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第十三章內(nèi)能與熱機(jī)
第一節(jié)物體的內(nèi)能
【2022年版課標(biāo)要求】 1.了解內(nèi)能。
2.知道自然界和生活中簡單的熱現(xiàn)象。 3.了解熱量。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn)：探究改變物體內(nèi)能的多種方法。
難點(diǎn)：內(nèi)能與溫度有關(guān)。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
教師準(zhǔn)備：多媒體課件、空氣壓縮器、細(xì)鐵絲、溫度計(jì)，三只燒杯、冷水、溫 水和熱水。
【教學(xué)設(shè)計(jì)】
【情境引入】
我們都知道，運(yùn)動的物體具有動能，高處的物體具有勢能，能夠燃燒的物體具 有化學(xué)能……這些宏觀的物體都具有一定形式的能。那么,微觀的粒子是否也有 能量呢
【新課教學(xué)】
一、內(nèi)能(熱能)
視頻：紅墨水?dāng)U散(學(xué)生回顧以前所學(xué)的相關(guān)知識)。
——說明溫度越高，粒子的無規(guī)則運(yùn)動(熱運(yùn)動)越劇烈。 內(nèi)能：物體內(nèi)部大量做熱運(yùn)動的粒子所具有的能。
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舉例說明物體的內(nèi)能，并強(qiáng)調(diào)它的特點(diǎn)。
一切物體都有內(nèi)能，內(nèi)能的大小與溫度有關(guān)。溫度越高，內(nèi)能越大，0℃以下的 冰也具有內(nèi)能。
二、做功可以改變內(nèi)能
引入：生活體會——冬天時手很冷，經(jīng)常通過搓手以取暖；用鋸條鋸木板時，用 手摸一下鋸條，會覺得很燙；野外生存中取火的一種方法是鉆木取火，等等。
演示實(shí)驗(yàn)：克服摩擦做功、壓縮氣體做功
克服摩擦做功：(如圖所示)可以看到U形管中的紅墨水左降右升。
壓縮氣體做功：實(shí)驗(yàn)時看到棉花燃燒起來。
解釋：1.在摩擦生熱的過程中，克服摩擦做了功，使物體的內(nèi)能增大，溫度升高。 2.活塞壓縮空氣做功，使空氣內(nèi)能增大溫度升高，達(dá)到棉花的燃點(diǎn)使棉花燃燒。 (摩擦和壓縮氣體都可以說是對物體做了功)
結(jié)論：對物體做功，可以使物體的內(nèi)能增加。
演示實(shí)驗(yàn)：氣體對外做功實(shí)驗(yàn)
(1)生活例子：開啤酒瓶，觀察瓶口發(fā)生的現(xiàn)象。
(2)如圖所示，加熱試管中的液體，沸騰時，可以看到塞子被沖出。
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解釋：瓶內(nèi)的氣體推動瓶塞做功時，內(nèi)能減少，溫度降低，使水蒸氣凝成小水滴。 結(jié)論：物體對外做功，本身的內(nèi)能就會減少。
小結(jié)：從能的轉(zhuǎn)化看，通過做功改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與物 體內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程。功可以用來度量內(nèi)能改變的多少。
三、聯(lián)系與應(yīng)用
1.為什么氣溫隨高度的增大而降低
地面附近密度較小的空氣吸收太陽輻射膨脹而上升，推擠周圍空氣對外做功， 內(nèi)能減小，溫度降低；當(dāng)上層氣團(tuán)因放出熱量溫度降低而下沉?xí)r，氣團(tuán)收縮，外界空 氣擠壓氣團(tuán)，對氣團(tuán)做功，使氣團(tuán)的內(nèi)能增大，溫度升高。
2.為什么用氣筒給自行車打完氣后，摸一下氣筒外的外壁，會變熱
3.當(dāng)我們給充足氣的輪胎放氣時，能看到在氣門芯附近有一些小水珠，能解釋 這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因嗎
四 、熱傳遞可以改變內(nèi)能
復(fù)習(xí)回顧：什么是熱傳遞 它有哪幾種形式
熱傳遞：使能量從高溫物體傳到低溫物體或者從同一物體的高溫部分傳到低 溫部分的現(xiàn)象。
傳導(dǎo)——熱量通過接觸物體由高溫部分向低溫部分傳遞
對流——通過液體或氣體(流體)自身的流動由高溫部分向低溫部分傳遞 輻射 熱量不通過物體媒介，直接由高溫物體發(fā)射到低溫物體的傳遞
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演示實(shí)驗(yàn)：熱傳遞可以改變內(nèi)能
設(shè)疑：將會看到什么現(xiàn)象 小圖釘為什么會掉下來 金屬棒的內(nèi)能為什么會增 大
金屬棒上各部分是不是同時達(dá)到相同的溫度 為什么 結(jié)論：熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能
熱傳遞過程中傳遞的能量的多少叫熱量，用Q 表示，單位也是焦耳。 思考：用所學(xué)的知識解釋下列圖中發(fā)生的現(xiàn)象
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甲：熱水袋為什么能使 身體變暖
乙：熱的物體放在涼水 里結(jié)果會怎樣
討論：有一個裝有鐵屑的燒瓶，可以用什么方法使鐵屑的內(nèi)能增加
小結(jié)：改變物體的內(nèi)能有兩種方法：做功和熱傳遞。兩種方法對改變物體的內(nèi)
能是等效的，但本質(zhì)上有所區(qū)別。
【板書設(shè)計(jì)】
第一節(jié)物體的內(nèi)能
一、物體的內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動的動能與分子勢能的總和 1.內(nèi)能不同于機(jī)械能。
2.—切(運(yùn)動、靜止、高溫、低溫)物體都有內(nèi)能。 3.內(nèi)能與溫度的關(guān)系。
二 、改變物體內(nèi)能的方法
1.熱傳遞。 2.做功。
三、熱量：傳遞內(nèi)能的多少
1.定義：物體通過熱傳遞的方式所改變的內(nèi)能。 2.單位：焦耳，符號：J。
3.熱量、溫度、內(nèi)能的區(qū)別。
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