(二)物体的内能

物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。

(一)什么是热运动？

物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动

3、固体、液体和气体都有内能吗？

(组织学生围绕一些实例来讨论)

投影图片

(1)车胎内的气体

(2)炽热的铁水

(3)寒冷的冰山

图片说明

任何一个物体都具有内能

学生实验

扩散的快慢与温度的关系

实验方法

试一试

分别在盛有冷水和热水的两只玻璃杯中各滴入一滴墨水

看一看

哪杯水中的墨水扩散得快？

实验表明

温度越高，扩散过程越　　 。

小实验

观察瓶内玻璃管中的液柱的变化

实验方法

取一只玻璃广口瓶，内装有红色的水，用插有细玻璃管的橡皮塞盖紧瓶口(如12- 图所示)

使细玻璃管下端没入水中。

(1)用双手捂住封有空气的玻璃广口瓶的上半部分，你能看到什么现象？

(2)用开水浇一下封有空气的玻璃广口瓶的上半部分，你看到的现象与刚才有何不同？

实验结果

被封闭的空气加热后能将瓶中的水挤压出来，说明这部分空气具有　 能，温度越高，水喷得越(高/低)，这说明物体的内能与温度　 (有/无)关系。可见，一般情况下，同一物体的温度越高，它的内能就越　 (大/小)。

概括结论

温度高→扩散快→分子运动得快→分子动能大→物体的内能大

教师引导

既然内能可以随着温度的变化而变化，那么，内能改变的方式有哪些呢？

投影图片

(1)金属勺放在热汤中，勺把变烫；

(2)食品放在冰箱中，温度变低；

(3)太阳能热水器中的水被加热。

信息快递

当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传递时，能量从高温处转移到低温处，直到温度相同。

想一想

在上述过程中内能是如何转移的？

内能的转移是通过　　　　 的方式来进行的 。

议一议

生活中还有哪些通过热传递来改变物体内能的实例？

(学生回答略)

教师引导

我们已经知道了内能转移的方向是从从高温处转移到低温处，那么下面我们研究另一个问题即内能转移的多少。

物理学中，把物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量。

热量用Q表示，热量的单位与能量单位相同，也是焦(J)

复习提问

比热容及其物理意义

(学生回答略)

学生猜想

实际生活中发生热传递过程中，物体吸收或放出的热量与哪些因素有关？

学生回答

(1)物体的质量

(2)物质的比热容的大小

(3)物体温度的变化量

如果用m表示质量，c表示比热容，t₀表示初温，t表示末温，

那么，当物体温度升高时，所吸收的热量为：

　　　　　　　　　　　　　　　　 Q_吸= c m(t-t₀)

　　　 当物体温度降低时，所放出的热量为：

　　　　　　　　　　　　　　　　 Q_放= c m(t₀-t)

例题

在20⁰C室温下，烧开一壶5kg的水，大约需要吸收多少热量？

解：水从20⁰C到烧开，温度升高：t-t₀=100⁰C-20⁰C=80⁰C

　　　　　　　　　　　　　　　　 水吸收的热量为：

　　　　　　　　　　　　　　 　　Q_吸= c m(t-t₀)

　　　　　　　　　　　　　　　　　 =4.2x10³ J/ (kg. ⁰C) x5 kg x80⁰C

　　　　　　　　　　　　　　　　　 =1.68 x10⁶J

即水要吸收1.68 x10⁶J的热量，在此过程中，水的内能增加了1.68 x10⁶J。

问题讨论

烧开这一壶水实际需要的热量要大于1.68 x10⁶J，想一想，是什么原因？

学生回答

由于水壶、空气吸热等原因，使烧开这一壶水实际需要的热量要大于1.68 x10⁶J。

生活 物理 社会

汽车的散热装置

如图12- 所示

想一想

汽车发动机是怎样实现降温的？

布置作业

板书设计

2、 0⁰C时，物体的内能为零吗？

复习提问

分子动理论的基本内容？

信息快递

物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。

引导讨论

运动的物体具有动能，那么处于热运动的分子是否具有动能呢？

受到地球吸引的物体如果被举高，具有重力势能，分子与分子之间也有相互作用力，分子之间是否也具有势能呢？

演示实验

两只用弹簧相连的小球(如图12- 所示)

实验方法：改变分子模型间的距离，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能。

类比：分子之间的相互作用类似于上述的弹力的作用，由此可推知分子之间也存在势能。

结论：物理学中，物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。

问题讨论

1、内能与机械能是一回事吗？

3、汽车发动机散热装置图

小实验器材：

用弹簧相连的小球(两只)、广口瓶、橡皮塞、细玻璃管、红墨水

课时建议

1课时

教学过程设计

提出问题

回力玩具汽车的运动，其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时，它的动能从何而来？

学生回答

靠汽油燃料的燃烧来提供能量。

引入新课

那么，这种燃料燃烧所产生的能叫什么能呢？

板书课题

2、热传递改变内能的图片(传导、对流、辐射各一例)

1、气体、液体、固体具有内能的图片

3、借助于学生自身的生活经验，并适当地增加一些小实验，以帮助学生正确理解概念。

教学重点、难点

重点：内能、热量的概念

难点；内能、温度与内能之间的关系

课前准备

图片：

2、根据学过的与本节相关的知识，采用类比的方法建构新知识。