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第2节 内能
第十三章 内能
第1课时 内能及其改变方式
玩具回力汽车运动,其动能是从弹性势能转化而来的,而真正的汽车开动时它的动能从何而来?
原来来真正的汽车运动时,它的能量来源于燃料燃烧释放的内能。那么,什么是内能?
汽车的动力
分子和足球、孩子是否有相似之处?
探究点一 内能
宏观物体由于运动而具有动能,因为受到重力和弹力而具有势能。
构成物质的分子在不停地做热运动,同样具有动能,而分子间具有相互作用力,又使得它们具有势能。
机械能与整个物体的机械运动情况有关,内能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。
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。
内能的单位是焦耳(J)
因为所有的物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能。
冰山有内能吗?
探究点二 做功和内能的改变
活动1:相互搓手,说一下感觉。
活动2:如图所示,让一生来回弯折铁丝,感觉一下弯折处的温度变化。
总结:对物体做功,物体的内能增加。
活动3:演示,大口玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气,给瓶内打气,当瓶塞跳出时,瓶内出现“白雾”。
总结:物体对外做功,物体的内能变小。
活动4:让一学生吹气球,吹大了的气球没握住,它叫啸着飞跑了!捡起时气球会发现它的嘴部温度变低。
(1)热传递可以改变内能
探究点三 热传递和内能的改变
发生热传递时,高温物体内能减少,低温物体内能增加。
在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。
2.改变物体内能的方法
热传递的本质:
内能从一个物体转移到另一个物体。
物体吸收热量时内能增加,放出热量时内能减少。
吸收或放出的热量越多,它的内能改变越大。
(1)热传递可以改变内能
你怎样让一段50 cm的铁丝温度升高呢?
1.用火焰加热 2. 太阳晒
3. 用手搓 4. 用手焐
5. 在地上摩擦 6. 用锤子不断敲击
7. 反复弯折 8. ……
将这些方法分两类,说说你分类的原则是什么?
1.老师在做“向装有少量水
的瓶子内打气”的实验过程中,
不断的向瓶内打气,使得瓶内的
水蒸气,气压增大,水蒸气的内
能 (填“增加”或“减少”),
温度 (填“升高”或“降低”)。
当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现 ,这是因为水蒸气对瓶塞 ,内能 (填“增加”或“较少”)。温度 (填“升高”或“降低”)。 水蒸气 而成小液滴。白雾未消失时,如果马上盖上塞子,再次向瓶内打气,则会看到 。
增加
升高
白雾
做功
减少
降低
液化
白雾马上消失
2.在下列选项中,物体内能的改变是通过做功实现的是( )
A.在炎热的夏天,在啤酒中放入一些冰块,啤酒变凉
C.行驶的汽车,轮胎会变热
B.太阳能热水器水箱中的水被晒热
D.划火柴,火柴燃烧
C D
3.美国宇航局的科学家们认为在美国东海岸出现的“天空火球”现象是由于小行星窜入了地球大气层。请同学们尝试解释这个罕见的现象。
学做水火箭,说说它是如何升空的?
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第1课时 比热容
第3节 比热容
解释下面的现象
依据上面的情境,白天时,同样的日照情况下,为什么沙子和海水升高的温度不同呢?是因为沙子和水是不同的物质么?
用不同物质比一比吧!
想一想
看看不同种类的物质,吸收热量性质是否相同。
做一做
探究点一 探究不同物质的吸热本领
(1)比什么?拿谁比?怎么比?
(2)怎么知道哪种物质吸收热量多?
(3)要记录哪些数据?
进行实验
实验准备
实验结果
等质量的水和食用油,升高相同温度,水需要的加热时间更长,水比食用油吸收热量多。
由本次实验可以看出,水和食用油吸收热量的差异,是由它们的种类决定的。
经过科学测定,发现一般情况下,不同的物质,在质量相等、升高温度相同时,吸收的热量不同。物质的这种性质,用物理量比热容来表示。
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
比热容用符号c 表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg · ℃)。
探究点二 比热容
水的比热容是: c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃)
食用油的比热容是: c 油= 1.97×103 J/(kg·℃)
尝试说出水的比热容的物理意义:
1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J。
认识比热容
关于比热容,下面几种认识对不对?
A.1 kg沙石,温度升高1 ℃,大概要吸收920 J的热量
B.液体的比热容都比固体大
C.同一种物质,比热容是相同的
D.比热容是物质的特性之一,可以用来鉴别物质
学会查物质的比热容表
※比热是物质的特性之一.
1 问:一滴水和一盆水的比热容谁大?
答:一样大。因为比热容是物质的特性之一,不随质量的改变而改变。
2 问:把一根铁丝截为长短不同的两
段,哪段铁丝的比热容大些?
答:比热容一样大。
课堂练习
答:4.2×103J/(kg·℃)。
怎样读?
4. 2乘10的3次方焦每千克摄氏度。
问:它表示的物理意义是什么?
答:1千克水温度升高或降低1摄氏度
需要吸收或放出的热量是4.2×103焦
课堂练习
3. 问:水的比热容多大?
课堂练习
5 .问:冰的比热是多大?
答:冰的比热是 2.1×103J/(kg·℃)。
答:同种物质在不同状态时比热值不同。
6.问:水和冰的比热不同说明了什么?
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第2课时 温度、内能、热量的区别
温度是表示物体的冷热程度的物理量;内能是指物体内部所有分子动能和分子势能的总和,是能量的一种形式;热量是执传递过程中,传递内能的多少。
温度是一状态量,能说“高低”,但不能“传递”和“转移”,温度是分子热运动剧烈程度的标志,温度越高,分子无规则运动就越剧烈。
热量是一过程量,物体不具有热量,要用“吸收”、“放出”来表达,不能用“含有”、“具有”来表述;热量是物体内能改变的一种量度,物体吸收了热量,内能就增加,放出了热量,内能就减少;只有物体间存在温度差,发生热传递,才有“热量”概念。
温度的变化可以改变物体的内能,放出或吸收热量的多少可以量度内能改变的多少。内能的改变有两种方式:做功和热传递,而热传递过程中传递内能的多少就是“热量”。
课堂练习
1、物体吸收热量内能增加
(对)热量是内能改变的一种量度
2、同一物体温度升高,内能增加
(对)温度越高,分子动能越大,内能越大
3、同一物体内能增加,温度升高
(错)晶体的熔化
4、同一物体吸收热量,温度一定升高
(错)晶体熔化过程,吸收热量,温度不变
5、物体温度不变,一定没有吸收热量
(错)晶体熔化过程,吸收热量,温度不变
6、物体温度不变,内能一定不变
(错) 晶体熔化过程,吸收热量,温度不变
7、物体温度升高,一定吸收热量
(错) 改变内能有两种方式:做功和热传递
8、0℃的冰块内能为0J
(错) 任何物体都有内能
9、温度越高,分子内能越大
(错) 内能是物体的内能,分子没有内能
10、温度越高的物体,内能一定越大
(错) 温度、质量等因素都影响内能
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第2课时 比热容的计算及应用
第3节 比热容
知道了水的比热容是4.2×103 J/(kg · ℃),你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水,温度从20 ℃升高到70 ℃,需要吸收的热量吗?
吸收的热量
=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃)
=8.4×104 J
Q吸= cm(t1-t0)
Q放= cm(t0-t1)
吸收的热量=比热容×质量×升高的温度
探究点一 关于比热容的计算
1.关于比热容,下列说法正确的是( )
A.温度越高,比热容越大
B.物质放热越多,比热容越大
C.物质的质量越大,比热容越小
D.物质的比热容与质量和温度无关
D
当堂练习
A B D
2.以下四种现象中,与水的比热容有很大关系的是 ( )
A.汽车的发动机用循环流动的水来冷却
B.生活中往往用热水取暖
C.夏天洒水降温
D.滩涂湿地温差小
3.一个质量为250 g的钢件,加热到560 ℃,然后在空气中自然冷却,室温为20 ℃,这个钢件在冷却过程中放出多少热量?
Q放 = cm(t0-t1)
=0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃)
=6.21×104 J
钢的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)
解:
B
4.将质量、初温分别相等的铁块和铝块(c 铁 不考虑经济成本,谈一谈暖气用水好,还是用油好?
探究点二 利用比热容的知识解释一些现象
想想这是为什么呢?
吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度,居中国之首,而火焰山又是吐鲁番最热的地方,其表面温度最高曾达到八十多摄氏度。但一到晚上气温一下子就降到二十多摄氏度,空调都不用开 。
当堂练习
昆明,又名春城,是云南省的首府。昆明的周边,现在滇池南北长约40千米,东西宽约8千米,总面积300平方千米,湖岸线长163.2千米,最大水深10.4米,平均水深4.4米。那里的气候宜人,四季如春,这与滇池密切相关。你知道其中的缘故吗?
谈起夏日海风,你可知道,在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著,白天和夜晚的风向往往是不同的,你知道白天风是从哪里吹向哪里?夜晚呢?
为什么?
钢筋水泥都市,给我们的生活带来方便的同时,也给我们带来诸多不便,比如,炎炎夏季,都市气温往往比郊外要高3 ℃ ~ 5 ℃,这就是热岛效应,应该如何应对呢?
(共16张PPT)
第1节 分子热运动
第十三章 内能
神奇的软蛋
星期天,小明来到爷爷家过周末,发现爷爷家的食品柜里有一瓶醋泡蛋,蛋壳已经泡没了,只剩一层蛋膜包着鸡蛋,爷爷说这是一种保健食品.调皮的小明趁爷爷不注意,将“软蛋”冲洗干净后放在了清水中,奇怪!“软蛋”竞一点点地长“胖”了。这其中的奥妙,
你能解释吗?
想一想如果把此杯子打碎,碎片是否还是玻璃?如果经过多次分割,颗粒会越来越小,如果不停的分下去,有没有一个限度?
探究点一 物质的构成
(1)保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子或者原子。
(2)常见的物质是由及其微小粒子----分子、原子构成的。
(3)分子的大小用分子的直径来衡量,通常用10-10m为单位来量度分子的大小。
问题:打开香水瓶后,不久就会闻到香味,为什么?
探究点二 分子热运动
演示实验:我们将一个空瓶子,倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,抽掉盖在二氧化氮瓶上的玻璃板。
观察并思考:上面空瓶有红色现象说明了什么?将空瓶与装着红棕色
二氧化氮气体的瓶子颠倒放置,重做这个实验能否得出相同的结论?
归纳总结:不同的物质在接触时,彼此进入对方的现象,叫做扩散现象。
交流讨论:在我们日常生活中,扩散现象很常见,小组之间交流讨论一下,能否举出几个例子?
问题:气体可以发生扩散,那么液体和固体是否可以发生扩散呢?
演示实验3:向一个盛有热水、冷水的两个烧杯中用滴管注入两滴红墨水。
观察并思考:观察到什么现象?说明了什么问题?
结论:说明液体之间也可以发生扩散现象,扩散的快慢与物体的温度有关。
解释现象:为什么刚炒的热菜比凉菜更容易闻到香味?
长时间堆放煤的墙角会变黑,用笤帚扫都扫不干净。
问题:固体分子之间能否发生类似的现象,请同学们交流、讨论举例。
(1)说明了气体、液体、固体在相互接触后,都能彼此进入到对方内部,这种现象叫扩散现象。
(2)扩散快慢的因素与温度有关,温度越高,扩散的越快。
(3)扩散现象说明了分子时刻不停的做无规则运动;分子之间存在间隙。
是什么力使得两块铅块结合在一起?
1.分子之间既有引力又有斥力
实验观察1
究点三 分子间的作用力
实验表明,分子间同时存在引力和斥力。
典例剖析:从分子作用力的角度说一说“破镜重圆”能否真的发生。
【点拨】分子间的作用力与分子间的距离有关,当分子间的距离大的一定程度时,分子间的作用力就不存在了.
分子间距决定了分子间的作用力,从而决定了固体、液体和气体的特征。
气体分子之间的距离就很远,彼此之间几乎没有相互作用力。
常见的物质是由分子、原子构成的;物质内的分子在不停地做热运动;分子之间存在引力和斥力。
分子的世界我们无法观察,但是却能通过实验,得到分子在运动和分子间存在作用力的事实,通过直接感知的现象,推测无法直接感知的事实,这是物理学中常用的方法。
1.分子动理论的初步知识
2.物理方法小结
下表归纳了固、液、气三态物质宏观和微观的特性,请完成这个表格。
分子动理论的初步知识:
(1)物质是由分子构成的;
(2)构成物质的分子在不停地做热运动;
(3)分子间存在着引力和斥力。