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(共31張PPT)
第1節(jié) 內(nèi)能及其改變
第十四章 內(nèi)能與熱機
課程講授
新課導(dǎo)入
本課小結(jié)
我們一起來闖關(guān)
了解內(nèi)能和熱量的含義，知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種途徑，了解熱傳遞的三種形式。
01
通過實例和應(yīng)用，理解內(nèi)能跟溫度的關(guān)系，知道做功與熱傳遞的實質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的形式。
02
03
會用相關(guān)知識解釋現(xiàn)象，解決問題。
素養(yǎng)目標(biāo)
新課導(dǎo)入
視頻導(dǎo)入1：老師：我的一聽可樂不小心拉環(huán)拉斷了，怎樣才能打開呢？
很神奇是不是！想知道其中的奧秘嗎？那就跟隨老師開啟今天的科學(xué)之旅吧！
1.類比法建立內(nèi)能的概念：
一、物體的內(nèi)能
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新課推進(jìn)
新課推進(jìn)
物體 物體具有機械能
運動著的籃球具有動能 石塊有高度被地球吸引具有勢能 被壓縮的彈簧因因發(fā)生彈性形變而具有勢能 物質(zhì)由分子組成 ？能
分子運動具有分子動能 分子間將相互吸引與排斥具有相對的分子勢能 課程講授
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內(nèi)能：物體內(nèi)部 無規(guī)則運動的 與 的總和叫做物體的內(nèi)能，內(nèi)能的單位是 。
所有分子
分子動能
分子勢能
焦耳（J）
2.影響內(nèi)能大小的因素：
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（1）內(nèi)能跟溫度的關(guān)系：
①探究活動：如下圖，往盛有相同質(zhì)量的熱水、冷水杯中分別同時滴入相同數(shù)量的藍(lán)色墨水，觀察現(xiàn)象。
②描述現(xiàn)象：
熱水中的藍(lán)顏色擴散更快，冷水中的藍(lán)色擴散慢。
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③小組成員間交流討論，老師適時點撥，最后達(dá)成共識。
溫度越高，擴散越快，表明分子的無規(guī)則運動越劇烈
分子運動越劇烈，其具有能量越大
？
④結(jié)論：物體的內(nèi)能跟其溫度有關(guān)。
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（2）結(jié)合內(nèi)能的概念和事例，分析影響物體內(nèi)能大小的其他因素：
概念：
物體內(nèi)部 所有分子 無規(guī)則運動的分子動能 與 分子勢能 的總和
事例：
分子數(shù)目不同
一滴水和一桶水內(nèi)能不同
分子運動劇烈程度不同
熱水變冷水后內(nèi)能不同
分子間作用力不同
氣體被壓縮前后內(nèi)能不同
0℃的冰吸熱熔化
推理結(jié)果：
物體質(zhì)量
物體溫度
物體狀態(tài)
物體體積
①歸納推理過程：
②結(jié)論：內(nèi)能的大小跟物體的溫度、質(zhì)量、體積、狀態(tài)等有關(guān)。
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③老師點撥：因為溫度、質(zhì)量、體積、狀態(tài)只是影響物體內(nèi)能大小的因素，不是決定因素，故在描述內(nèi)能大小跟某個因素關(guān)系時，一定要注意表述的嚴(yán)謹(jǐn)性，在其他情況相同時，其關(guān)系才能明確，如等質(zhì)量的兩杯水（即質(zhì)量、體積、狀態(tài)相同），熱水比冷水內(nèi)能大。這是易錯點之一。
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能量形式 內(nèi)能 機械能
概念
研究對象
影響因素
是否為零
相同點 3.拓展探究：內(nèi)能與機械能：
（1）老師點撥：我們雖然通過機械能類比得出內(nèi)能的概念，但是內(nèi)能與機械能有很多的不同之處，請按下列表格區(qū)別內(nèi)能和機械能：
（2）結(jié)論：內(nèi)能和機械能是自然界中存在的截然不同的兩種形式的能量
物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的分子動能與分子勢能的總和
物體內(nèi)所有分子
溫度、質(zhì)量、體積、狀態(tài)
一切物體都有內(nèi)能，不能為0
物體所具有的動能、勢能的總和
整個物體
質(zhì)量、速度、高度
物體機械能可以為0
單位都是焦耳
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4.對點訓(xùn)練：下列家庭生活情景中，畫橫線的物體內(nèi)能減小的是（　　）
A．小悅把飲料放入冰箱 B．媽媽把被子晾在陽光下
C．爸爸正在用電水壺?zé)?D．奶奶正在用熱水泡腳
A
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二、改變物體內(nèi)能的兩種途徑
1.老師引導(dǎo)：
物體內(nèi)能不但有大小，而且還可以變大變小。比如寒冷的冬天，當(dāng)我們在室外感受到寒冷時通常會做出什么動作以緩解寒意？
你知道這都是用到了什么樣的方法嗎？
2.做功改變物體的內(nèi)能：
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（1）老師演示課本P35“做中學(xué)”實驗。
①實驗設(shè)計：在配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)硝化棉，把活塞迅速壓下去。
②實驗現(xiàn)象：
③實驗分析：
④實驗結(jié)論：
硝化棉會燃燒；
原因是活塞壓縮筒內(nèi)的空氣，對筒內(nèi)的空氣做功，使空氣的內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到硝化棉的燃點。
對物體做功，物體內(nèi)能增加。
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（2）學(xué)生實驗：
①實驗指導(dǎo)：組裝如下圖所示裝置，玻璃瓶內(nèi)有一些水，水的上方有水蒸氣，塞緊塞子后用氣筒往瓶里打氣。
②實驗現(xiàn)象：
③實驗分析：
④實驗結(jié)論：
塞子跳起，瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧；
原因是水蒸氣對塞子做功，內(nèi)能減小，溫度降低，水蒸氣液化成小水滴，形成水霧。
物體對外做功，物體內(nèi)能減小。
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溫度 升高 ，達(dá)到硝化棉燃點
氣體
活塞
做
功
機械 能
內(nèi) 能
轉(zhuǎn)化
氣體
橡皮塞
做
功
內(nèi) 能
機械 能
轉(zhuǎn)化
溫度 降低 ，水蒸氣液化
跳起
（3）做功改變物體內(nèi)能的實質(zhì)
①師生共同分析以上兩個實驗的具體過程：
②結(jié)論：做功改變物體內(nèi)能的實質(zhì)，是內(nèi)能與其他形式的能如機械能的相互轉(zhuǎn)化。
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（4）請列舉生活中做功改變物體內(nèi)能的實例。
（5）拓展實驗：有條件的完成課本P37“DIS實驗室”中“探究做功與內(nèi)能改變的關(guān)系”實驗。
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3.熱傳遞改變物體內(nèi)能：
（1）演示實驗
①老師演示：點燃酒精燈，將一段長短合適的鐵絲的一端放在酒精燈的火焰上灼燒，讓一名同學(xué)手握鐵絲的另一端。
②實驗現(xiàn)象：
③實驗分析：
④結(jié)論：
一會兒被烤的一端變得通紅，同學(xué)拿的一端變得發(fā)。
酒精燃燒放出熱量，鐵絲吸收熱量后內(nèi)能變大，溫度升高變紅；熱量從鐵絲變紅的一端傳遞到溫度較低的另一端，這一端的內(nèi)能變大，溫度升高變的發(fā)燙。
熱傳遞可以改變物體內(nèi)能。
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時間/min 1 2 3 4 5 6 7 8
熱水溫度/℃
涼水溫度/℃
（2）學(xué)生實驗：
①老師指導(dǎo)學(xué)生往大燒杯里倒入少量涼水，老師再用暖水瓶給小燒杯里導(dǎo)入適量熱水（80℃左右），測量并記錄它們的初溫。
②將小燒杯小心放入大燒杯中，每隔1min觀察并記錄涼水和熱水的溫度變化。
③待溫度相平后停止實驗。
記錄數(shù)據(jù)表格：
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④根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖中分別畫出熱水和涼水的溫度隨時間變化圖像。
⑤分析表格數(shù)據(jù)和坐標(biāo)圖像發(fā)現(xiàn)：溫度高的熱水溫度持續(xù)降低，說明它的內(nèi)能 減小 ，溫度低的涼水溫度持續(xù)升高，說明它的內(nèi)能 變大 。
⑥實驗結(jié)論：
熱傳遞可以改變物體內(nèi)能，熱傳遞實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
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⑦交流評估：
a.熱傳遞的條件是什么？
b.熱傳遞的方向特征是什么？
c.高溫物體降低的溫度和低溫物體升高的溫度是否相等？能不能說物體間傳遞的是溫度？
物體間存在溫度差。
從高溫物體傳遞給低溫物體。
提示：不相等；不能。
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（3）指導(dǎo)學(xué)生閱讀P35最后一段到P36第一段及圖14—4、14—5、14—6，回答問題：
① 、 和 進(jìn)是熱傳遞的三種形式， 時，物體的物體內(nèi)各部分的物質(zhì)不發(fā)生移動， 時，物體內(nèi)各部分物質(zhì)之間會流動，主要發(fā)生在氣體或液體中， 不需要介質(zhì)，如太陽的光和熱就是以這種方式傳到地球的。
②說說在大自然或日常生活中，還有哪些熱傳遞是通過熱傳導(dǎo)、對流或熱輻射進(jìn)行的？
熱傳導(dǎo)
對流
熱輻射
熱傳導(dǎo)
對流
熱輻射
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4.總結(jié)：做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種途徑。
（1）小組交流：請思考一根鋼鋸條兒如何才能讓它的內(nèi)能變大，溫度升高？方法有哪些？
（2）請回顧思考：賣火柴的小女孩兒，我們?nèi)绾斡脤W(xué)過的方法讓她度過寒冷的夜晚？
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5.對點訓(xùn)練：
火柴可以擦燃，也可以放在火上點燃。前者是用 的方法使火柴燃燒，后者是用 的方法使火柴燃燒，這兩種方法改變物體內(nèi)能的效果是 （選填“等效”或“不等效”）的。
做功
熱傳遞
等效
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1.概念： 在熱傳遞過程中，物體間 傳遞的多少稱為熱量。熱量通常用字母Q表示，常用單位是 ，符號是J。
2.實質(zhì)：在熱傳遞過程中，高溫物體 熱量，溫度 ，內(nèi)能 ，低溫物體 熱量，溫度 ，內(nèi)能 。因此，熱傳遞的實質(zhì)就是內(nèi)能從 物體向 物體轉(zhuǎn)移，這是能量轉(zhuǎn)移的一種方式。
內(nèi)能
三、熱量
焦耳
放出
降低
減小
吸收
吸收
增加
高溫
低溫
3.老師點撥：熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能的改變量，因此熱量是個過程量，只有在熱傳遞過程中才能談及熱量。不能說某個物體具有或含有多少熱量。熱傳遞轉(zhuǎn)移的是能量，而不是溫度。即：熱量不能含，溫度不能傳。
課程講授
新課推進(jìn)
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4.對點訓(xùn)練：
生活中常提到“熱”字，但其含義各不相同，有溫度、熱量、內(nèi)能等含義。請寫出下面幾種情形中“熱”字的含義：
(1)“物體吸熱升溫”，其中的“熱”是指 ；
(2)“壺中的水被燒熱了”，其中的“熱”是指 ；
(3)“摩擦生熱”，其中的“熱”是指 。
熱量
溫度
內(nèi)能
課堂小結(jié)
內(nèi)能
改變途徑
做功
熱傳遞
實質(zhì)
能量的轉(zhuǎn)化
實質(zhì)
能量的轉(zhuǎn)移
多少
熱量
概念
單位
溫度
影響因素
判斷物體
我們一起來闖關(guān)
1．刀削面是山西最有代表性的面條，堪稱天下一絕，已有數(shù)百年的歷史。在制作刀削面的過程中，下列有關(guān)說法正確的是（　　）
A．剛出鍋的刀削面“熱”得燙嘴，“熱”表示的是內(nèi)能
B．滾燙的刀削面含有的熱量多
C．鍋里的水沸騰后，繼續(xù)加熱，水的溫度不變，內(nèi)能不變
D．隨著刀削面的溫度降低，其內(nèi)能減少
D
我們一起來闖關(guān)
2． 2024年10月30 日，搭載神舟十九號載人飛船的長征二號F遙十九運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。如圖所示，火箭發(fā)射升空時整流罩與空氣摩擦溫度升高，內(nèi)能增加，下列事例中物體內(nèi)能改變方式與其相同的是（　　）
A．湯勺放在熱湯中溫度升高 B．燒水時，水的溫度升高
C．給自行車打氣時，氣筒壁會發(fā)熱 D．取暖器旁的物體溫度升高
C
我們一起來闖關(guān)
C
3．如圖所示，油饃饃呈圓形、環(huán)狀，炸熟后，金黃似銅錢，在延安民俗中是富裕吉祥的象征。下列有關(guān)說法正確的是（ ）
A．剛出鍋的油饃饃很燙，是因為其含有的熱量很多
B．油鍋上方空氣溫度升高，空氣分子熱運動速度不變
C．油饃饃從油鍋里撈出裝入盤子后的一段時間內(nèi)，內(nèi)能會逐漸減小
D．油鍋里的油在沸騰后溫度不變，內(nèi)能也不變
我們一起來闖關(guān)
4．在物理學(xué)中，把物體內(nèi)所有分子動能與 的總和叫做物體的內(nèi)能。如圖表示不同時刻某物體內(nèi)部分子運動情況（箭頭越長代表分子運動的越快），則 時刻物體溫度較高，該物體從A 時刻到 B 時刻 （選填“一定”或“不一定”）是吸收了熱量。
5．指出下列現(xiàn)象中改變物體內(nèi)能的方法。
(1)熱水變涼： 。
(2)白天陽光使稻田中水的溫度升高： 。
(3)星際物質(zhì)進(jìn)入大氣層成為流星： 。
分子勢能
B
不一定
熱傳遞
熱傳遞
做功
我們一起來闖關(guān)
6．如圖所示是探究改變物體內(nèi)能方式的實驗.
(1)燒瓶內(nèi)盛少量水，給瓶內(nèi)打氣，在瓶塞未跳起前，瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能 （填“減小”或“不變”），這是通過 （填“熱傳遞”或“做功”）的方式改變了瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能。
(2)繼續(xù)打氣，當(dāng)瓶塞跳起時，觀察到瓶口有“白霧”出現(xiàn)，這是因為瓶內(nèi)氣體對外做功后，內(nèi)能 （填“增大”“減小”或“不變”），溫度 （填“升高”“降低”或“不變”），瓶內(nèi)氣體中所含的水蒸氣放熱 （填物態(tài)變化名稱）形成了小水珠，這一過程中，瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的 能，這是通過 （填“熱傳遞”或“做功”）的方式改變了瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能。
增大
做功
減小
降低
液化
機械能
做功

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