我们把动能和势能统称为机械能,构成物体的所有分子,其热运动的动能和分子势能之和叫做物体的内能。
内能和机械能是同种能量吗?你能说出它们的异同点吗? 小结:内能是与机械能不同的一种能量。物体可以没有机械能,但一定有内能。因为分子在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能。
结合动能的特点,思考问题。
分子也具有动能,根据分子动理论的初步知识,分子在不停地做无规则运动。
结合势能的特点,知识迁移得出:分子具有分子势能,因为分子间也存在相互作用的引力和斥力。 根据前面的定义,学生讨论。
机械能是与物体整个机械运动情况有关的能量。而内能是与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关,内能是不同于机械能的另一种形式的能。 内能和机械能的单位都是焦耳(J)。 学生进行讨论补充。
利用对比的方法得出内能的概念,注重物理方法培养。 培养对比的物理方法。 内能的大小
猜想:内能大小可能与哪些因素有关?请说说你的猜想依据。
小结:
1.内能的大小与物体的温度有关。同一物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。
2.内能还与物体的质量、状态等有关。 3.一切物体都具有内能。 判断下列物体内能的变化。 1.太阳下的一瓶水,温度升高。 2.一杯水喝掉一半。 3.水结成冰。
学生讨论,进行猜想,同学之间相互补充。
1.内能可能与温度有关,因为温度越高,分子运动越剧烈,分子动能越大,内能越大。
2.内能可能与质量有关,因为质量越大,物体所含分子数量越多。
学生根据影响内能大小的因素判断内能的变化。 培养学生分析问题的能力。 物体内能的改变──热传递
如何判断一个物体内能大小的变化?
把刚煮熟的鸡蛋从开水中拿出放入冷水中,判断鸡蛋和水的内能的变化。并说出理由。
鸡蛋和水的内能发生了改变,它们之间发生了热传递,通过热传递改变了鸡蛋和水的内能。
热会从高温物体传递给低温物体;高温物体的温度会降低内能减少,低温物体的温度会升高,内能增加。 在鸡蛋和水的例子中,热传递的方向? 热量:
1.定义:在热传递中,传递能量的多少。 2.单位:焦耳(J)。
3.物体吸收热量时内能增加,放出热量时内能减少。 4.内能反映的是热传递过程中内能的变化量,只能用“吸收”或“放出”描述,不能用“具有”、“含有”等词描述。
5.热传递中转移的是热量,不是温度。
你能举出一些利用热传递改变物体内能的例子吗? 讨论:
结合问题,讨论温度、内能和热量的不同点。
一个物体的温度升高,它的内能增加。物体内能增加,温度是否一定升高?举例说明。
小结:内能是能量的一种形式,也是某一时刻的状态量,一切物体都具有内能;热量是一个过程量,要用“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述。 物体的内能与温度有关,物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。可以根据温度的变化来判断物体内能的变化。
鸡蛋的内能减小,水的内能增大。因为鸡蛋的温度降低,水的温度升高。
热传递从高温的鸡蛋向水传递。 学生讨论,举例。
冬天利用热水袋取暖、发烧时用冷毛巾给头部降温、夏天把食物放入冰箱冷藏等。 学生讨论,进行交流。
物体内能增加,温度不一定升高。如晶体在熔化时,温度不变,内能是增加的;液态晶体在凝固时,温度不变,但要放热,内能减少。
提高学生的物理素养。培养思考、自学能力。 利用生活实例提高学生的学习兴趣。 培养学生合作学习的能力。 物体内能的改变──做功
除了热传递外,还有什么途径可以改变物体的内能?
投影做功改变物体内能的图片和视频,这些图片说明了什么?
分组实验:怎样使一段铁丝的温度升高、内能增大? 器材:一段较粗的软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋、小毛巾等
学生讨论实验方法,并尝试完成实验。 分析论证:你能给这些方法进行分类吗?
你还能举出一些利用做功改变物体内能的一些实例吗? 得出结论:改变物体内能有两种方式:热传递和做功。 演示实验
1.在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,观察发生的现象。 (1)实验中硝化棉的作用 (2)实验中谁对谁做功?
通过实验可以知道,对物体做功,物体的内能会增加,把机械能转化为内能。
利用打气筒给自行车车胎打气,请一同学用手感觉气筒外壁上下部分的温度,形成此现象的原因?
由此可见,压缩空气做功使空气内能增大是气筒外壁温度升高的主要原因,摩擦在这里是次要的。