内能与热量
教学目标 1.知识与技能:
(1)了解内能的概念。
(2)知道做功和热传递改变物体的内能。
(3)了解热量概念、符号、单位知道燃料热值的概念及单位。
2.过程与方法:
(1)通过观察和实验,了解温度计的结构,掌握使用方法。
(2)通过探究找到改变物体内能的两种方法。
(3)通过信息处理认识燃料热值的含义,了解常用燃料的热值。
3.情感、态度与价值观:
通过教学活动激发学生兴趣和求知欲望,培养探索精神。
教学重难点 (1)温度对扩散的影响。
(2)让笔杆热起来。
(3)气体温度降低,内能的变化。
教学过程 请思考:
往暖水瓶倒开水,盖上瓶塞,有时瓶塞会弹起,推动塞子的能量来自哪里?
运动的物体具有动能,那么分子不停地无规则运动是否也具有动能?
拉伸和压缩的弹簧由于发生形变而具有势能,那么物体内部分子间相互作用也具有势能?
一、温度与热运动
演示实验:温度对扩散的影响
温度表示物体的冷热程度温度越高,扩散越快,表明构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈。温度反映了构成物体的大量分子做无规则运动剧烈程度。
物体内部的大量分子做无规则运动叫热运动。
二、物体的内能
物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。单位:焦耳(J)
内能是存储在物体内部的能量。
(一)分子动能
温度是分子动能的标志,温度越高,分子运动越剧烈,分子动能越大。温度越高,分子动能越大,但并不是所有分子动能都增大,个别分子动能还有可能减小。
(二)物体的内能
由分子间作用力决定的一种能量,与分子间距离有关,整体上表现出与物体体积有关。
讨论交流:南极的冰山有内能吗
例1:相同质量的0℃水与0℃的冰相比较( )。
A.它们的分子平均动能相等
B.水的分子势能比冰的分子势能大
C.水的分子势能比冰的分子势能小
D.水的内能比冰的内能多
答案:ABD
(评析:质量相同的水和冰,它们的分子个数相等;温度相等,所以分子平均动能相等,因此它们总的分子动能相等.由水结成冰,需要释放能量,所以相同质量、温度的水比冰内能多,由于它们总的分子动能相等,所以水比冰的分子势能大。本题很容易误认为水结成冰,体积增大,所以内能增大。)
机械能与内能有着本质的区别,对于同一物体,机械能是由其宏观运动速度和相对高度决定的,而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定。例如放在桌面上静止的木块温度升高,其机械能不变,而内能发生了改变。
例2:下面有关机械能和内能的说法中正确的是( )。
A.机械能大的物体,内能一定也大。
B.物体做加速运动时,其运动速度越来越大,物体内分子平均动能必增大。
C.物体降温时,其机械能必减少。
D.摩擦生热是机械能向内能的转化。
答案:D
三、改变内能的方式
(一)实验探究:让笔杆热起来
热传递:内能从一个物体向另一个物体直接传递。是内能的转移,转移内能的多少叫热量。
条件:物体之间或者物体的不同部分间存在温度差,就会发生热传递,直到等温。
实质:内能在物体间的转移,而内能的形式没有改变。
做功:从其他形式的能量转化过来。
外界对物体做功,物体的内能增加,温度升高。
物体对外界做功,物体的内能减少,温度降低。
讨论交流:气体的内能
热量:热传递过程中转移内能的多少叫热量。用Q表示,单位:焦耳(J)。
注意:
1.物体本身没有热量,只有发生了热传递时,才讨论热量问题。
2.热量是在热传递过程中,内能转移的数量。它是一个过程量。
3.热量的多少与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。
4.温度、内能、热量的区别和联系。
区别:
(1)温度是表示物体冷暖程度的物理量。表明分子热运动的剧烈程度。
内能是能量的一种形式,是分子动能和分子势能的总和。温度升高是内能增大。
(2)热量是在热传递时,传递能量的多少。
联系:
温度的变化可以改变一个物体的内能,传递热量的多少可以度量物体内能转移的多少。物体吸收或放出热量,它的内能将发生改变,但温度不一定改变。
四、燃烧
放出热量:
(燃烧是一种化学变化。燃烧过程中,化学能转化为内能的过程。)
讨论交流:认识燃料
燃料热值:我们把1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值。用q表示,单位(J/kg)
Q放=mq
Q放单位:焦耳;m单位:千克;q单位:J/kg
燃料热值的意义:表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少,同种燃料的热值相同,不同燃料的热值不同。
讨论交流:使用燃料
媒体运用 (1)摩擦盛有乙醚的铁管的实验。
(2)气体压缩做功。
(3)电锯锯木头。
(4)拖拉机打火、行驶。
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