第十三章内能第一节分子热运动.docx

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第十三章内能第一节分子热运动

第一节分子热运动

一、教学目标

（一）知识目标

1知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则运动。

2能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。

3．知道分子热运动的快慢与温度的关系。

4．知道分子之间存在相互作用力。

（二）能力目标

通过实验和类比等方法，培养学生的观察能力和由直接感知的现象推测无法直接感知的事实的能力。

（三）情感体验目标

通过实验，激发学生对大千世界的兴趣，使学生了解通过直接感知的现象，可以认识无法直接感知的事实。

二、教学重点扩散现象和分子间的作用力是重点。

三、教学难点理解扩散现象是难点。

四、教学方法本节课内容为新授课。

本节课实验较多，采用以直观为主的综合启发式教学，初步渗透探究式学习方法。

五、教具准备

装有N02气体的瓶子、玻璃板、空瓶子、量筒、硫酸铜溶液、两个铅柱、烧杯、墨水、热水。

六、教学步骤

（一）引入新课前面，大家已经学习了物质是由分子组成的知识。

但大家有没有用肉眼看到分子运动？

为什么打开一瓶香水瓶，很快就会闻到香味，是什么跑到鼻子里去了？

（二）进行新课

1．整体感知

物质是由分子组成的，分子很小，人的肉眼根本无法看见，在一个微小的灰尘中，都有大量的分子。

一切物质的分子都在不停地做无规则运。

而且温度越高，分子的热运动越剧烈。

分子之间存在着相互作用的引力和斥力。

2．教学互动

互动1：

分子运动。

明确学生回答为什么打开香水瓶能闻到香味后，

教师小结：

是一些带有香味的分子，从香水瓶中挥发出来，进入空气中，向各个方向散布开来，当它们到达你的鼻子里，你就会闻到香味，我们把这种现象叫做扩散。

互动2：

气体的扩散现象。

明确教师实验：

在装有红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使瓶口相对，把玻璃板抽掉，学生认真观察几分钟后发现，上面瓶子和下面瓶子里的颜色是一样的，说明了气体的扩散现象。

使学生通过推理感知一切物质的分子都在不停地做无规则运动。

互动3：

液体的扩散现象及固体的扩散现象。

明确学生观察CuSO4溶液的扩散现象以及阅读书上材料，了解到气体、固体和液体都存在扩散现。

互动4：

影响扩散的主要因素是什么？

明确通过演示向凉水和热水中分别滴墨水的实验，学生讨论后得出：

温度越高，分子的运动越剧烈。

互动5：

由学生组织对分子的运动进行推测。

明确扩散现象表明，分子在不停地运动．既然分子在运动，那么固体和液体为什么不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积？

互动6：

分子间存有相互作用的引力和斥力。

明确教师由演示实验：

两个铅柱接在一起，下面甚至可以吊一个物体也不能把它们拉开。

说明分子间存在相互作用的引力。

又由固体或液体难以压缩说明：

分子之间存在斥力。

教师通过类比的方法，让学生了解分子间的引力和斥力总是存在的，只是当分子间距离较小时，表现为斥力；当分子间距离稍大时，表现为引力；当分子间距离很远时，作用力就变得十分微弱。

3．课堂练习

（1）两滴水银靠近时，能自动结合成一滴较大的水银，这一事实说明分子间存在着引力。

物体不能无限地被压缩，说明分子间存在斥力。

一匙糖放入水中后能使整杯水变甜，说明子在永不停息地做无规则运动。

酒精和水混合后总体积减小，说明分子间有间隙。

（2）棉线一拉就断，而铜丝却不容易拉断，这是因为

A.棉线的分子间没有引力，而铜丝的分子间有引力

B.棉线的分子间有斥力，而铜丝分子间的斥力为零

C.棉线、铜丝的分子间都有引力，只是铜丝分子间的引力比棉

线分子间的引力大

D.棉线分子间的斥力比引力大，而铜丝分子间的引力比斥力大

（3）下列说法中，错误的是

A.温度越高，分子的热运动越快

B.温度越高，扩散现象越明显

C.扩散现象在高温条件下和低温条件下都能进行

D.扩散的快慢与温度无关

（4）把糊状乳胶涂到平整的木板上后，再把两块木板压紧，它们就牢固地粘合在一起了.试用分子热运动的观点解释之。

答案：

固体分子之间有引力。

4.学习小结

（1）内容总结

通过这节课的学习，大家知道物质是由大量分子组成的，分子在永不停息的做无规则运动，且温度越高，分子的热运动就越剧烈。

我们又称这种现象为扩散。

分子间存在相互作用的引力和斥力；当分子间距离很小时，表现为斥力；当距离稍大时，表现为引力。

（2）方法归纳

本节课运用实验、猜想、类比等学习的方法，我们要从中学会通过直接感知去认识无法感知的事实。

（三）布置作业

1．试用分子热运动的观点解释：

在长期堆放煤球的墙角，若用小刀从墙上刮去一薄层，可看到里面呈现黑色。

2自制一个铁丝圈，中间松松地系一根棉线，浸入肥皂水后，有肥皂液薄膜附着，用手指轻轻地碰一下棉线的任意一侧。

看棉线将怎样？

为什么？

（四）板书设计

一分子热运动

一．物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则运动。

二．温度越高，分子的无规则运动越剧烈。

三．分子间存在引力和斥力。

第二节内能

教学目标

1.知识与技能了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

知道热传递可以改变内能。

知道在热传递过程中，所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。

知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。

2.过程与方法：

通过探究找到改变物体内能的两种方法。

通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。

通过学生查找资料，了解地球的“温室效应”。

3.情感态度与价值观：

通过探究，使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。

通过演示实验培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。

鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。

教学重点内能、热量概念的建立，改变物体内能的方法教学难点做功和热传递在改变物体内能上是等效的教学准备演示实验：

空气压缩器打气筒矿泉水瓶带导管的塞子酒精灯铁丝等

教学方法启发式教学法,讲授法,实验演示法,阅读法,科学探究法

教学过程

（一）引入新课

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。

（二）讲授新课

一、内能

1．分子的动能、温度

物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。

我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动动能大小的标志，这是温度的微观含义。

2．分子势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。

3．物体的内能

（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。

课堂讨论题：

下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。

1一块铁由15C升高到55C，比较内能。

2质量是1kg50C的铁块与质量是0.1kg50C的铁块，比较内能。

3质量是IkglOOC的水与质量是IkglOOC的水蒸气，比较内能。

2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。

任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。

例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。

提问学生：

一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？

通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。

另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。

二、物体的内能改变的两种方式

1、热传递可改变物体的内能

演示点燃酒精灯，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，一会就觉得发烫．此实验说明：

热量从铁丝的一端传递到另一端，这一端的温度升高了，内能增加了物体的内能改变了.请同学举出那些生活例子利用的是热传递来改变内能放在太阳下晒；放在热水中烫。

结论:

热传递可以改变物体的内能。

热传递过程中传递的能量的多少叫热量，用Q表示，单位也是焦耳。

热传递使物体的内能发生改变的时候内能的改变是用热量来量度的．物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少．通过前面的探究，对物体内能的改变，学生有了一定的感性认识。

热传递改变物体的内能，学生比较容易理解，热传递的实质就是内能从高温物体转移到低温物体。

要使学生了解热量的概念，通过热传递的方式来改变内能，内能改变的多少不能用功来量度，而要用热量来量度，并介绍热量的国际单位也是焦耳。

2、做功可以改变内能：

生活体会――冬天时手很冷，经常通过搓手以取暖；用锯条锯木板时，用手摸一下锯条，会觉得很烫；野外生存中取火的一种方法是钻木取火，等等。

演示空气引燃压缩仪．用力猛压活塞，会看到硝棉花燃烧起来。

结论：

对物体做功，可以使物体的内能增加

演示实验气体对外做功实验用打气筒向瓶内打气，当瓶塞跳起时，在瓶内出现白雾。

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。

结论：

物体对外做功，本身的内能就会减少。

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。

小结：

改变物体的内能有两种方法：

做功和热传递。

两种方法对改变物体的内能是等效的，但本质上有所区别。

讨论：

有一个装有铁屑的烧瓶，可以用什么方法使铁屑的内能增加？

［练习］：

1.为什么用气筒给自行车打完气后，摸一下气筒外的外壁，会变热？

当我们给充足气的轮胎放气时，能看到在气门芯附近有一些小水珠，能解释这种现象产生的原因吗？

2.关于物体的内能，下列说法正确的是（）

A．相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能增量一定相同B．一

定量0C的水结成0C的冰，内能一定减少C.一定量气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减少D.一定量气体吸收热量而保持

体积不变，内能一定减少

3.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是（）

A.迅速向里推活塞B.迅速向外拉活塞C.缓慢向里推活塞

D.缓慢向外技活塞

4.指出下列事例中改变物体内能的方式（）

a冷天用热水取热,人体感到热和.b比中,从竿的顶端滑到底端时手感到发热c密封的空气被压缩时温度变高d火炉上烤饼子,饼子变热e用挫刀挫铁块,铁块变热f把火烧热的工件放到冷水中,工件会变凉下来板书设计

1.内能

1.内能定义:

分子由于运动而具有的动能和势能之和

2.物体内能的大小与物体的温度有关

2.改变内能的方式

1.做功2.热传递:

3.热量

1.定义:

热传递过程中传递的内能的多少

2.单位:

焦耳符号:

J

3.热量、温度、内能的区别

比热容

教学目标

一、知识目标

（1）尝试用比热容解释简单的自然现象。

（2）了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性。

（3）能根据比热容进行简单的热量计算。

二、方法目标

（1）通过探究，比较不同物质的吸热能力。

（2）通过阅读“气候与热污染”了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，并了解一下“热岛效应”。

三、情感目标利用探究学习活动培养学生自己动脑想办法解决问题的能力。

教学重点与难点

重点：

比热容的概念和热量的计算。

难点：

比热容概念。

教学用具

器材：

铁架台，酒精灯，天平，烧杯，石棉网，水，煤油，秒表，温度计。

教学流程

导课

（一）讲黑与白的热效应的故事引入新课。

二）引导学生思考课本上的想想议议并回答，进而得出“同种物质质量越大，温度升高的度数就越多，吸收的热量就越多”，那么不同物质在质量相同时，升高相同的温度时吸收的热量是否相等引入新课。

阅读质疑，自主探究

（一）探究不同物质的吸热能力是否相同？

引导学生设计“探究比较不同物质的吸热能力”的实验。

要求学生指明所需器材，说明怎样操作，怎样观察现象，怎样记录数据。

得出什么结论？

（二）比热容的概念及热量的计算

要求学生看课本132页比热容内容；问：

比热容的单位、符号是什么?

热量的计算公式是什么？

（三）比热容的应用

（1）引导学生阅读“比热容”表，观察、分析、归纳，写出自己获得的信息。

（2）为什么我国沿海地区四季如春，而内陆地区冬季寒冷，夏季炎热？

多变互动，合作探究

（一）探究不同物质的吸热能力是否相同？

器材步骤略。

现象：

用两个相同的加热器分别给盛在两个相同烧杯里的质量相等的水和煤油加热，发现相同时间内，煤油温度升高的较多，要使他们升高相同的温度，水加热的时间长。

结论：

质量相同的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同。

（二）比热容的概念及热量的计算

比热容的概念：

单位质量的某种物质，温度升高1C吸收的热量，叫

做这种物质的比热容。

比热容单位：

焦每千克摄氏度J/（Kg「c）

热量计算公式：

Q吸二cm（t-to）

Q放=cm（to-t）

（三）比热容的应用

（1）不同种物质的比热容不同，比热容是物质的一种属性，只与物

质的种类和状态有关，与其他因素无关。

（2）因为水的比热容较大，而砂石的比热容较小，在吸收或放出同

样多的热量的情况下，水的温度变化小，砂石的温度变化大。

所以内陆地区冬季寒冷，夏季炎热。

案例分析

桂林市区“两江四湖”环城水系的建成，造就了桂林“千峰环野立，

一水报城流”的山水城市格局，并使市区湖面达到约4.0x105n3,

水量增加到9.5x105n$•问：

（1）在炎热的盛夏，湖水温度每升高

1C,就可从周围市区吸收多少热量？

〔C水=4.2x103J/（Kg「C）〕

（2）“两江四湖”环城水系的建成，对城区的环境有什么好处？

（要求写出两点）

解：

（1）由p=m/v得

m=pv=1.0x103kg/mx9.5x105n3=9.5x108kg

湖水温度升高1C,可从周围市区吸收的热量是：

Q吸二cm（t-to）=4.2x103J/（Kg・C）x9.8x108kgx1C=3.99x1012J

（2）“两江四湖”环城水系的建成，对城区环境的好处有：

从物理上看：

由于水的比热较大，因此可以缓解“热岛效应”对环境的影响;从自然环境上看：

融水如城市，使桂林山区真正成为“山水之城”，美化了居住环境；从人文上看：

构建了人与环境的和谐统一。

训练检测，目标探究

1．精选习题

（1）水的比热容是J/（Kg-C）,它的物理意义是。

（2）质量和初温都相同的铝块和铜块（铜的比热容小于铝的比热容），

吸收相同的热量后相互接触，则发生热传递的情况是（）

A铜块向铝块传热

B铝块向铜块传热

C铜块和铝块之间不发生热传递

D以上都有可能

（3）甲、已两个物体的质量之比为3：

2，升高温度比为4：

3，它们

的比热容比为5：

8，则它们吸收的热量比为（）

A1：

5B5:

1C5:

4D4:

5

⑷质量为1Kg的铁锅中放有2Kg的水，要把它们从20C加热到80C,已知铁的比热容为0.46x103J/（Kg-C），求铁锅和水共吸收了多

少热量

2．疑难点拨

（1）4.2X103,1Kg水温度升高1C吸收的热量是4.2X103J

（2）A（3）C

⑷解：

Q铁=c铁m铁（t-to）

=0.46X103J/（Kg・C）x1KgX（80C-20°C）=2.76X104JQ水二c水m水（t-to）

=4.2X103J/（Kg-C）X2KgX（80C-20C）=5.04X105J铁锅和水共吸收的热量Q=Q铁+Q水=2.76X104J+5.04X105J=5.316X105J

迁移应用，拓展探究为什么沙漠地区的气候有“早穿皮袄午穿纱”的奇特现象？

板书设计

第三节比热容

一、比热容定义

比热容：

符号表示（c）

比热容单位：

J/（Kg-C）

二、热量的计算

Q吸二cm（t-to）Q放二cm（to-t）

三、比热容应用

教学反思