第十三章 内能与热机
第一节 物体的内能
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
2.理解做功和热传递是改变内能的两种途径,知道做功和热传递中能量转化和转移的实质。
3.知道热量的概念,知道功和热量都可以用来量度内能的变化。
【过程与方法】
1.通过探究找到改变物体内能的多种方法。
2.通过演示实验说明做功可以使物体的内能增加和减少。
【情感·态度·价值观】
内能与生活联系密切,引导和激发学生从生活中寻找与温度、内能、热量及内能改变途径有关的具体事例进行描述,并能主动纠正生活中的错误认识,做普及科学知识的好少年。
◇教学重难点◇
【教学重点】
内能和热量概念的建立,认识改变物体的内能有两个途径。
【教学难点】
影响内能大小的因素,区分温度、内能、热量三个物理量。
◇教学过程◇
一、新课导入
你不停地用力搓手,或不停地用力跺脚,手和脚都会发热,搓手、跺脚,手和脚为什么会发热呢?
二、教学步骤
探究点1 物体的内能
[阅读课本]P34“物体的内能”。
[思考]物体的内能是什么?
[提示]物体内所有分子无规则运动的动能,以及分子势能的总和叫做物体的内能。内能是自然界能量存在的一种形式。内能的国际单位是焦耳,符号为“J”。
[思考]什么是热运动?
[提示]物理学中把分子的无规则运动叫做分子的热运动。分子的无规则运动与温度有关。
[思考]分子运动的剧烈程度与温度有关,那么分子具有的能是否也与温度有关?
[提示]物体内能的大小跟温度有关,当一个物体的温度升高时,该物体的内能就会增大;温度降低,其内能就会减小。
[小组讨论]内能除了与温度有关外,还与哪些因素有关?
[分析]物体内能的大小不仅与物体的温度有关,还与物体的质量、状态、种类等有关。由于物体的内能与多个因素有关,所以比较物体内能的大小时,应该在控制变量的条件下进行。
[思考]内能与机械能有什么区别?
[提示]内能与机械能的区别:机械能与整个物体的机械运动情况有关,内能与物体内部所有分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。物体总具有内能,但不一定具有机械能。
[思考]0 ℃的物体内能为零吗?
[提示]一切物体在任何情况下都具有内能,0 ℃的物体内能不为零。
探究点2 改变物体内能的两种途径
[阅读课本]P35“改变物体内能的两种途径”。
[小组讨论]物体的内能不是一定的,应根据什么判断物体的内能是否发生了变化?
[分析]物体的内能与温度有关,可以用物体温度的变化来判断其内能是否发生了变化。
[思考]改变内能的途径有哪些?
[实验]点燃酒精灯,将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧,让一名同学手握铁丝的另一端,一会儿就觉得发烫,这是为什么?
[分析]热量从铁丝的一端传递到了另一端,手握的这一端的温度升高了,内能增加了,物体的内能改变了。
[实验]将一根铁丝快速反复弯折数十次,铁丝弯折处就会发热,为什么?
[分析]反复弯折的铁丝温度升高,内能增大。铁丝内能增大的原因是人对铁丝做了功,机械能转化为内能。
[归纳提升]改变物体内能的两种途径是做功和热传递。做功改变物体的内能,实际上是内能和机械能之间的相互转化。对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,内能会减少。热传递改变物体的内能,实际上是内能发生了转移。
