資源簡介

第十三章　內能與熱機
第一節　物體的內能
【2022年版課標要求】
1.了解內能。
2.知道自然界和生活中簡單的熱現象。
3.了解熱量。
【重點難點】
重點:探究改變物體內能的多種方法。
難點:內能與溫度有關。
【教學準備】
教師準備:多媒體課件、空氣壓縮器、細鐵絲、溫度計,三只燒杯、冷水、溫水和熱水。
【教學設計】
【情境引入】
我們都知道,運動的物體具有動能,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】
一、內能(熱能)
視頻:紅墨水擴散(學生回顧以前所學的相關知識)。
——說明溫度越高,粒子的無規則運動(熱運動)越劇烈。
內能:物體內部大量做熱運動的粒子所具有的能。
舉例說明物體的內能,并強調它的特點。
一切物體都有內能,內能的大小與溫度有關。溫度越高,內能越大,0 ℃以下的冰也具有內能。
二、做功可以改變內能
引入:生活體會——冬天時手很冷,經常通過搓手以取暖;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。
演示實驗: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:實驗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,使物體的內能增大,溫度升高。
2.活塞壓縮空氣做功,使空氣內能增大溫度升高,達到棉花的燃點使棉花燃燒。
(摩擦和壓縮氣體都可以說是對物體做了功)
結論:對物體做功,可以使物體的內能增加。
演示實驗:氣體對外做功實驗
(1)生活例子:開啤酒瓶,觀察瓶口發生的現象。
(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。
解釋:瓶內的氣體推動瓶塞做功時,內能減少,溫度降低,使水蒸氣凝成小水滴。
結論:物體對外做功,本身的內能就會減少。
小結:從能的轉化看,通過做功改變物體的內能,實質上是其他形式的能與物體內能相互轉化的過程。功可以用來度量內能改變的多少。
三、聯系與應用
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,內能減小,溫度降低;當上層氣團因放出熱量溫度降低而下沉時,氣團收縮,外界空氣擠壓氣團,對氣團做功,使氣團的內能增大,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,能解釋這種現象產生的原因嗎
四、熱傳遞可以改變內能
復習回顧: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象。
傳導——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,直接由高溫物體發射到低溫物體的傳遞
演示實驗:熱傳遞可以改變內能
設疑:將會看到什么現象 小圖釘為什么會掉下來 金屬棒的內能為什么會增大
金屬棒上各部分是不是同時達到相同的溫度 為什么
結論:熱傳遞可以改變物體的內能
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:用所學的知識解釋下列圖中發生的現象
討論:有一個裝有鐵屑的燒瓶,可以用什么方法使鐵屑的內能增加
小結:改變物體的內能有兩種方法:做功和熱傳遞。兩種方法對改變物體的內能是等效的,但本質上有所區別。
【板書設計】
第一節　物體的內能
一、物體的內能:物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和
1.內能不同于機械能。
2.一切(運動、靜止、高溫、低溫)物體都有內能。
3.內能與溫度的關系。
二、改變物體內能的方法
1.熱傳遞。
2.做功。
三、熱量:傳遞內能的多少
1.定義:物體通過熱傳遞的方式所改變的內能。
2.單位:焦耳,符號:J。
3.熱量、溫度、內能的區別。

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