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第十三章 内能与热机
第一节 物体的内能
教学课时：1课时 执教者：东石中学 周远远 2013.9.17
<一>教学目标
1、 根据分子动理论描述的微观特征，初步了解内能的概念。
2、 知道用温度的变化判断内能的变化。
3、 通过生活实例和小实验，知道改变内能的途径。
4、 了解热量的概念。能在生活和相关的物理活动中正确使用其术语。
5、 了解热传递的三种形式。
<二>教学重点
1、 内能和热量概念的建立。
2、 认识改变物体内能的两个途径。
<三>教学难点
如何正确使用所学概念叙述相关的物理现象。
<四>教学器材
多媒体 两个烧杯 水 墨水
<五>教学过程
一、新课导入
①复习提问：分子动理论的基本内容是什么?(学生回答)
②演示：小球在桌面上滚动。
 师：小球具有什么能? (学生回答)
师：什么是动能、势能? (学生回答)
师：我们把小球的动能及小球的重力势能成为机械能。今天,我们要学习一种新形式的能与机械能有点类似，叫内能
二、新课教学
1、什么是内能?
演示：一杯水在讲台桌面。
问：水由什么组成？(学生回答)
师：那么由于水分子在永不停息的做无规则运动，我们称水分子具有动能；
同时由于水分子间存在引力和斥力，也有间隙，我们称水分子具有分子势能。
结论：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫物体的内能。
内能的单位：焦耳 简称：焦 符号：“J”
师：当温度为0摄氏度，甚至于更低时，物体的内能是否为0？
学生思考回答：一切物体的内能均不可能为0,即一切物体均有内能。
强调：物体的内能是指物体内所有分子具有的能量,而不是指单个分子具有的能量。
2、内能跟温度的关系
师：假如物体的动能和势能都越大的话，那么物体的机械能就会越大。类似的什么情况下，物体的内能也能越大。(学生回答)
说明：因分子势能跟分子间的相互作用及间隙关系复杂,初中阶段暂不考虑它的变化,而只考虑分子动能对内能的影响，即暂不研究内能与物体体积的关系。
启发：猜想是研究物理学的一种科学方法,根据盛有等量热水和冷水的两烧杯中(后面衬以白纸,以便同学们观察比较)。
问：看到什么现象?现象说明什么?
学生分析：
温度高→扩散快→分子运动快→分子动能大→内能大：
    温度低→扩散慢→分子运动慢→分子动能小→内能小。
小结：物体温度升高,内能增加;温度降低,内能减少。
想一想：当物体的温度升高时，物体的内能将会增大，反之当内能增大时，物体的温度一定升高吗？（提示学生，回忆六种物态变化吸热与放热的情况）
学生讨论并举例反驳：
a．水沸腾时需要不断吸收热量，但温度保持不变。
b．一块0℃的冰吸收热量刚熔化成水，温度仍是0℃，但内能增大了。
结论：当物体的内能增大时，物体温度不一定升高，内能还与物体的状态有关。书本：图13-1,13-2也说明了内能与温度有关。
教师：可见内能随温度的变化而变化,因此内能改变与否关键看温度,那么如何改变内能呢?
3、改变内能的方式
出示一根火柴,问:如何让上面的火药燃着?（学生猜想）
教师分析：火药能被点燃,说明温度升高、内能增加,达到了燃点。
演示：火柴在火柴盒上擦划或者直接靠近火源。
教师：第一种方法简单说就是摩擦生热，初二年我们学习过摩擦生热其实就是个做功过程，所以我们说做功可改变物体的内能。
（1）、做功可改变物体的内能
演示：在"空气压缩引火仪"的厚管中,放入绿豆大小的硝化棉,用力把活塞迅速压下去,则可见其猛烈燃烧,发出明亮的光。
师生分析：    压缩空气→对空气做功→空气内能增加→温度升高→达到硝化棉的燃点燃烧。在这个过程中,人消耗机械能,通过活塞队筒内空气做功，使空气内能增加,即机械能转化为内能。
演示：拿出机械能内能互换演示器，将演示器固定在桌边，将乙醚倒一点到金属桶内，用力来回拉动绳子，让学生观察看到的现象，然后请学生分析整个过程。
思考下列问题：
(1)观察到的现象有哪些？
(2)瓶塞跳起说明了什么？出现水雾是什么现象？说明了什么？
(3)水雾起了什么作用？
（4）通过实验说明了什么问题？
学生归纳分组讨论得出结论：
（1）观察到的现象有瓶塞跳起，瓶口出现水雾，用手摸金属筒很热。
（2）瓶塞跳起说明它具有了动能，出现水雾是液化现象，说明液体的温度降低了，也就是液体的内能减少了。
（3）水雾让我们间接了解了液体的温度变化情况，也相当于了解了液体的内能变化情况。
（4）实验说明了内能也可以对外做功。
师：在这个过程中，物体（乙醚蒸气）对外做功，其内能转化为机械能，内能就要减少。
结论：做功也可以改变内能,其实质是内能和其它形式的能之间转化,能的形式发生了变化。
（2）、热传递可改变内能
师：像第二种点燃火柴的方法，我们称之为热传递。用温度高和温度低的物体接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低的这个过程就叫做热传递。那么同学们想一想：发生热传递的条件是什么？什么时候结束？
生：发生热传递的条件是两个物体之间有温度差，当两物体温度相同时热传递结束。
举例：生活中哪些用热传递改变物体内能的？
结论：用热传递的方式可以改变物体的内能,其实质是一个物体的内能转移给另一个物体,能的形式没变。
师：热传递的方式有三种，分别是热传导，对流和热辐射，我们来了解一下。
课本第36页。
教师分析：虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的,但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移,没有能量形式的转化。
4、热量
师：在热传递过程中传递能量的多少叫做热量（Q），其常用单位：焦耳，简称：焦，符号为“J”，低温物体吸收热量，内能增大，高温物体放出热量，内能减少。热传递的实质就是内能从高温物体转移到低温物体。内能改变的多少要用热量来量度，热量这个词不能乱用，要记住一个口诀“热量不能含，温度不能传”。
6、 随堂练习：课本课后练习题
<六>板书
第一节物体的内能
一、 内能
1、定义：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫物体的内能。
2、单位：焦耳 简称：焦 符号：“J”
3、一切物体的内能均不可能为0,即一切物体均有内能。
4、内能与温度的关系：物体温度升高,内能增加;温度降低,内能减少。
二、改变物体内能的途径
1、做功
A、对物体做功，物体的内能增加；
B、物体对外做功，物体的内能减少。
2、热传递
A、条件：两物体间存在温度差。
B、方式：热传导、对流和热辐射。
3、做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
三、热量（Q）
1、定义：在热传递过程中传递能量的多少叫做热量。
2、单位：焦耳，简称：焦，符号为“J”
<七>布置作业：练习册