第一章分子动理论与内能Word格式文档下载.docx
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1埃=10-10m。
分子极小的程度:
1cm3水中有3.35×
1022个分子,如果我们每分钟数80个分子,要用100亿年才数的完。
(二)分子在永不停息地作无规则的运动:
扩散现象:
两种不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象。
扩散现象的理解:
不仅是分子无规则运动的有效的例证,而且是分子无规则运动一种宏观的表现。
“相互接触”;
“不同状态”;
“方向确定”;
“不同物质”。
扩散现象说明:
一切物体的分子都在不停地做无规则的运动;
分子间有间隙。
扩散现象的宏观趋势是有“方向”的;
但一个分子的运动方向是无规则的。
理解扩散现象:
1.不同的物质一定要相互接触;
2.并不局限于处于同一状态的不同物质之间;
(香水在空气中扩散、糖放入水中);
3.表明分子在不停的运动着,就大量的分子而言,可能朝某一方向进行,但对于某个分子而言,它的运动是作无规则的运动,(从浓度高的向浓度低的方向扩散)。
4.只发生在不同物质之间。
(三)分子间存在着相互作用力:
吸引力:
二个小水滴溶到一起;
物体有固定的形状;
打铁时使压力促使接近到一定的程度,分子间发生吸引作用(合拢、分开他们需要有力的作用)。
排斥力:
气体的压缩(外力的作用使分子间的距离减少);
液体和固体很难压缩,但也能压缩(其分子间的距离比气体分子的距离更小,继续减小分子间的距离,需要强大的外力的作用,分子间显示出巨大的排斥力)。
分子间的引力和斥力是同时成在的,并不是有引力时没有斥力,有斥力时没有引力。
只是有时引力起主要作用,有时斥力起主要作用。
这与分子间的距离有关。
当引力和斥力相等时,分子间的距离称为平衡距离。
分子间的引力和斥力都随距离的增大而减少。
(>
10倍平衡距离时分子间作用力可忽略。
当大于平衡距离时斥力减少的更快,所以分子间作用力表现为引力。
引力=斥力,分子间距离r=平衡距离r0≈分子直径。
r=r0时,平衡。
r>r0时,引力大于斥力,表现为引力。
r<r0时,引力小于斥力,表现为斥力。
r>10倍分子直径时,可认为没有作用力。
三、总结反思超越自我
分子动理论的内容:
三个论点:
物质是由大量的分子组成的;
分子在永不停息地作无规则的运动;
分子间存在相互作用的引力和斥力。
板书设计
四、板书设计整合提升
教学反思
1.2内能和热量
(1)
2
2013年9月2日
(1)知道分子运动的快慢与温度的关系;
(2)了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系;
(3)知道人类改变和利用内能的两种方式;
(4)了解热量的概念;
从能量转化的角度认识燃料的热值。
认识到一切物体都具有内能;
认识到内能改变的两种方式是做功和热传递。
温度、内能、热量三个基本热学概念的联系与区别。
扩散现象(烧杯,热水,水,红墨水,滴管)。
“今天的天气晴间多云,最高温度37℃.”哇,真热!
太阳,向大地辐射着能量……
你知道这里的“热”和“能量”的含义吗?
二、新课讲授,师生互动
(一)温度与热运动
宏观现象中包含着许多微观的信息。
对扩散的探究,可以帮你了解分子世界中的一些奥秘。
实验探究:
温度对扩散的影响。
把两滴红墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,比较两杯水中墨水扩散的快慢,你能得出什么结论?
温度表示物体的冷热程度。
物体的温度越高,扩散越快,说明构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈。
温度反映构成物体的大量分子做无规则运动的剧烈程度。
热运动:
物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
温度越高,分子运动速度越快。
阅读课文P6图1-2-3温度与热运动
图1-2-4人体各部分的温度差异。
(二)物体的内能
采用联想对比的方法,对比机械能,引入内能概念。
物体具有宏观能量——机械能(物体的动能和势能)。
物体的微观能量——内能(大量分子的动能和势能之和)
物体运动具有动能—→分子热运动也具有动能;
伸长或压缩弹簧具有势能—→分子间相互吸引或排斥也具有势能;
物体动能、势能的总和统称为机械能—→物体内大量分子的动能、势能的总和统称为内能。
物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和,叫做物体的内能。
交流与讨论:
南极的冰山具有内能吗?
机械能=动能+势能内能=分子动能+势能
一切物体都有内能。
内能是能量的一种基本形式。
一个物体的动能或势能跟物体的质量、速度或高度有关,物体的内能的大小跟什么因素有关呢?
内能除了与温度有关之外,还跟物体所含分子的个数、种类、结构、状态等因素有关。
一般来说,物体不同,其内能也不同;
同一物体处于不同温度、不同体积时,其内能也不同。
对于同一物体,如何改变它的内能的大小?
怎样才能知道它的内能发生了改变?
既为从能量的观点解释有关物态变化的热现象敞开思路,也为进一步归纳改变物体内能的两种基本方式做好铺垫。
(三)改变内能的方式
内能,是能量的一种形式。
它可以从火堆传过来,也可以由你双手摩擦产生,还可以来自通电的电热器……
让笔杆热起来
拿一只铅笔,你怎样做能让笔杆热起来。
试一试,你有几种方法?
归纳小结:
改变物体内能的两种方式:
热传递和做功。
热传递:
内能从一个物体向另一个物体直接传递。
——内能转移。
传递条件:
温度差。
特点:
从高温物体向低温物体传递,持续到温度相同为止。
在热传递过程中,转移内能的多少叫做热量。
高温物体——放出热量——内能减少
低温物体——吸收热量——内能增加
做功:
其他形式的能量与内能的转化。
阅读课文P9图1-2-7怎样改变和利用物体的内能
(a)摩擦生热——做功(b)炼钢炉加热——热传递
(c)电热水器——做功(d)地热取暖——热传递
(e)钻木取火——做功
1.2内能和热量
(2)
3
视频:
汽车尾气黑烟、锅炉烟囱的黑烟。
(一)燃烧,放出热量
1、燃烧是最常见的化学能转化为内能的能量转化过程。
(1)燃烧放出热量;
(2)燃烧是化学变化,是化学能转化为内能;
(3)质量相同的不同燃料,燃烧后放出的热量一般不同;
(4)同一燃料,质量不同,燃烧放出的热量不同。
提出问题:
燃料燃烧放出的热量多少,跟哪些因素有关?
(1)热值是燃料的固有特性。
(石块、钢铁无热值)
(2)只要是燃料就有热值,与它是否燃烧无关。
(3)热值是燃料完全燃烧时放出的热量,不完全燃烧不仅造成资源浪费,而且污染环境。
2、热值:
1kg燃料完全燃烧放出的热量。
用q表示。
单位:
J/kg。
公式:
Q=mq(热量Q的单位:
J;
质量m的单位:
kg;
热值q的单位:
J/kg。
阅读:
P11几种常见燃料的热值。
说出柴油、汽油、氢气、天然气的热值及其意义?
柴油的热值是3.3×
107J/kg,表示1kg的柴油完全燃烧放出的热量是3.3×
107J。
氢的热值最大。
(二)例题1:
航天器火箭发动机通常用氢作燃料,你能说出其中的道理吗?
答:
氢的热值很大,约14.3×
107J/m3,相同质量或体积下完全燃烧放出更多热量。
例题2:
燃烧1m3的天然气大约放出热量0.8×
107J(q=0.8×
107J/m3),岳阳华润天然气公司收费标准为2.6元/m3。
李明家一个月内燃烧天然气20m3。
李明家共消耗了多少热量?
应交纳天然气费多少元?
解:
(1)消耗热量Q=Vq=0.8×
107J/m3×
20m3=1.6×
108J。
(2)应交费用:
2.6元/m3×
20m3=52元。
三、大海扬帆,尝试远航
1、(2011年福州市)福州首辆油电混合动力公交车于今年3月28日正式上路,这种公交车比普通公交车节能30%以上,百公里仅消耗柴油26kg,这些柴油完全燃烧放出的热量是多少?
(柴油的热值q=3.3×
107J/kg)
2、(2011年哈尔滨)为发展“低碳”经济,很多地区采用风力发电.风能属于能源(选填“可再生”或“不可再生”);
若风力发电机一天发电7.2×
109J,这相当于完全燃烧kg的煤放出的热量。
(煤的热值为3×
107J/kg)。
四、作业:
P12:
T1,T2,T3
1.3比热容
(1)
4
2013年9月3日
(1)了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
(2)会使用比热容表,尝试用比热容解释简单的自然、生产、生活现象。
(3)经历探究过程,比较不同物质的吸热本领,了解引入比热容概念的必要性。
(4)通过比较不同物质吸热能力探究实验,进一步理解控制变量等物理研究方法。
(5)观察比热容表,发现、总结其特点。
比热容概念的引入过程,以及怎样利用比热容来解释自然现象。
比热容概念的建立过程。
多媒体及课件。
一、创设情景,导入新课
“为什么内陆的昼夜温差比沿海地区大呢?
”让学生带着这个问题开始本节课的学习,并揭示课题。
(一)物体的吸热能力
物体吸收或放出热量,使物体的温度变化的过程,实质上是内能的转移的过程。
1、对同种物质的物体,吸收热量的多少与哪些因素有关呢?
讨论与交流:
水的吸热与哪些因素有关 教师引导学生互相交流、反驳,对回答不完善的地方可补充完善
分析归纳、得出结论(教师板书):
同种物质的物体,吸收热量的多少与物质的质量的大小及温度变化的多少有关。
2、不同物质的物体,比如一杯水和一瓶沙子,在质量相等,温度变化也相同时,吸收的热量是不是一样多呢?
怎样来比较水和沙子的吸热能力呢?
我们可以用酒精灯加热来模拟太阳的照射。
演示实验:
P14图1-3-3实验实验探究:
比较不同物质的吸热能力
在两支试管中分别加入质量相等的水和铁沙,分别用同一只酒精灯加热,用温度计测出它们的温度,记录它们分别上升5℃,10℃,15℃所需时间,就能比较它们的吸热能力。
材料
升高5℃,所需时间/s
升高10℃所需时间/s
升高15℃所需时间/s
水
铁砂
分析归纳、得出结论:
物体吸收热量的多少不仅与其质量及温度的变化有关,还与它是什么物质有关。
(二)比热容——描述物质吸热(或放热)能力
如何体现不同物质吸热能力不同的性质呢?
引导学生分析:
要在相同条件下比较,即必须让质量相同,温度升高也相同,而质量都取单位质量(1kg),温度都取升高1℃,比较起来最为方便。
让学生类比密度的定义方法,
用比值定义法给比热容下定义。
1、比热容:
如果质量为m的某种物质从外界吸收热量Q,温度升高Δt,则Q/mΔt即是这种物质的比热容。
符号:
c,单位:
J/(kg•℃)。
读作:
焦每千克摄氏度。
意义:
水的比热容是4.2×
103J/(kg•℃)。
表示:
1kg水温度升高(或减低)1℃吸收(或放出0的热量是4.2×
103J。
2、比热容是物质的一种重要特性。
引导学生观察P15比热容表。
①不同种物质的比热容一般不同,同种物质的比热容不随质量、形状、温度而变化。
②水和冰属于同种物质,但比热容不同,说明同种物质在不同状态时,比热容不同。
③水的比热容较大。
强化训练:
(1)把一盆水倒掉三分之一,比热容有无变化?
(2)把这盆水由20℃加热到100℃,比热容有无变化?
(3)任选一种物质,让学生在表中查出它的比热容,并说明表中数据所表明的物理意义。
(4)让学生通过观察、对比、分析,看看能从中获取哪些信息?
3、水的比热容较大的应用。
质量相等的水和沙,吸收(或放出)相等的热量,水升高(或降低)的温度小。
【迁移应用】引导学生讨论:
水的比热容大在生活中的广泛应用:
(1)在我们家中安装的“暖气”用什么作介质?
(2)用水做输运能量的介质有什么好处?
(3)生活中、各产业中,还有没有用水来加热和散热的情况?
(4)解释导入新课中提到的问题:
为什么内陆城市比沿海城市的昼夜温差大?
(5)讨论交流:
海陆风和陆海风 水的比热容比较大,泥土沙石的比热容比较小。
白天风从海洋吹向陆地,夜晚却由陆地吹向海上。
白天海水和海岸同时吸收热量,由于水的比热容较大,海水温度上升慢,海岸温度上升快,海岸上空气膨胀密度变小上升,气压下降,微风从海洋吹向陆地形成海陆风。
而夜晚的陆地由于温度下降较快,空气密度变大,气压升高,所以风就从陆地吹向海上。
课题:
1.3比热容
(2)
5
2013年9月7日
利用热量的计算公式热量
热量计算公式的推导。
比热容是描述物质吸热或放热能力的物理量。
比热容是物质的一种重要特性,同种物质的比热容不随质量、形状、温度的变化而变化。
我们知道了物质的比热容和物质的质量以及升高的温度,能否计算物质吸收的热量?
1kg水温度升高(或减低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×
例题:
把质量为2kg、温度为20℃的水加热到80℃,水吸收的热量是多少焦耳?
从比热容表查知水的比热容是:
4.2×
103J/(kg•℃)
即:
质量是1kg的水升高1℃时吸收的热量是4.2×
2kg的水升高1℃时吸收的热量是
103J×
2=8.4×
103J
2kg的水升高(80℃-20℃)=60℃时吸收的热量是
8.4×
60=5.04×
105J
吸收的热量
Q=4.2×
103J/(kg•℃)×
2kg×
(80℃-20℃)=5.04×
吸收的热量=比热容×
质量×
升高的温度
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
Q=cmΔt
Δt—--变化的温度(升高的温度或降低的温度)。
三、总结反思,超越自我
物体吸收的热量与比热容、质量、升高的温度有关。
吸收的热量=比热容×
物体放出的热量与比热容、质量、降低的温度有关。
降低的温度
Q放=cm(t0-t)
四、课堂练习
1、(2011年永州市)人们选用水作为汽车发动机的冷却剂,这样做是因为水的____________较大。
一辆汽车水箱中装有5kg的水,当温度升高200C时需要吸收____________J的热量。
(C水=4.2×
103J/(kg·
0C)。
2、(2011年衡阳市)一个塑料瓶装有500ml水,则所装水的质量为____g,把它放置在太阳底下1小时后,水温由10℃升至30℃,水吸收的热量为____J。
3、(2011年青岛市)质量为2kg的某种物质,吸收8.4×
104J的热量,温度升高20℃,它的比热容为多少J/(kg·
℃
五、作业:
1、P17:
2、把2千克从20℃,加热到100℃吸收的热量是多少?
第一章分子动理论与内能的训练
6
2013年9月7日
(1)通过本节习题课进一步加强对本章基础知识的理解
(2)并不断提高学生运用知识解决问题的能力。
对本章知识的理解与运用本章知识解决问题的能力提高
提高学生运用知识解决问题的能力。
多媒体课件
(一)基础知识
1.物质是由大量的_____构成的,它的直径的数量级只有_____米。
2.一切物体的分子都在_____做无规则的运动,无论固体、液体还是气体之间都会发生_____现象。
3.分子间相互作用,同时存在着____力和_____力。
4、(2011年昆明市)冬天,置于太阳光下的棉被晒得暖乎乎的,这是通过________方式改变了棉被的内能;
反复弯折铁丝,铁丝变得烫手,这是通过________方式改变了铁丝的内能。
5、(2011年永州市)从分子热运动分析:
“墙内开花墙外香”属于_______________现象;
“冷水泡茶慢慢浓”说明分子运动快慢与_______________有关。
6、(2011年牡丹江).端午浓情,粽叶飘香。
煮粽子时,小琼闻到了粽子的香味,这是________现象。
吃粽子时,粽叶上总是粘有米粒,米粒和粽叶不容易分开,这表明________。
7、(2011年成都市)如图1.3-1(甲)所示,炒菜时,燃料燃烧,将化学能转化为能。
如图1.3-1(乙)所示,在海边沙滩,我们经常发现,沙子滚烫,而海水依旧凉爽,这主要是因为海水的比沙子大。
8、(2011年牡丹江)夏天,小杰去海边游玩时发现:
中午沙子较热,海水较凉,而傍晚沙子较凉,海水较热。
对此现象小杰提出了猜想:
可能是沙子吸热或放热后,温度变化的比水大。
(1)为验证猜想,小杰找来了铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、沙子、搅拌棒、细线、火柴、天平,除此之外,她还需要________。
(2)实验中,小杰选用了两个火焰相同的酒精灯:
分别给水和沙子加热,这样做的目的是________。
(3)实验中:
为了研究水和沙子吸收的热量与温度变化的关系,需要控制水和沙子的初温、水和沙子吸收的热量以及水和沙子的________相同。
(4)如果小杰实验时得出的结论与猜想一致,那么,当水和沙子升高相同的温度时,水吸收的热量和沙子吸收的热量应该有怎样的关系?
(5)小杰通过以上实验发现的规律,在生活中有许多应用,试举出一例。
(二)能力提高
1.分子间存在着相互的作用力,当分子间的距离小于10-10米时,分子间的作用力起主要作用的是()A、引力B、斥力C、引力和斥力相互平衡D、无法确定
2、(2011年玉溪市)下列说法正确的是()
A.水的沸点是100摄氏度B.物体的温度高,内能一定大
C.蒸发在只液体的表而发生D.分子的内能包含分子的动能和势能
3、(2011年清远市)下列说法正确的是()
A.扩散现象只发生在气体之间B.物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈
C.只有做功才能改变物体的内能D.静止的物体没有内能
4、.(2011年郴州市)下列生活场景中,通过做功来改变物体内能的是()
A.搓动双手感到暖和B.用嘴向手“哈气”感到暖和
C.冬天晒太阳身体感到暖和D.围坐火炉烤火感到暖和
5.(2011年长沙市)交警在查“酒驾”时,先请司机打开车窗,若闻到酒精气味,则要求司机必须接受酒精含量的测试。
交警能闻到酒精气味是因为酒精()
A.分子间有间隙B.分子很小
C.分子在不断运动D.分子可分
6.(2011年株洲市)如图1所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个钩码部不能把它们拉开,这个实验现象说明了()
A.
一切物质的分子部在不停地做无规则的运动
B.分子之间存在引力
C.分子之间存在斥力
图1
D.分子间存在间隙
图3
7.(2011年上海市)在原子中,带负电的粒子是()
A.电子B.质子C.中子D.核子
8.(2011年广州市)把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,记下测力计的读数。
如图2让玻璃板的下表面接触水面,然后稍稍用力向上拉,发现弹簧测力计读数变大,其原因是玻璃板与水的接触面之间存在()
A.摩擦力B.分子引力C.分子斥力D.大气压力
9.(2011年益阳市)今年5月1日起不准在公共场所吸烟,公共场所一般张贴了如图3所示的标志,这主要是考虑到在空气不流通的房间里,只要有一个人吸烟,整个房间里就会充满烟味,这是因为()
A.物质由分子组成B.分子之间存在引力
C.分子之间存在斥力D.分子都在不停地作无规则运动