改变内能的两种方式
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《改变物体内能的两种方式》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《改变物体内能的两种方式》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是初中物理热学部分的重要内容,选自人教版九年级物理第十三章第二节。
内能是热学中的一个重要概念,而改变物体内能的方式是理解内能及其应用的关键。
教材通过实验和生活实例,引导学生认识做功和热传递这两种改变物体内能的方式,为后续学习比热容、热机等知识奠定基础。
二、学情分析学生在学习本节课之前,已经对温度、热量等概念有了一定的了解,但对于内能的概念以及改变内能的方式还比较模糊。
初中生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段,他们对实验现象充满兴趣,但在分析和归纳总结方面还需要进一步引导和培养。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)知道做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
(2)理解做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
(3)能用做功和热传递的知识解释生活中的相关现象。
2、过程与方法目标(1)通过观察实验和分析实例,培养学生的观察能力和分析归纳能力。
(2)经历探究做功改变物体内能的过程,体会科学探究的方法。
3、情感态度与价值观目标(1)通过对生活中热现象的观察和分析,激发学生学习物理的兴趣。
(2)培养学生注重观察、积极思考的科学态度和合作交流的精神。
四、教学重难点1、教学重点(1)做功和热传递改变物体内能的实质。
(2)做功和热传递在改变物体内能上的等效性。
2、教学难点(1)用做功和热传递的知识解释生活中的现象。
(2)通过实验探究,理解做功改变物体内能的过程。
五、教法与学法1、教法(1)实验探究法:通过实验让学生直观地感受做功和热传递改变物体内能的现象,激发学生的学习兴趣和探究欲望。
(2)讲授法:对于一些抽象的概念和原理,如内能的概念、做功和热传递的实质等,通过讲授法让学生有一个清晰的认识。
高中物理知识点总结热力学基础IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】一.教学内容:热力学基础(一)改变物体内能的两种方式:做功和热传递1. 做功:其他形式的能与内能之间相互转化的过程,内能改变了多少用做功的数值来量度,外力对物体做功,内能增加,物体克服外力做功,内能减少。
2. 热传递:它是物体间内能转移的过程,内能改变了多少用传递的热量的数值来量度,物体吸收热量,物体的内能增加,放出热量,物体的内能减少,热传递的方式有:传导、对流、辐射,热传递的条件是物体间有温度差。
(二)热力学第一定律1. 内容:物体内能的增量等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q 的总和。
2. 表达式:。
3. 符号法则:外界对物体做功,W取正值,物体对外界做功,W取负值,吸收热量Q 取正值,物体放出热量Q取负值;物体内能增加取正值,物体内能减少取负值。
(三)能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。
在转化和转移的过程中,能的总量不变,这就是能量守恒定律。
(四)热力学第二定律两种表述:(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。
(2)不可能从单一热源吸收热量,并把它全部用来做功,而不引起其他变化。
热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。
(3)热力学第二定律的微观实质是:与热现象有关的自发的宏观过程,总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。
(4)熵是用来描述物体的无序程度的物理量。
物体内部分子热运动无序程度越高,物体的熵就越大。
(五)说明的问题1. 第一类永动机是永远无法实现的,它违背了能的转化和守恒定律。
2. 第二类永动机也是无法实现的,它虽然不违背能的转化和守恒定律,但却违背了热力学第二定律。
(六)能源和可持续发展1. 能量与环境(1)温室效应:化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳,使大气中二氧化碳的含量大量提高,导致“温室效应”,使得地面温度上升,两极的冰雪融化,海平面上升,淹没沿海地区等不良影响。
1.改变内能的两种方式:做功与热传递.两者在改变系统内能方面是等效的.2.热力学第一定律:(1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.(2)表达式:ΔU=Q+W.二、能量守恒定律1.能量守恒定律:(1)内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.(2)意义:①各种形式的能可以相互转化.②各种互不相关的物理现象可以用能量守恒定律联系在一起.2.第一类永动机不可能制成(1)第一类永动机:不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器.(2)第一类永动机不可能制成的原因:违背了能量守恒定律.(3)意义:正是历史上设计永动机的失败,才使后人的思考走上了正确的道路.三、热力学第一定律的理解1.符号法则:热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况,因此在使用ΔU =Q+W时,为了区别以上两种情况,在应用ΔU=Q+W进行计算时,它们的正、负号规定如下:(1)外界对系统做功,W>0,即W为正值;系统对外界做功,也就是外界对系统做负功,W<0,即W为负值;(2)外界对系统传递热量,也就是系统从外界吸收热量,Q>0,即Q为正值;外界从系统吸收热量,也就是系统向外界放出热量,Q<0,即Q为负值;(3)系统内能增加,ΔU>0,即ΔU为正值;系统内能减少,ΔU<0,即ΔU为负值.2.热力学第一定律的几种典型应用(1)若过程是绝热的,即Q=0,则W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加量.(2)若过程中不做功,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加量.(3)若过程中物体始、末内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做功等于物体放出的热量.3. 应用热力学第一定律解题的思路与步骤1.首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统.2.分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量;外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功.3.根据热力学第一定律ΔU=Q+W列出方程进行求解.4.特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义.四、能量守恒定律理解1.能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能:机械运动有机械能,分子的热运动有内能,还有诸如电磁能、化学能、原子能等.(2)各种形式的能,通过某种力做功可以相互转化.例如,利用电炉取暖或烧水,电能转化为内能;煤燃烧,化学能转化为内能;列车刹车后,轮子温度升高,机械能转化为内能.2.与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的.例如,物体的机械能守恒,必须是只有重力或系统内的弹力做功;而能量守恒定律是没有条件的,它是一切自然现象都遵守的基本规律.3.第一类永动机失败的原因分析如果没有外界热源供给热量,则有U2-U1=W,就是说,如果系统内能减少,即U2<U1,则W<0,系统对外做功是要以内能减少为代价的.若想源源不断地做功,就必须使系统不断回到初始状态,在无外界能量供给的情况下是不可能的.4.利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时,首先要弄清系统有多少种能量相互转化,分析哪种形式的能量增加了,哪种形式的能量减少了;或者弄清哪个物体的能量增加,哪个物体的能量减少,增加量等于减少量.1.改变内能的两种方式:做功与. 两者在改变系统内能方面是2.热力学第一定律:(1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的与外界对它的和.(2)表达式:.二、能量守恒定律1.能量守恒定律:(1)内容:能量既不会凭空,也不会凭空,它只能从一种形式为另一种形式,或者从一个物体到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的保持不变.(2)意义:①各种形式的能可以相互. ②各种互不相关的物理现象可以用定律联系在一起.2.第一类永动机不可能制成(1)第一类永动机:不需要任何动力或燃料,却能不断地的机器.(2)第一类永动机不可能制成的原因:违背了定律.(3)意义:正是历史上设计永动机的,才使后人的思考走上了正确的道路.三、热力学第一定律的理解1.符号法则:热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况,因此在使用ΔU =Q+W时,为了区别以上两种情况,在应用ΔU=Q+W进行计算时,它们的正、负号规定如下:(1)外界对系统做功,W>0,即W为值;系统对外界做功,也就是外界对系统做功,W<0,即W为负值;(2)外界对系统传递热量,也就是系统从外界热量,Q>0,即Q为正值;外界从系统吸收热量,也就是系统向外界热量,Q<0,即Q为负值;(3)系统内能,ΔU>0,即ΔU为正值;系统内能减少,ΔU<0,即ΔU为负值.2.热力学第一定律的几种典型应用(1)若过程是的,即Q=0,则W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加量.(2)若过程中不做功,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收的热量物体内能的增加量.(3)若过程中物体始、末内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做功物体放出的热量.3. 应用热力学第一定律解题的思路与步骤1.首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统.2.分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量;外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功.3.根据热力学第一定律ΔU=Q+W列出方程进行求解.4.特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义.四、能量守恒定律理解1.能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能:机械运动有机械能,分子的热运动有内能,还有诸如电磁能、化学能、原子能等.(2)各种形式的能,通过某种力做功可以相互转化.例如,利用电炉取暖或烧水,电能转化为内能;煤燃烧,化学能转化为内能;列车刹车后,轮子温度升高,机械能转化为内能.2.与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的.例如,物体的机械能守恒,必须是只有重力或系统内的弹力做功;而能量守恒定律是没有条件的,它是一切自然现象都遵守的基本规律.3.第一类永动机失败的原因分析如果没有外界热源供给热量,则有U2-U1=W,就是说,如果系统内能减少,即U2<U1,则W<0,系统对外做功是要以内能减少为代价的.若想源源不断地做功,就必须使系统不断回到初始状态,在无外界能量供给的情况下是不可能的.5.利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时,首先要弄清系统有多少种能量相互转化,分析哪种形式的能量增加了,哪种形式的能量减少了;或者弄清哪个物体的能量增加,哪个物体的能量减少,增加量等于减少量.1.做功和热传递在改变物体内能上是不等效的.( )2.热力学系统对外界做功时,W取负值,吸收热量时Q取正值.( )3.物体与外界不发生热交换,物体的内能也可能增加.( )4.各种能量之间可以转移或转化,但总量保持不变.( )5.运动的物体在阻力作用下会停下来,说明机械能凭空消失了.( )6.第一类永动机不能制成,是因为它违背了能的转化和守恒定律.( )1.(1)空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×105J.试问:此压缩过程中,气体__________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是__________(填“A”、“B”或“C”).该过程中气体的内能__________(填“增加”、“减少”或“不变”).2.一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J的热量,同时气体对外做了6×105 J的功,问:(1)物体的内能是增加还是减少?变化量是多少?(2)分子势能是增加还是减少?(3)分子的平均动能是增加还是减少?3.有一种所谓“全自动”机械手表如图1032所示,既不需要上发条,也不用任何电源,却能不停地走下去.这是不是一种永动机?如果不是,维持表针走动的能量是从哪儿来的?4.(多)下列关于能量转化现象的说法中,正确的是( )A.用太阳灶烧水是光能转化为内能B.电灯发光是电能转化为光能C.核电站发电是电能转化为内能D.生石灰放入盛有凉水的烧杯里,水温升高是动能转化为内能E.风车发电是风的动能转化为电能5.(多)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其pT图象如图所示.下列判断正确的是( )A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同6.断定第一类永动机不可能制成的依据是__________定律.1.做功和热传递在改变物体内能上是不等效的.(×)2.热力学系统对外界做功时,W 取负值,吸收热量时Q 取正值.(√) 3.物体与外界不发生热交换,物体的内能也可能增加.(√) 1.各种能量之间可以转移或转化,但总量保持不变.(√)2.运动的物体在阻力作用下会停下来,说明机械能凭空消失了.(×) 3.第一类永动机不能制成,是因为它违背了能的转化和守恒定律.(√)1.(1)空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J ,同时气体的内能增加了1.5×105J .试问:此压缩过程中,气体__________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是__________(填“A ”、“B ”或“C ”).该过程中气体的内能__________(填“增加”、“减少”或“不变”).【导学号:11200089】【解析】 (1)由热力学第一定律W +Q =ΔU 得Q =ΔU -W =-5×104J ,说明气体放出热量5×104J.(2)由气态方程pV T=C (常量)易判断出C 过程是等压变化,该过程温度升高,理想气体的内能增加.【答案】 (1)放出 5×104(2)C 增加2.一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J 的热量,同时气体对外做了6×105J 的功,问: (1)物体的内能是增加还是减少?变化量是多少? (2)分子势能是增加还是减少?(3)分子的平均动能是增加还是减少?【导学号:11200090】【解析】 (1)气体从外界吸收的热量为Q =4.2×105J气体对外做功W =-6×105J由热力学第一定律ΔU =W +Q =(-6×105 J)+(4.2×105 J)=-1.8×105J ΔU 为负,说明气体的内能减少了所以,气体内能减少了1.8×105J.(2)因为气体对外做功,所以气体的体积膨胀,分子间的距离增大了,分子力做负功,气体分子势能增加了. (3)因为气体内能减少,同时气体分子势能增加,所以气体分子的平均动能一定减少了.【答案】 (1)减少 1.8×105J (2)增加 (3)减少有一种所谓“全自动”机械手表如图1032所示,既不需要上发条,也不用任何电源,却能不停地走下去.这是不是一种永动机?如果不是,维持表针走动的能量是从哪儿来的?图1032【提示】 这不是永动机.手表戴在手腕上,通过手臂的运动,机械手表获得能量,供手表指针走动.若将此手表长时间放置不动,它就会停下来.3.下列关于能量转化现象的说法中,正确的是( ) A .用太阳灶烧水是光能转化为内能 B .电灯发光是电能转化为光能 C .核电站发电是电能转化为内能D .生石灰放入盛有凉水的烧杯里,水温升高是动能转化为内能选项正确.【答案】ABE4.一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其pT图象如图1033所示.下列判断正确的是( )图1033A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同【解析】由pT图象可知过程ab是等容变化,温度升高,内能增加,体积不变,由热力学第一定律可知过程ab一定吸热,选项A正确;过程bc温度不变,即内能不变,由于过程bc体积增大,所以气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,选项B错误;过程ca压强不变,温度降低,内能减少,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,放出的热量一定大于外界对气体做的功,选项C错误;温度是分子平均动能的标志,由pT图象可知,a状态气体温度最低,则平均动能最小,选项D正确;b、c两状态温度相等,分子平均动能相等,由于压强不相等,所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,选项E正确.【答案】ADE5.断定第一类永动机不可能制成的依据是__________定律.【解析】能量守恒定律的确立,给予了第一类永动机不能制成的科学解释.【答案】能量守恒定律。
分子动理论、内能、改变内能的两种方式一. 本周教学内容:分子动理论、内能、改变内能的两种方式二. 重、难点:知道物质是由分子构成的,能识别扩散现象,并会解释扩散现象,知道一些说明分子相互作用力的事例,知道分子间的相互作用力分别在什么情况下表现为引力或斥力,什么情况下几乎不存在作用力,知道分子无规则运动的快慢与温度有关系,知道什么是内能,知道物体温度改变时内能要随之改变。
能区分内能与机械能。
能举例说明做功可以使物体内能增加或减少,能用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热等常见物理现象,知道可以用功来量度内能的改变。
知道热传递过程中,物体吸收(放出)热量时,温度升高(降低),物体内能发生改变,知道热量的初步概念及其单位,知道做功和热传递的等效性和本质上的区别。
三. 知识点分析:1. 分子动理论的基本内容:(1)物质是由分子组成的。
注:分子是保持物质原有性质的最小微粒。
(2)分子都在永不停息地做无规则运动。
扩散现象:不同物质在互相接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散。
说明:①气体、液体、固体均能发生扩散现象。
②不同物质一定要在互相接触时才能发生扩散,如果两种不同物质彼此不接触,是不能发生扩散的。
③扩散不是单向的一种物质的分子进入另一种物质中去而是彼此同时....进入对方的。
④扩散现象表明分子在不停地做无规则运动,分子间是有空隙的。
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
注:①分子间的引力和斥力随着分子间距离的增大而减小。
②分子间的引力和斥力是同时存在的。
③不同物质的分子大小不同,相互作用力也不同。
2. 内能:(1)物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
(2)影响物体内能的因素。
①物体的内能和温度有关。
②物体的内能与物体的体积有关。
③物体的内能与物体的种类和状态有关。
④物体的内能与物体内部的分子个数的多少有关。
(3)内能是能量的又一种形式,任何物体都具有内能。
3. 改变物体内能的两种方法:(1)做功可以改变物体的内能注:①对物体做功,物体的内能会增加。
第二讲热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2.1.1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为1E、2E,则有-E=WE21没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量,用Q表示。
传递的热量与内能变化的关系是-E=QE21做功和传热都能改变系统的内能,但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递;传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2.1.2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时,要经历一个过程,当系统由某一平衡态开始变化,状态的变化必然要破坏平衡,在过程进行中的任一间状态,系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时,气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻,气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同,在靠近活塞的气体压强要大一些,温度要高一些。
在热力学中,为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律,我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时,各时刻的状态也就非常接近平衡态,过程就成了准静态过程。
因此,准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况。
对于一定质量的气体,其准静态过程可用V p -图、T p -图、T v -图上的一条曲线来表示。
注意,只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中,一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化,总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中,功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中,功的概念要广泛得多,除机械功外,主要的有:流体体积变化所作的功;表面张力的功;电流的功。
(1)机械功有些热力学问题中,应考虑流体的重力做功。
改变内能的两种方式内能是物体分子运动的微观表现,其大小与物体的温度直接相关。
通过改变内能,可以实现物体的加热、冷却等热力效果。
本文将介绍改变内能的两种主要方式:热传导和物体与环境做功。
1. 热传导热传导是指物体内部或不同物体之间的热量传递过程。
通过热传导,物体的分子能量可以从高温区域传递到低温区域,实现温度的均衡。
热传导是通过物质的直接接触来实现的,在没有外界干扰的情况下,热量会沿着热传导路径从热区域流向冷区域。
热传导的速率受到物体的热导率和温度差的影响。
常见的热传导方式包括:•导热:金属等导热性能好的材料可以迅速地将热量传导到其它物体或物体内部的不同部分。
导热是因为金属内部自由电子的运动与分子的碰撞传递能量,因此金属通常有很高的热导率。
•对流:对流是指通过流体(气体或液体)的流动来传递热量。
当物体表面与周围流体接触时,流体会受到物体加热而产生自然对流或强制对流。
对流可以有效地增强热传导,实现更快的温度变化。
2. 物体与环境做功物体与环境之间可以通过做功的方式来改变物体的内能。
做功是指在物体上施加力使其移动,从而改变物体的位置或形态。
物体与环境做功的方式包括:•机械做功:当物体受到力作用并发生运动时,力对物体所做的功可以转化为物体的内能改变。
例如,推动一个物体在平面上运动,通过施加外力来克服物体的摩擦,就可以使物体内能改变。
•化学做功:化学反应在物质分子之间产生各种化学键的形成和断裂,这些过程伴随着能量的释放或吸收。
通过进行化学反应,可以改变物体的化学组成和内能。
例如,燃烧是一种常见的化学反应,当燃料燃烧时,能量会以热量的形式释放出来,提高物体的温度和内能。
通过以上两种方式,我们可以改变物体的内能,实现对物体温度的控制和调节。
在实际应用中,这些原理被广泛应用于暖气、制冷设备、发动机等热力系统。
结论改变内能的两种方式——热传导和物体与环境做功,为我们提供了多种手段来控制物体的温度。
热传导通过物体内部或不同物体之间的热量传递实现温度均衡;物体与环境做功则通过施加外力使物体发生运动,改变物体的位置或形态来改变内能。
11.5 改变内能的两种方式教学目标:1.了解内能改变的两种方式:做功、热传递.2.知道内能的变化可以分别由功和热量来量度.3.知道做功和热传递对改变物体内能是等效的.引入:任何物体都具有内能,对给定的物体其内能跟温度和体积有关,温度和体积的变化导致物体的内能变化,通过怎样的物理过程来达到物体内能的变化是讨论的问题.我们知道做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生过程中,也有相应的能量变化。
另一方面,我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。
那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢?这是今天学习的问题。
一、做功可以改变物体的内能【演示】在一个厚壁玻璃筒里放一块棉花,尽快压下活塞,可看到棉花燃烧起来.1.外界对物体做功,物体的内能增加演示实验:克服摩擦做功、压缩气体做功①克服摩擦做功:(如图所示)可以看到U型管中的红墨水左降右升。
②压缩气体做功:实验时看到棉花燃烧起来解释:①在摩擦生热的过程中,克服摩擦做了功,使物体的内能增大,温度升高;②活塞压缩空气做功,使空气内能增大温度升高,达到棉花的燃点使棉花燃烧。
.(摩擦和压缩气体都可以说是对物体做了功)对物体做功,物体的内能增加,内能的增加用做功来量度内燃机的压缩过程2.物体对外界做功,物体的内能减少.演示实验:气体对外做功实验⑴如课本112页的实验⑵生活例子:开啤酒瓶,观察瓶口发生的现象。
⑶如图所示,加热试管中的液体,沸腾时,可以看到塞子被冲出。
解释:瓶内的气体推动瓶塞做功时,内能减少,温度降低,使水蒸气凝成小水滴。
气体对外做功,气体的内能减少,温度降低。
进一步解释:气体的内能转化为胶塞的动能。
内燃机的做功过程(缓慢的)。
物体对外做功,物体的内能减少,内能的减少用做功来量度小结:从能的转化看,通过做功改变物体的内能,实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。
功可以用来度量内能改变的多少。
二、热传递可改变物体的内能1.热传递①热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分的现象,叫做热传递。
内能测试题及答案一、选择题1. 内能是指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。
以下哪项不是内能的特点?A. 物体的内能与温度有关B. 物体的内能与物质的量有关C. 物体的内能与物体的运动状态有关D. 物体的内能与物体的宏观状态有关答案:C2. 改变物体内能的两种方式是:A. 做功和热传递B. 压缩和膨胀C. 摩擦和碰撞D. 辐射和吸收答案:A二、填空题1. 物体的内能与温度有关,温度升高,分子的_________增大。
答案:平均动能2. 热量的传递有三种方式:传导、对流和_________。
答案:辐射三、简答题1. 简述物体内能与温度的关系。
答案:物体内能与温度成正比,温度升高,物体内部分子运动的平均动能增加,因此内能增大。
2. 解释为什么在冬天,人们需要穿更多的衣物来保暖。
答案:冬天气温较低,人体与外界环境之间通过热传导和对流的方式进行热量交换,人体热量容易散失。
穿更多的衣物可以减少热量的散失,保持体温。
四、计算题1. 已知某物体的质量为2kg,比热容为0.86kJ/kg·K,求该物体温度升高10K时吸收的热量。
答案:首先计算物体温度升高所需吸收的热量,公式为Q = mcΔT,其中m为质量,c为比热容,ΔT为温度变化。
将已知数值代入公式得:Q = 2kg × 0.86kJ/kg·K × 10K = 17.2kJ。
2. 如果一个铁块的内能增加了1000J,而铁的比热容为0.45kJ/kg·K,求铁块的温度变化。
答案:根据热量和内能的关系,Q = mcΔT,可以求得温度变化ΔT = Q / (mc)。
将数值代入公式得:ΔT = 1000J / (0.45kJ/kg·K) = 2222.22K。
注意,这里的质量未给出,因此无法求得具体的温度变化,但可以得出温度变化的计算公式。
改变内能的两种方法知识点1、分子动理论的根本观点:物质分子来构成,无规那么运动永不停。
互相作用引和斥,三点内容要记清。
2、扩散现象:不同物质相接触,彼此深化对方中,固液气间都扩散,气体扩散速最快。
3、物体的内能:物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫内能,内能的单位是焦耳。
4、改变内能的两种方法:做功:外界对物体做功,物体的内能会增加;物体对外界做功,物体的内能会减小。
热传递:外界向物体传热,物体的内能增加,物体向外界传热,物体的内能减小。
5、物体的内能跟物体的温度有关,同一物体温度降低,内能减小;温度升高,内能增加。
6、热量是热传递过程中内能的转移量,单位是焦耳。
常见考法这局部知识在中考中所占的比例并不大。
以北京市为例,在近三年的中考中,考察这局部知识的考题共出了5道。
在题型分布上,出了三道选择题,一道填空题,一道实验题。
在知识点分布上,连续三年的选择题都考了“改变物体内能的方法〞这一知识点,除此之外,04年出了一道考察“分子引力〞的实验题(1分),06年出了一道考察“扩散现象〞的填空题。
在难易分布上,所有的考题都属于容易档次。
可以推测“改变物体内能的方法〞这一知识点在今年的中考中照旧会是重点考察的知识点。
误区提醒1、温度可以影响扩散的速度;2、改变内能的两种方法:做功与热传递,在改变物体内能上是等效的;3、做功的本质是不同形式的能的转化,热传递的本质是物体间内能的转移。
【典型例题】以下事例中,不能说明分子在不停的做无规那么运动的是( )A. 潮湿的地面会变干B. 扫地时,太阳下能看到大量尘埃的无规那么运动C. 翻开香水瓶满屋飘香D. 将一滴红墨水滴在一杯水中,很快整杯水变红了解析:A洒在地面上的水变干是蒸发现象,而蒸发的本质是液体中做无规那么运动的分子有些运动速度较快,能量较大,有才能摆脱其他分子的束缚,跑出液面成为气体分子,可见蒸发是分子无规那么运动的结果。
对于B选项中的大量尘埃的无规那么运动,因为可以用肉眼观察的到,所以很明显不是分子的运动。
教学目的
1.通过实例和演示实验,使学生认识做功和热传递是改变物体内能的两个物理过程。
2.了解做功和热传递就改变内能的效果来说虽然是等效的,但它们之间是有本质区别的。
3.理解热传递和做功在改变物体内能时里等效的物理意义,并能计算有关问题。
教具
热功互换器;压缩空气引火仪。
教学重点
热功当量。
教学过程
一、复习旧知识
提问:正在绕地球运行的卫星具有哪几种能量?这几种能量的大小与哪些因素有关?
应答:卫星具有内能和机械能——卫星的动能跟卫星跟地球及其他星球间的相互作用的势能。
动能的大小决定于卫星的质量和运动速度,卫星的势能决定于它的质量和与地球或其他星球间的距离,卫星的内能大小与它的温度和体积有关。
提出:卫星的速度和与地球间的距离变化了,卫星的动能和势能就变化,卫星的内能能否改变呢?
二、引入新课
1.教师以实例说明物体的内能是可以改变的。
如将一铁钉在火上烧,铁钉的温度升高了,其内能也随着增加了。
因为物体受热时膨胀,使分子间距加大,分子势能增加,同时分子运动加快,使得物体内分子平均动能增加。
又如将一杯水放在室内,水温逐渐降低,物体的内能减小了。
演示:在热功互换器内装一半乙醚,用软木塞盖紧,并将铜管固定后用软绳与铜管摩擦,管内乙醚不久便会沸腾将软木塞顶开。
分析:乙醚蒸气会将塞子冲开是因为人克服摩擦做了功,使管子和乙醚温度升高,内能增加的结果。
再请学生举一些内能改变的实例,并回答卫星的内能是否能改变的问题。
2.教师引导学生研究,通过怎样的物理过程才使物体的内能改变?
请学生分析上述实例、实验及他们自己所举的例子,归纳出,象铁钉、热水是通过热传递使物体内能改变的,热功互换器的实验是通过做功使物体内能改变的。
小结:能够改变物体内能的物理过程有两种:做功和热传递。
3.教师用压缩空气引火仪,将活塞拿出,在原玻璃筒内放入一块硝化棉。
提问:用什么方法可以将这块硝化棉点燃?
应答:可用火柴点燃(热传递的方法)。
演示:将活塞向下猛按,使管内空气急剧压缩而温度升高,硝化棉被点燃(外力做功的方法)。
小结:以上说明做功和热传递在改变物体内能上可以收到相同的效果。
5.提问:做功和热传递对改变物体内能上是等效的,它们在本质上是否一样呢?
分析做功是通过物体的宏观位移来完成的,所起的作用是物体的有规则运动跟系统内分子无规则运动之间的转换,从而改变物体内能。
热传递是通过分子之间的相互作用来完成的。
所起的作用是系统以外物体的分子无规则运动跟系统内部分子无规则运动之间的转移,从而改变物体的内能。
由此可见,它们的区别也就是做功使物体内能的改变是其他形式的能和内能的转化,热传递则是物体间内能的转移。
三、巩固练习
1.初中学过“热量是物体吸收或放出热的多少。
”学过本节课后你对热量有什么新的认识?
应答:物体吸热或放热的过程是热传递的过程,也就是物体内能增减的过程,物体内能改变了多少可用热量来显度。