第十三章內(nèi)能教案

1、第十三章 內(nèi)能第1節(jié) 分子熱運(yùn)動(dòng)（1課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)技能：初步了解分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)。初步認(rèn)識(shí)物體宏觀熱現(xiàn)象和分子熱運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系。2. 過(guò)程方法; 觀察有關(guān)擴(kuò)散現(xiàn)象的演示，對(duì)現(xiàn)象做出解釋，會(huì)解釋簡(jiǎn)單的熱現(xiàn)象.3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀；關(guān)心生活中的熱現(xiàn)象，樂(lè)于用分子動(dòng)理論的基本知識(shí)對(duì)生生活中的現(xiàn)象做出解釋。對(duì)宏觀現(xiàn)象的微觀機(jī)理有探究的興趣重點(diǎn)分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容，熱運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系。難點(diǎn)能識(shí)別擴(kuò)散現(xiàn)象，理解分子間斥力與引力的關(guān)系。教具學(xué)具準(zhǔn)備滑輪組、彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、細(xì)繩教學(xué)過(guò)程一、創(chuàng)設(shè)情景、引入新課1.復(fù)習(xí)提問(wèn)（1） 物質(zhì)是由什么組成的？ （2） 我們能否直接用眼睛看到分子的運(yùn)動(dòng)/2.情景

2、展現(xiàn)以前我們已經(jīng)學(xué)過(guò)了一些熱現(xiàn)象，但我們只了解現(xiàn)象的外表，這些現(xiàn)象的餓本質(zhì)到底是什么？（可用蒸發(fā)為例進(jìn)行說(shuō)明）二、進(jìn)行新課1.分子和分子的運(yùn)動(dòng) （1）物質(zhì)是由大量分子組成的如果把分子看成球形，它的直徑大約只有10-10m，因此，在一個(gè)物體中，分子的數(shù)目是巨大的。0，一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1cm3的空氣中大約有2.71019個(gè)分子，如果每秒可以數(shù)數(shù)到100億，那么，把這些分子數(shù)完需要80年的時(shí)間。（2）擴(kuò)散現(xiàn)象 （diffusion）演示實(shí)驗(yàn) 如圖1所示，打開(kāi)一盒香皂，很快就會(huì)聞到香味，這是為什么？是什么跑到了我們的鼻子里了？ 圖1 師：一些帶有香味的分子，從香皂中揮發(fā)出來(lái)，進(jìn)入空氣，向各個(gè)方向散步開(kāi)

3、來(lái)，當(dāng)它們到達(dá)你的鼻子里，你就會(huì)聞到香味。演示實(shí)驗(yàn) 開(kāi)始時(shí) 10日后 20日后 30日后 圖2 圖3（1） 在裝著紅棕色二氧化氮?dú)怏w的瓶子上面倒扣一個(gè)空瓶子，使兩個(gè)瓶口相對(duì)，之間用一塊玻璃板隔開(kāi)，如圖2所示。抽掉玻璃板后，讓學(xué)生觀察有什么變化發(fā)生？（2） 如圖3所示，將CuSO4溶液注入清水中，放置30天后。觀察現(xiàn)象。 擴(kuò)散：不同的物質(zhì)在相互接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。 說(shuō)明：氣體、液體、固體都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。 結(jié)論：擴(kuò)散現(xiàn)象表明，一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，分子間有間隙。 擴(kuò)散現(xiàn)象的實(shí)例 ：擦香水時(shí)，周圍的人都能聞到；：花開(kāi)時(shí)，花香滿園； ：長(zhǎng)時(shí)期放煤的墻角變黑； ：糖放在水中，

4、水變甜了師：對(duì)同樣一個(gè)擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，能否改變一個(gè)條件，從而改變擴(kuò)散進(jìn)行的快慢呢？演示實(shí)驗(yàn)如圖4所示，將一滴紅墨水分別滴入熱水和冷水中，觀察擴(kuò)散快慢的情況。分析：在實(shí)驗(yàn)中熱水溫度高，擴(kuò)散進(jìn)行的快，說(shuō)明溫度高時(shí)分子運(yùn)動(dòng)得快。冷水溫度低，擴(kuò)散進(jìn)行的慢，說(shuō)明溫度低時(shí)分子運(yùn)動(dòng)的慢。圖4（3）熱運(yùn)動(dòng) （thermal movement） 由于分之的運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)，所以把分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做分子的熱運(yùn)動(dòng)。 （4）分子間的作用力師：鉛塊是由鉛分子組成的，組成它的分子在不停地運(yùn)動(dòng)，那么為什么鉛塊沒(méi)有飛散開(kāi)？是什么原因使它們聚合如圖5所示，將兩個(gè)鉛柱的底面削平，削干凈，然后緊緊地壓在一起，兩塊鉛就會(huì)結(jié)合起來(lái)，甚至 下

5、面吊一個(gè)重物都不能把它們拉開(kāi)。 圖5 分子間存在引力和斥力，如圖6所示。 引力和斥力之間的關(guān)系 F引 = F斥 ： 斥力起主要作用： 引力起主要作用： 作用力微小，可以忽略：圖6 引力和斥力的變化過(guò)程 引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但在變化過(guò)程中，始終是斥力變化得快。演示實(shí)驗(yàn) 如圖7所示，用細(xì)線把干凈的玻璃板吊在彈簧測(cè)力計(jì)的下面，記住測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。使玻璃板水平接觸水面，然后稍梢用力向上拉玻璃板。彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)有什么變化?解釋產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的原因。 圖7作業(yè)：動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理 1、2、3小結(jié)課后反思：第2節(jié)內(nèi)能（1）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能：了解內(nèi)能的含義，能簡(jiǎn)單表述溫度

6、和內(nèi)能的關(guān)系。了解內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史上的重要意義。過(guò)程方法; 通過(guò)與機(jī)械能的對(duì)比，知道內(nèi)能是不同于機(jī)械能的一種能量.情感態(tài)度與價(jià)值觀: 關(guān)心生活中的各種內(nèi)能現(xiàn)象，具有了解物質(zhì)的宏觀熱現(xiàn)象跟其微觀運(yùn)動(dòng)關(guān)系的興趣和熱情.重點(diǎn):內(nèi)能的概念，影響物體內(nèi)能大小的因素.難點(diǎn):理解內(nèi)能的定義，內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別.教學(xué)過(guò)程一、創(chuàng)設(shè)情景、引入新課師：裝著開(kāi)水的暖瓶有時(shí)會(huì)把瓶蓋彈起來(lái)，這是什么能量把瓶蓋推動(dòng)的？ （學(xué)生討論，交流彼此的觀點(diǎn)）師：暖瓶沒(méi)有動(dòng)，所以不是機(jī)械能；暖瓶也沒(méi)有接電源，所以也不是電能，那么這一能量來(lái)自哪里呢？二、進(jìn)行新課1.內(nèi)能 （internal energy）師；如圖1所示運(yùn)動(dòng)的餓

7、足球具有動(dòng)能，那么運(yùn)動(dòng)的分子是否也有動(dòng)能呢？學(xué)生甲 運(yùn)動(dòng)的分子也具有動(dòng)能，稱為分子動(dòng)能。 師：如圖2所示，彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)，具有勢(shì)能，那么，相互吸引或排斥的分子之間是否也具有勢(shì)能呢？學(xué)生乙 相互吸引或排斥的分子間也有勢(shì)能，稱為分子勢(shì)能。（1）內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。（2）注意： 內(nèi)能指的是物體內(nèi)部所有分子的能量，單獨(dú)某個(gè)分子的動(dòng)能或勢(shì)能不能稱為物體的內(nèi)能。 內(nèi)能是由分子動(dòng)能和分子勢(shì)能共同決定。情景展現(xiàn) 如圖3所示，鐵水和冰塊的溫度雖然不同，但它們都具有內(nèi)能。 圖3（3）一切物體，不論溫度高低，都具有內(nèi)能。2.影響內(nèi)能大小的因素師：一個(gè)物體的動(dòng)能和勢(shì)能跟什么因素有

8、關(guān)？那么，物體的內(nèi)能有與哪些因素有關(guān)呢？演示實(shí)驗(yàn) 如圖4所示，將兩只完全相同的燈泡，一只通電，另一只不通電。讓學(xué)生分析兩個(gè)燈絲內(nèi)能大小不同的原因。 圖4 分析：溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)速度越快，分子動(dòng)能越大，內(nèi)能越大。（1）物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)物體溫度升高時(shí)，內(nèi)能增加；溫度降低時(shí)，內(nèi)能減少。說(shuō)明 物體內(nèi)能增大時(shí)，其溫度不一定升高。（2）物體的質(zhì)量：它反映物體內(nèi)部分子數(shù)量的多少。（3）物體的體積：它反映了分子間平均距離大小，影響分子的勢(shì)能的大小。3.內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別師：機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)，內(nèi)能與物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)和分子之間的相互作用情況有關(guān)，所以，內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能，

9、在一定條件下兩者之間可以相互轉(zhuǎn)化。內(nèi) 能機(jī) 械 能表現(xiàn)微觀粒子的能量宏觀物體的能量影響因素溫度，物態(tài)物體速度，位置其他物體的機(jī)械能可能是零，但物體的內(nèi)能一定不為零。機(jī)械能與內(nèi)能之間可以相互轉(zhuǎn)化4.內(nèi)能的單位：焦耳 J5.利用內(nèi)能解釋生活中的現(xiàn)象炒菜時(shí)，將鹽放入鍋中，菜立刻便會(huì)變咸，而腌菜時(shí)，將鹽放在缸中，很長(zhǎng)時(shí)間菜才會(huì)咸，這是為什么？ 作業(yè)：課后1.2.3.課后反思：第2節(jié)內(nèi)能（2）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能：知道熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。能說(shuō)出典型的事例。知道做功可以改變物體的內(nèi)能。能說(shuō)出典型的事例。過(guò)程方法：討論改變物體內(nèi)能的各種方法，觀察做功可以改變物體內(nèi)能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。情感態(tài)度與價(jià)值觀：關(guān)心生活中

10、的各種內(nèi)能現(xiàn)象，關(guān)注熱傳遞現(xiàn)象跟人類社會(huì)的聯(lián)系 。重點(diǎn)：熱傳遞和做功改變物體內(nèi)能是等效的，熱量的概念引出。難點(diǎn)：做功與物體內(nèi)能改變的關(guān)系，探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。教具學(xué)具準(zhǔn)備：壓縮空氣引火器、廣口瓶、燒杯、熱水、打氣筒教學(xué)過(guò)程一、 創(chuàng)設(shè)情景、引入新課如圖1所示，教師啟發(fā)學(xué)生“搓手”和“玩滑梯”時(shí)的感覺(jué)，物體的內(nèi)能是否改變？探究 圖1（1） 找來(lái)一根鐵絲，讓學(xué)生盡量想辦法讓它的溫度升高。（2） 讓學(xué)生用鋼筆帽在桌布上來(lái)回摩擦，感覺(jué)筆帽溫度的變化。二、進(jìn)行新課1.熱傳遞改變物體的內(nèi)能師：冬天用熱水袋取暖時(shí)，人感覺(jué)暖和了，而熱水袋會(huì)漸漸涼下來(lái)；將熱水瓶放入冷水中，瓶中的水變涼，而冷水變熱，這種現(xiàn)象就是所謂的

11、熱傳遞現(xiàn)象。 分析：在熱傳遞過(guò)程中，低溫物體溫度升高，高溫物體溫度降低。（1） 實(shí)質(zhì)：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過(guò)程。（2） 熱量 （quantity of heat）在熱傳遞過(guò)程中，傳遞內(nèi)能的多少（3） 說(shuō)明： 熱量是一個(gè)過(guò)程量； 物體吸收熱量，內(nèi)能增加，放出熱量，內(nèi)能減少，吸收或放出的熱量越多，物體內(nèi)能改變?cè)酱螅?兩個(gè)物體間發(fā)生熱傳遞的條件是有溫度差。2.做功改變物體的內(nèi)能演示（1）對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能會(huì)增加 如圖13.2-5甲所示，在一個(gè)配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速壓下去，觀察現(xiàn)象。 分析：活塞壓縮空氣做功，使空氣的內(nèi)能

12、增加，溫度升高，達(dá)到棉花的著火點(diǎn)而使棉花燃燒。 對(duì)物體做功改變物體內(nèi)能的例子： 給自行車胎打氣時(shí)，打氣筒會(huì)變熱； 用鐵錘敲打鐵釘，釘子會(huì)變熱； 劃火柴時(shí)，火柴頭在皮上一劃就燃燒了 隕石墜入大氣層，迅速降落時(shí)，與空氣摩擦而燃燒形成流行。（2）物體對(duì)外做功，本身的內(nèi)能會(huì)減少演示 如圖13.2-5乙所示，廣口瓶?jī)?nèi)有一些水，水的上方有水蒸氣，給瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳出時(shí)，觀察瓶?jī)?nèi)的變化。分析：瓶?jī)?nèi)空氣推動(dòng)活塞做功時(shí)，內(nèi)能減少，溫度降低，使水蒸氣液化成小水滴，形成水霧。 物體對(duì)外做功的例子： 剛剛打開(kāi)的啤酒瓶，瓶口會(huì)冒“白霧”； 給自行車胎放氣時(shí)，氣門心處溫度降低； 用塞子塞緊保溫瓶，常發(fā)生“蹦塞”現(xiàn)象，

13、同時(shí)會(huì)看到瓶口上方有“白氣”。3.改變物體內(nèi)能的兩種方式改變物體內(nèi)能的方式做功熱傳遞內(nèi)能增加克服摩擦做功；使物體形變做功；電流使導(dǎo)體發(fā)熱物體吸收熱量?jī)?nèi)能減少氣體膨脹做功物體放出熱量作業(yè)：課后反思第3節(jié)比熱容（1）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能：了解比熱容的意義，知道比熱容的單位，認(rèn)識(shí)到比熱容是物質(zhì)的屬性之一，知道水的比熱容較大，會(huì)解釋生活中、自然界與比熱容有關(guān)的一些現(xiàn)象。過(guò)程方法：探究不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)的差異，討論比熱容與人類生活聯(lián)系的實(shí)例。情感態(tài)度與價(jià)值觀：關(guān)心自然界和生活中與比熱容有關(guān)的現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)熱污染知識(shí)的學(xué)習(xí)， 增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。重點(diǎn)：理解比熱容的概念，利用比熱容的有關(guān)知識(shí)解釋生活中有關(guān)現(xiàn)象。

14、難點(diǎn);比熱容的物理意義及比熱容知識(shí)的應(yīng)用.教具學(xué)具準(zhǔn)備:酒精燈、金屬盒、溫度計(jì)、鐵架臺(tái)、水、沙子教學(xué)過(guò)程一、創(chuàng)設(shè)情景、引入新課師：物體溫度升高吸收熱量的多少與哪些因素有關(guān)呢？從經(jīng)驗(yàn)知道，要燒開(kāi)溫度相同的一壺水和半壺水時(shí)，一壺水需要吸收的熱量多。若都是一壺水，溫度低的那一壺水吸收的熱量多。師：那么，將相同質(zhì)量的銅塊和鐵塊加熱，使它們升高相同的溫度，需要的熱量一樣多嗎？二、進(jìn)行新課探究1. 比較不同物質(zhì)的吸熱能力 （1）提出問(wèn)題：質(zhì)量相同的沙子和水，吸收相同的熱量，它們升高的溫度是否相同，比較它們的吸熱能力的差異。 （2）猜想與假設(shè) 學(xué)生甲 水升高的溫度少，沙子升高的溫度多。 學(xué)生乙 水和沙子升高

15、的溫度相同。 學(xué)生丙 水比沙子的吸熱能力強(qiáng)。3）制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用水和沙子作為研究對(duì)象，裝置如圖1所示，在兩個(gè)金屬盒內(nèi)分別裝入質(zhì)量相同的水和沙子，用酒精燈加熱，用溫度計(jì)測(cè)量吸收熱量后的溫度值。圖1 （4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)根據(jù)具體情況分成若干小組， 一部分以水為探究對(duì)象，另一部分以沙子為探究對(duì)象。 實(shí)驗(yàn)步驟：用溫度計(jì)記錄加熱前水和沙子的初溫t1。 用酒精燈加熱一段時(shí)間，記錄水和沙子的末溫t2。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格物質(zhì)質(zhì)量m（g）初溫t1（）末溫t2（）升高溫度（）加熱時(shí)間t（min）水沙子（5）分析與論證 問(wèn)：沙子溫度升高較快，這一現(xiàn)象說(shuō)明了什么？要使水和沙子升高相同的溫度，相應(yīng)應(yīng)該怎樣操作？

16、 結(jié)論：相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收熱量相同 相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收熱量不同 （6）評(píng)估與交流 學(xué)生各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不一致所產(chǎn)生的原因？ 對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的熱損失，有什么改進(jìn)方法？2.比熱容 （specific heat） （1）定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1所吸收的熱量，叫做這種物質(zhì)的比熱容，符號(hào)為。 （2）單位：焦每千克攝氏度 符號(hào)為J/(kg) （3）物理意義： 比熱容是物質(zhì)的一種特性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容； 它表示質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高相同的溫度吸收熱量不同； 它反映了物質(zhì)吸熱或放熱的本領(lǐng)。 （4）比熱容表3.比熱容的應(yīng)用師：從表中看出水的比熱容較大

17、，即升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量較多。 （1）如圖2所示，用水冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，用熱水取暖。 （2）一天當(dāng)中沿海地區(qū)溫差變化較小，內(nèi)陸地區(qū)溫差變化較大。 圖2 （3）在農(nóng)業(yè)上，人們往往會(huì)在傍晚往田里灌水，保護(hù)秧苗。作業(yè)：動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理 1、2、3板書設(shè)計(jì)：比熱容（1）一、比熱容1. 定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1所吸收的熱量， 叫做這種物質(zhì)的比熱容，用符號(hào)表示2. 單位：焦每千克攝氏度 符號(hào)為J/(kg)3.應(yīng)用：課后反思第3節(jié)比熱容（2）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能：了解比熱容的意義，知道比熱容的單位，認(rèn)識(shí)到比熱容是物質(zhì)的屬性之一，能根據(jù)比熱容進(jìn)行簡(jiǎn)單的熱量計(jì)算。過(guò)程方法：通過(guò)相關(guān)習(xí)題的

18、研究與分析，掌握Q吸 = cm（t t0）和Q放 = cm（t0 t）情感態(tài)度與價(jià)值觀：關(guān)心自然界和生活中與比熱容有關(guān)的現(xiàn)象，利用探究學(xué)習(xí)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)腦想辦法解決問(wèn)題的能力。重點(diǎn)：掌握熱量公式中的每個(gè)字母的含義，會(huì)利用熱量公式進(jìn)行計(jì)算。難點(diǎn)：熱量公式與電學(xué)、力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程：一.創(chuàng)設(shè)情景、引入新課已知鋁的比熱容是0.88103J/（kg），這表示質(zhì)量是1kg的鋁塊溫度升高1時(shí)吸收的熱量是0.88103J。計(jì)算：把質(zhì)量為2kg、溫度為30的鋁塊加熱到100，鋁塊吸收的熱量是多少？二、進(jìn)行新課1.熱量計(jì)算公式 分析：2kg的鋁塊溫度升高1時(shí)吸收的熱量是0.881032 1.761

19、03J 2kg的鋁塊溫度升高10030 = 70時(shí)，吸收熱量是1.76103J70 = 1.23105J 上述計(jì)算可以寫成一個(gè)計(jì)算式 鋁塊吸收的熱量 = 0.88103J/（kg）2kg（10030）=1.23105J如果以Q代表物體吸收的熱量，c代表物質(zhì)的比熱容，m代表物體的質(zhì)量，t。和t分別是加熱前后物體的溫度；通過(guò)上面的計(jì)算，可以總結(jié)出一個(gè)由比熱容計(jì)算熱量的公式Q吸 = cm（t t0）。如果要計(jì)算物體降溫時(shí)放出的熱量，公式就為Q放 = cm（t0 t）。Q放 = cm（t0 t）Q吸 = cm（t t0）（1）公式： （2）注意： 公式中各符號(hào)所代表的物理量； （t t0）和（t0 t

20、）為溫度的變化量，也可以用t表示，則公式變?yōu)镼=cmt ； “升高了”、“升高到”、“降低了”、“降低到”的區(qū)別。例題1 質(zhì)量為100kg的鋼錠，溫度從1.3103降到30，放出多少熱量？ c鋼=0.46103J/（kg） 解：Q放 = cm（t0 t）=0.46103J/（kg）100kg例題2（1.310330）=5.84107J 有一高溫物體被投入質(zhì)量為10kg、溫度為20的水中，如果傳給水的熱量是2.73106J，則水溫會(huì)升高到多少度？解：由公式Q吸 = cm（t t0）得 2.熱平衡方程冷熱物體混合時(shí)，達(dá)到相同的溫度，若不計(jì)熱量損失，則低溫物體吸收的熱量一定等于高溫物體放出的熱量，即Q