计算方法。通过实验和事例的分析,帮助学生理解。并在此基础上,引出热量和燃料热值的概念。
【教学目标】
知识目标:⒈了解内能的概念。
⒉理解做功和热传递是改变内能的两种方法,知道这两种方法中能量变化的实质和方法的等效性。
⒊知道热量的概念,知道功和热量都可以量度内能的变化。
4 、学会热量的计算
5知道燃料的热值。
技能目标:⒈能从宏观和微观的角度全面了解事物。
⒉培养实验的观察和分析能力。
⒊培养概括和对比分析的能力。
⒋学会从能量变化的角度分析事物的变化。
情感目标:
⒈培养学生联系实际生活和实验现象分析科学规律的探索科学的精神。
⒉通过从能量变化的角度讨论问题,为建立能量守恒定律奠定基础。
【教学重点】
理解做功和热传递是改变内能的两种方法,及其方法的实质和等效性。
【教学难点】
⒈内能的概念。
⒉应用改变内能的两种方法分析实例:热量的计算。
【教学准备】
课件;克服摩擦做功、压缩气体做功、气体对外做功等演示实验。
【课时安排】 2课时
【教学过程】
引人:下列物体具有什么形式的能量?
1、运动中的物体 2、飞流直下的瀑布 3、杯中静止的水
今天我们继续来学习另一种能量的形式:内能。
新课学习:
内能
【回忆实验】将红墨水滴到温度不同的水中,观察现象。
提问1:这是什么现象?(扩散现象)
提问2:产生扩散现象的原因是什么?(物质由分子、原子或离子等粒子构成,构成物质的粒子在永不停息地做无规则运动;分子间存在间隙)
1、热运动:物体内部大量粒子的无规则运动
提问3:微粒的无规则运动称为热运动,相应的能叫什么能?(内能)
2、内能:物体内部大量粒子做热运动(微观运动)所具有的能叫内能。
设问4:它们可能与哪些因素有关?在不同的温度中,扩散的速度不同说明什么?(物体温度越高,微粒无规则运动越剧烈)
3、关系:物体温度越高,分子热运动越剧烈,内能也越大。
提出内能和热运动的概念、关系并板书(强调:热现象是大量微粒无规则运动的宏观表现,对单个微粒谈热运动、温度、内能是没有意义的。)
温度是物体内部大量微粒无规则运动剧烈程度的标志。根据温度的变化(宏观)反映热运动(微观)的剧烈程度和内能的变化。
【讨论】1、根据图片3-49、3-50,试解释:无论高温物体还是低温物体,都具有内能。
不论物体有没有做其他运动,物体内微粒的无规则运动总是存在的,所以其他能量(机械能)可能为0,内能总是有的,不管是高温物体还是低温物体。
2、物体的温度升高或降低时,内能会有什么变化?
内能的大小与温度的高低有关,一个物体温度升高,内能增加,温度降低,内能减少。
由于内能的大小不仅仅与温度的高低有关,所以不同的物体不能仅根据温度的高低判断内能的大小。
下面两个物体都具有内能吗?

分析:无论什么物体,温度的高低,它们都有内能。
3、内能与机械能有什么不同?
内能是与微观运动有关的能量,它的改变与温度的变化有关;机械能是与宏观运动有关的能量,它的改变与运动的速度、高度等的变化有关。
【过渡】通过观察温度的升高或降低可以了解物体内能的变化,如何增加杯中水的内能?
做功可以改变内能
【实验1】如图3-53。观察现象,分析原因。
现象:棉花燃烧。
提问1:用乙醚浸过的棉花为什么会燃烧?(达到乙醚的着火点低)
提问2:筒内的空气温度为什么会上升?
提问3:压下活塞过程中,有没有做功?谁对谁做功?
(活塞压缩筒内气体做功)
提问4:能量如何转变?
(机械能→内能,筒内空气的内能增大,温度升高,达到乙醚的着火点)
提问5:增大空气内能的方法?
——对物体(空气)做功,物体(空气)内能增大。
提问6:为什么选用乙醚来浸棉花?(着火点低,易燃)
【实验2】
如图3-52。观察现象,分析原因。
现象:橡皮塞向上跳起,瓶口出现雾状物。
提问1:来回拉绳子的过程中,有没有做功?(克服摩擦做功)
提问2:如何说明人克服摩擦力做了功?
提问3:能量如何转变?(管壁发烫,机械能→内能,金属管、乙醚的内能增大)
总结:对物体做功,物体的内能增加
问:你还能举处相似的例子?
古人钻木取火从原理上与哪个例子的原理是一样的?
能量转化:都是机械能→内能;温度变化:都是升温;是否做功:都是克服摩擦做功。
提问1:橡皮塞为什么会跳起?(乙醚蒸气膨胀,将塞子推出)
提问2:这个过程中有没有做功?谁对谁做功?(乙醚对塞子做功)
提问3:能量如何转变?(内能→机械能,乙醚蒸气内能减小,塞子获得机械能)
提问4:使乙醚内能减小的方法?
——物体(乙醚)对外做功,物体(乙醚)内能减小。
【实验3】如图3-54。观察现象,分析原因。
现象:塞子向上跳起,瓶内出现白色的雾。
原因: 滴入酒精产生了蒸气,向瓶内打气,压强达到一定程度,气体对外做功,内能→机械能,塞子获得了机械能,向上跳起,同时气体的内能减少,温度降低,瓶内的一部分酒精蒸气和水蒸气液化。
【归纳】用什么方法可以增大或减少物体的内能?这种方法的实质是什么?
二、做功可以改变内能
对物体做功→内能增大(机械能→内能)
实质:其他形式的能(机械能)与内能的转化
物体对外做功→内能减小(内能→机械能)
【追问】对物体做了多少功,表明什么?(有多少其他形式的能转化为内能);物体对外做多少功,表明什么?(有多少内能转化为其他形式的能)。从中可看出,功与内能的关系?(功可以量度内能改变的多少)
三、热传递可以改变内能
【分析】冬天双手很冷,你通常使其变暖的两种方法在原理上有何不同?
做功改变物体的内能 热传递改变物体的内能
【读图】3-56。发高烧的病人常用湿毛巾冷敷,冷敷时,热从人体传给毛巾。传热的结果,
人体的温度降低,内能减少,毛巾的温度升高,内能增多。我们把这个过程叫热传递。
【思考】热传递的过程有发生能量的转化吗?热传递实质是什么?发生热传递的条件是什么?热传递的方向如何?热传递的结果是什么?
三、热传递可以改变内能
1、热传递
⑴方向:内能从高温物体传递到低温物体,或者从同一物体的高温部分传递到低温部分
⑵条件:温度差
⑶结果:温度相等
(4)实质:能量的转移
【设问】在热传递中,传递的能量多少叫什么?用什么表示?单位是什么?
在热传递中,传递的能量多少叫做热量,用Q表示。低温物体从外界吸收多少热量,内能就增加多少,温度升高;高温物体向外界放出多少热量,内能就减少多少,温度降低。因此除了功,还可以用热量量度内能改变的多少。由于这种关系,它们的单位也一致:焦耳。
2、热量(Q):在热传递中,传递的能量多少
单位:焦
3、低温物体从外界吸收热量→内能增大
实质:内能的转移
高温物体向外界放出热量→内能减少
【引申】热量是与热传递相连的概念,离开了热传递谈热量就没有意义了。所以热量只能表达“吸收多少”、“放出多少”、“传递多少”,不能说“有多少”或“含有多少”。
【讨论】图3-57,有一瓶子,里面装着一些铁屑,用什么方法可以增加铁屑的内能?如果你没有看到内能改变的过程,单凭铁屑的温度升高,你能说出究竟采用什么方法?
可能是放在火上烤;可能是克服摩擦对瓶子和铁屑做功;……
【结论】做功和热传递的实质不同,但是改变内能是等效的。所以只从结果是不能判断方法的。
4、做功和热传递:实质不同,改变内能是等效的。
课堂练习:
1、冰水混合物的温度是0℃,所以没有内能。( )
2、任何物体都具有内能和机械能。( )
3、甲物体比乙物体的温度高,则甲比乙的内能大。( )
4、物体不一定都有内能。( )
5、某物体温度升高,它的内能一定增大。( )
布置作业
第2课时
复习引入:
下列物理现象中,哪些利用做功改变物体内能的?哪些利用热传递改变物体内能的?
A、锯条在石块上摩擦,锯条发热;
B、热铁块投入冷水中,铁块温度降低;
C、把一杯牛奶放在热水中加热
D、用锤子反复击打一个铁片,铁片温度升高;
E、用打气筒往车胎内打气,打气筒变热;
做功改变物体内能:A/D/E 热传递改变物体内能: B C
问:1、牛奶吸收热量的多少,与什么因素有关?
2、将质量相同的一壶水和一壶煤油都加热到100℃,它们吸收的热量一样多吗?
已知:C水=4.2×103焦/(千克.℃) C煤油=2.1×103焦/(千克.℃)
问:从中你发现,物质吸收的热量的多少与哪些因素有关?
再问:C水=4.2×103焦/(千克.℃)表示什么含义?
1千克的水温度升高1 ℃时需要吸收4.2×103焦的热量
2千克的水温度升高1 ℃时需要吸收__________焦的热量?
1千克的水温度从30℃升高到40 ℃时需要吸收__________焦的热量
由此,你认为物质吸收的热量的多少应该如何计算
Q=cm(t-t0)
跟学生一起分析每个符号代表的量以及单位。
例:一块质量为5千克,温度为10℃的铁块加热到200℃,铁块吸收了多少热量?
【过渡】对铁块加热可以用酒精等燃料的燃烧,燃料燃烧会放出大量的热量,燃烧是什么变化?在燃烧过程中,能量如何转化?
燃烧是化学变化;燃烧是贮存在燃料中化学能转化为内能的过程。
四、燃料的热值
问:你知道哪些燃料?为什么火箭选用液态氢做燃料?(因为热值大)
热值是燃料的特性,不同的燃料的热值一般不同。在常见的燃料中,氢是最好的燃料,理由有三:燃烧完全相同质量的燃料,氢放出的热量最多;燃烧产物无污染;原料取之方便,可循环使用。
引入概念:我们把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
读表:了解常用燃料的热值,读出氢的热值。
氢的热值为1.4×108焦/千克,
表示什么意义
4千克氢完全燃烧时放出的热量为多少?
如何计算燃料完全燃烧时放出的热量?
【引申】1、说出汽油的热值:4.6×107焦/千克的意义?
2、10千克的汽油完全燃烧能放出多少热量?
3、它能使50千克的20℃水升高到多少温度?
4、实际能达到这么高的温度吗?
判断:
A、物体不对外界做功,外界也不对物体做功,物体的内能一定不变。 (×)
B、一个物体不吸热也不放热,它的温度一定不变。 (×)
C、物体温度升高,一定是从外界吸收了热量。 (×)
D、只有一个物体不能发生热传递。 (×)
E、热量从热量多的物体向热量少的物体传递。 (×)
四、燃料的热值
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。(焦/千克)
布置作业:作业本
课后练习