資源簡介

第2節 內能
教學目標
會用類比的方法建立內能的概念，能簡單描述溫度和內能的關系。
知道熱傳遞可以改變物體的內能。
知道熱量的概念及單位。
知道做功可以使物體內能增加或減少的一些事例。
教學重點
內能、熱量概念的建立及改變內能的方法。
教學難點
溫度、內能、熱量的關系和區別。
教學過程
導入新課
提出問題：推動火車和火箭的能量來自哪里？
二、進行新課
（一）內能
1.內能的概念
【觀察對比】
（1）運動的籃球具有動能，運動的分子具有動能嗎？
請各小組討論，對以上現象進行對比分析（老師可根據學生的討論情況適當引導）。
小結：分子做無規則運動而具有的能叫做分子動能
（2）樹上蘋果由于地球的吸引而具有勢能，分子間也存在相互吸引的力，那么分子具有勢能嗎？
請各小組討論，對以上現象進行對比分析（老師可根據學生的討論情況適當引導）。
小結：互相吸引的分子具有勢能
（3）被壓縮的彈簧的各部分互相排斥而具有勢能，互相排斥的分子之間有沒有勢能
請各小組討論，對以上現象進行對比分析（老師可根據學生的討論情況適當引導）。
小結：互相排斥的分子也具有勢能，所以由于分子間存在著相互作用力而具有的能叫做分子勢能。
總結：構成物體的分子，其熱運動所具有的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。
2.內能的大小與什么有關
（1）提出如下兩個問題，讓各小組進行討論（老師可根據學生討論的情況適當引導）。①一塊鐵由15℃升高到55℃內能是否發生變化？
②0℃的冰是否具有內能？
根據學生對以上兩個問題的回答進行總結，得出結論：一切物體在任何情況下都有內能，物體的內能與物體溫度有關，物體溫度升高，內能增加。
內能的大小只與溫度有關嗎？讓各小組進行討論（老師可根據學生的討論情況適當引導），從中挑選出與下面兩個問題類似的問題進行討論與總結。
①1kg的鐵塊和一個100g的鐵釘，溫度都是15℃，它們的內能一樣大嗎？
②0℃的冰加熱熔化變成0℃的水，它的內能一樣大嗎？
總結：物體的內能還與物體的質量、體積和狀態有關。
物體內能的改變
1.做功改變物體的內能
【活動設計】引導學生按下列要求做實驗，并讓學生注意觀察現象：
（1）壓縮空氣點火
①將硝化棉放入壓縮裝置內。
②用手壓把活塞迅速壓下去，觀察到硝化棉迅速燃燒起來。
老師演示實驗，讓學生觀察發生的現象，并進行小組討論（老師可根據學生的討論情況適當指導）。
小結：壓縮空氣做功，機械能轉化為內能，使空氣的內能增大,溫度升高。
（2）氣體膨脹對外做功(設計意圖：培養學生逆向思維能力，樹立辯證思想。)
①在集氣瓶上裝上一個帶小孔的塞子。
②將一根帶打氣筒的軟管塞入塞子的小孔中封好，并檢查氣密性良好。
③用力將打氣筒的活塞壓下，觀察到塞子跳出并在瓶中出現白霧。
老師演示實驗，讓學生觀察發生的現象，并進行小組討論（老師可根據學生的討論情況適當指導）。
小結：物體對外做功，內能轉化為機械能，物體的內能減少，溫度降低。
總結：通過做功可以增加或減少物體的內能。
熱傳遞改變物體的內能
以下幾種情況沒有做功，為什么物體的內能也發生了改變呢？
老師引導學生通過上圖想到生活中更多通過熱傳遞改變物體內能的現象，進行小組討論，得出熱傳遞的定義 。
結論：熱從溫度高的物體傳到溫度低的物體，或者從物體的高溫部分傳到低溫部分的過程就叫做熱傳遞。
3.熱量
（1）熱傳遞過程中，傳遞內能的多少叫做熱量，用字母Q表示，單位：焦耳（J）。
（2） 一根鐵絲要使它的溫度升高，可以通過做功的方式，也可通過熱傳遞的方式，所以：做功和熱傳遞在改變內能上是等效的，做功的實質是能量之間的轉化，熱傳遞的實質是能量的轉移。
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