资源描述
第22课时 热和能
教学目标
一、知识目标
1．知道物体内部的分子是怎样运动的，分子之间是否存在作用力．
2．知道什么是内能，怎样改变物体的内能．
3．知道什么是比热容，为什么沙漠地区昼夜温差特别大．
4．知道如何把内能转化成机械能，热机的发明在人类历史上有什么重要意义．
5．知道能量守恒定律的内容是什么，为什么说能量守恒定律是一个最普遍、最重要的基本定律．
二、能力目标：通过对知识结构的整理，培养学生的综合概括能力．
三、德育目标：通过对本章知识的复习，提高学生应用所学知识解决实际问题的能力．
教学重点：应用本章所学知识解决实际问题．
教学难点：组织学生构建知识网络．
教学方法：讲练结合法：通过对典型例题的讲解和做单元测试题的练习，使学生进一步掌握本章所学的知识点．
课时安排：1课时
数学过程
一、复习本章内容，构建知识网络
内能
热量
能量的转化和宇宙
扩散现象
分子热运动
分子间的作用力
内能的概念
内能的单位：焦耳（J）
做功
改变内能的两种方式
热传递
原理
热机——内燃机
做功 工作过程
燃料的热值
内能的利用 热机的效率
热传递
热能的概念
热量的单位
概念
比热容（c）
单位：J/(kg·℃)
吸热Q吸=cm(t-t0)
热量计算的公式
放热Q放=cm(t0-t)
能的转化
能量守恒定律
二、典型例题
例1：质量相等的铁块和铝块，吸收了相等的热量，升高的温度是否相同?为什么?如果要使它们升高相同的温度，哪个吸收的热量多?
分析：可从比热容的定义进行比较．
答：质量相等的铁块和铝块，吸收相等的热量后，升高的温度不相同，这是因为铝的比热容大于铁的比热容，要使它们升高相同的温度，铝块应吸收较多的热量．
例2：沙漠地区为什么会有早穿皮袄午穿纱的奇特现象?沿海地区可能出现这种现象吗?
答：沙漠地区多砂石，砂石比热容小，夜间砂石散热，温度降低较多，因而早晨气温较低；午间在阳光照射下，砂石吸热后温度升高较快，气温迅速上升，因而出现早、午气温差别较大的奇特现象．沿海地区多水，水的比热容较大，夜间海洋与沙漠地区同样散热，海洋的温度降低不
多，早晨气温就不太低；同理，白天气温也不会升高得太快，所以沿海地区不会出现早穿皮袄午穿纱的现象．
说明：解释这类问题，应分析清楚，不能简单地回答：砂石比热容小，水的比热容大．
例3：下列说法中，哪些不是规范的物理语言 ( )
A．铁钉的比热容是0．46×103J／(kg·℃)
B．桌子的比热容是2．4×103J／(kg·℃)
C．铁的比热容是0．46×103J／(kg·℃)
D．1 kg铁的比热容比1 kg铜的比热容大
分析与思考：
比热容是表示物质的特性，而不是物体的特性．铁钉、桌子都是物体．
比热容本身就是指单位质量温度升高1℃吸收的热量，显然是1千克某种物质的比热，从比热容的意义上说是错误的．
解：A、B中的“铁钉”“桌子”，D中的“1 kg铁”“1 kg铜”都是不规范的物理语言．
例4：下列说法中正确的是 ( )
A．物质吸收的热量越多，它的比热容就越大
B．物质的温度变化越小，它的比热容就越大
C．把一个铁块分开，用其中一块测铁的比热容，因为质量小了，所以测得的比热容值就大了
D．单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量越少，比热容就越小
分析与思考：
比热容是物质的特性，同种物质无论如何分割，外部条件如何变化，比热容的值都是一个定值．因此答案A、B、C都是错误的，
解：正确的选项是D．
例5：把两块质量、初温相同的铜块和铁块，同时浸没在同一盆温度较高的热水中，已知铁的比热容比铜的大，则 ( )
A．最后铜块的温度比铁块高 B．铜块从热水中吸收的热量比铁块少
C．铜块从热水中吸收的热量比铁块多 D．铜块从热水中吸收的热量跟铁块相等
分析：解这类题，首先必须弄清“最后”状态是怎样一种情况．一开始水与金属块温度不等，
水放热，金属块吸热．由于铜块、铁块比热不同，质量相同而密度不同，表面积——与水接触面
积不同，吸热快慢与温度升高快慢不同．但是，不管具体过程有何不同，到“最后”，水与金属块
的温度相同，达到热平衡，不再有热传递发生(只要水、铜块、铁块间温度不同，就仍有热传递，
就没有达到热平衡，就没有达到“最后”)．既然铜块与铁块初温相同，末温也相同，当然温度升
高数也相同．当质量、温度升高都相同时，吸收的热量与物质的比热容成正比，即Q吸
c·m·(t-t0)，由此可知，一定是铁块吸热较多，B正确．
例6：计算
为了测定铅的比热容，把质量为200 g的铅块加热到98℃，然后投入到80 g12℃的水中，混合后的共同温度是18℃，不计热损失，求铅的比热容．
分析：把热铅块投入凉水中，铅块放热而水吸热，不计热损失，铅块与水内能总量不变，铅块放的热等于水吸收的热，可以建立热平衡方程求解．你是否想过，怎样加热铅块并使之温度为98℃呢?用火直接加热吗?很难加热到恰为98℃，且其温度的测量是个难题．(为什么?测温度时，温度计要与被测物密切接触，用温度计直接测铅块的温度显然不可以．若用一大杯开水，将铅块投入，待一段时间铅块与水的温度相同，用温度计测出，水温为98℃，则铅块温度也为98℃，问题解决了．好极了!我又掌握了一项实验技巧．若水温度高于98℃，可以将浸有铅块的水晾一会儿，使之自然冷却至98℃．若水温低于98℃，可以用酒精灯火焰对它加热，或添加100℃水，使水温达到98℃)
解：设铅块和水的质量、初温和比热容分别为m1、m2、t1、t2、c1、c2，混合后温度为t，有方程：c1m1(t1-t)=c2m2(t-t2)
c1=
注：在解热平衡方程时，方程左、右两边都有质量m，只要单位取的相同，对结果就没有影响．因而，为了运算简单，只要单位统一即可，不必都换算成国际制单位．本题可以分别用200 g、80g代入运算．
例7：计算
钢球的质量为10g，将它放在炉子里烧足够长时间，取出后立即放入50g10℃的水中，水温升高到25℃，求炉子里的温度．C钢＝0．504×103J／(kg·℃)，不计热损失)
分析：将钢球放在炉子里烧足够长时间后，钢球的温度就与炉内温度相同了．(钢球可能被烧熔化吗?钢的熔点在1300℃以上，一般火炉内温度没有这样高，完全不必担心钢球会被烧化)如果能测算出烧过后的钢球的温度，也就知道了炉内的温度．如果烧的时间不足够长，钢球仍处于吸热升温的不稳定状态，则不能认为钢球温度与炉内温度相同．从炉内拿出钢球后立即放入水中，是为了尽量减少操作过程中的热损失，减小误差．题末提示，不计热损失，这里包括操作过程中的热损失，也包括盛水的容器吸热及其向周围散热的热损失．如果没有这个附加说明，关于容器的情况不明，属于条件不全，这个题就难于求解了．审题时要注意把题中给出的物理过程全弄明白，把题中给的条件完全注意到．解题的基本思路仍然是钢球放热与水吸热相等——热平衡方程．
解：c钢，m钢(t钢-t)=c水m水(t-t水)
t钢=+t=+25=650℃
啊!真妙极了!通过测水的温度最终算出了不能用温度计直接测量火炉的温度．我又学会了一种测算高温的方法．
例8：判断
温度升高多的物体一定比温度升高少的物体吸收了更多的热． ( )
分析：吸热的多少除了与温度升高多少有关，还与构成物体的材料的比热容和质量有关，这两个条件均未知，故错误．
例9：填空
两个物体均放热降温，放热多的物体可能比放热少的物体温度变化__________ _，也可能比放热少的物体温度变化.放热多的物体末温度比放热少的物体末温度一定_________________或一定______________________，都是_ __________的。
分析：物体放热温度降低的多少与放热多少有关，还与质量和比热容有关，因而仅由放热的多少无法推断温度变化的大小．故前后两空填“大、小”，大、小前后颠倒无本质差别，但考虑叙述语句的畅顺，应先“大”后“小”为宜．后一句是比较两物体末温度的，除了放热多少以外，其他相关条件一概不知，因而不可能推断出正确的相对关系，任何“确切”论断都是不正确的，那么就可以随意说出某种关系而后否定之即可，故这三个空填“低”“高”“错误”．
例10：简述汽油机的四个冲程．
答：汽油机一个工作循环有四个冲程．即
①吸气冲程：进气门打开排气门关闭，活塞向下移动，从进气门吸入汽油和空气的混合气．
②压缩冲程：进气门排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合气被压缩．
③做功冲程：在压缩冲程末，火花塞产生电火花，混合气猛烈燃烧，产生高温高压燃气推动活塞向下移动，通过连杆推动曲轴而对外做功．
④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上移动，把废气排出气缸，然后再开始新的吸气、压缩、做功、排气，依次又一个循环．
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