熱和內(nèi)能教案

1、第 2 節(jié) 熱和內(nèi)能目標(biāo)導(dǎo)航1知道熱傳遞的三種方式。2理解熱傳遞是改變系統(tǒng)內(nèi)能的一種方式。3知道傳遞的熱量與內(nèi)能變化的關(guān)系。4知道熱傳遞與做功對(duì)改變系統(tǒng)的內(nèi)能是等效的。誘思導(dǎo)學(xué)1熱傳遞熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分，叫做熱傳遞。熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射。2熱傳遞的實(shí)質(zhì)：熱傳遞實(shí)質(zhì)上傳遞的是能量，結(jié)果是改變了系統(tǒng)的內(nèi)能。傳遞能量的多少用熱量來(lái)量度。3傳遞的熱量與內(nèi)能改變的關(guān)系在單純熱傳遞中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少。即 U= Q吸在單純熱傳遞中，系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少。即 Q放= - U4熱傳遞具有方向性，

2、熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分，不會(huì)自發(fā)的從低溫物體傳遞到高溫物體或從物體的低溫部分傳遞到高溫部分。5改變系統(tǒng)內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞。做功和熱傳遞都能改變系統(tǒng)的內(nèi)能， 這兩種方式是等效的， 都能引起系統(tǒng)內(nèi)能的改變，但是它們還是有重要區(qū)別的。做功是系統(tǒng)內(nèi)能與其它形式的能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化，而熱傳遞只是不同物體（或物體不同部分）之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。典例探究例 1 如果鐵絲的溫度升高了，則（ ）A. 鐵絲一定吸收了熱量 B. 鐵絲一定放出了熱量C.外界可能對(duì)鐵絲做功 D. 外界一定對(duì)鐵絲做功解析：做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的，溫度升高可能是做功，也可能是熱傳遞。故

3、 C 正確。答案： C友情提示： 鐵絲的溫度升高從結(jié)果我們無(wú)法判斷是哪種方式改變了內(nèi)能，因?yàn)樽龉蜔醾鬟f對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。例 2 下列關(guān)于熱量的說(shuō)法，正確的是 （ ）A. 溫度高的物體含有的熱量多B. 內(nèi)能多的物體含有的熱量多C.熱量、功和內(nèi)能的單位相同D.熱量和功都是過(guò)程量，而內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量解析：熱量和功都是過(guò)程量，而內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量，所以不能說(shuō)溫度高的物體含有的熱量多，內(nèi)能多的物體含有的熱量多；熱量、功和內(nèi)能的單位相同都是焦耳。選 C、D答案： C、D友情提示： 注意區(qū)分狀態(tài)量與過(guò)程量的不同特點(diǎn)例 3 有一個(gè) 10m 高的瀑布，水流在瀑布頂端時(shí)速度為 2m/s ，在瀑布底與巖石的

4、撞擊過(guò)程中， 有 10%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，請(qǐng)問(wèn)水的溫度上升了多少攝氏度？已知水的比熱容為 4.2 10 3 J/(kg ) ，g2取 10m/s.解：根據(jù)機(jī)械能守恒定律知，當(dāng)水流到達(dá)瀑布底時(shí)的動(dòng)能水吸收熱量 與溫度變化 滿足關(guān)系由題意知，有 10% 的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，所以代入數(shù)據(jù)得：3t 2.4 10 友情提示： 搞清能量轉(zhuǎn)化的物理情景及轉(zhuǎn)化過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系，從而由能量守恒定律來(lái)列方程求解。課后問(wèn)題與練習(xí)點(diǎn)擊1解：（ 1）內(nèi)能增加（ 2）內(nèi)能減少2解：設(shè)增加的內(nèi)能為 E由能量守恒定律有： EEk=122mv -0 Ec m t 聯(lián)立并代入數(shù)值得： t=123基礎(chǔ)訓(xùn)練1下面關(guān)于機(jī)械能和內(nèi)

5、能的說(shuō)法正確的是 ( )A.機(jī)械能大的物體，內(nèi)能一定也大B.物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度越大，物體內(nèi)部分子平均動(dòng)能一定增大C.物體降溫時(shí)，其機(jī)械能一定減少D.摩擦生熱是機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化2下列現(xiàn)象中，哪些是通過(guò)熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能的 （ ）A.打開(kāi)電燈開(kāi)關(guān)，燈絲的溫度升高，內(nèi)能增加B.夏天喝冰鎮(zhèn)汽水來(lái)解暑C.冬天搓搓手，會(huì)感覺(jué)到手變得暖和起來(lái)D.太陽(yáng)能熱水器在陽(yáng)光照射下，水的溫度逐漸升高3做功和熱傳遞是等效的，這里指的是 （ ）A.它們能使物體改變相同的溫度B.它們能使物體增加相同的熱量C.它們能使物體改變相同的內(nèi)能D.它們本質(zhì)上是相同的4關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說(shuō)法正確的是 （ ）A.物體的內(nèi)能是

6、由物體的狀態(tài)（溫度和體積）決定的B.物體的內(nèi)能就是物體里所有分子的動(dòng)能的總和C.物體內(nèi)能的大小可以用物體吸熱和放熱的多少來(lái)量度D.做功和熱傳遞，對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的5對(duì)于熱量、功、內(nèi)能三個(gè)量，下列說(shuō)法中正確的是 （ ）A.熱量、功、內(nèi)能三個(gè)量的物理意義是等同的B.熱量和功二者可作為物體內(nèi)能的量度C.熱量、功和內(nèi)能的國(guó)際單位都相同D.熱量和功是由過(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的多維鏈接1熱傳遞的三種形式：熱傳導(dǎo)：不借助于物質(zhì)的宏觀移動(dòng)，而靠分子、原子等粒子的熱運(yùn)動(dòng)，使能量由高溫物體（或物體的高溫部分）向低溫物體（或物體的低溫部分）傳遞的過(guò)程，這種過(guò)程在氣體、液體和固體中都能發(fā)生。熱對(duì)流

7、：流體依靠宏觀流動(dòng)而實(shí)現(xiàn)熱傳遞的過(guò)程，在對(duì)流過(guò)程中伴隨著大量分子的定向運(yùn)動(dòng)。熱對(duì)流又分自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流。自然對(duì)流當(dāng)流體內(nèi)部存在溫度梯度，進(jìn)而出現(xiàn)密度梯度時(shí)，高溫處流體的密度般小于低溫處 （水在 04oC 時(shí)的反常膨脹現(xiàn)象除外） ，這時(shí)如果流體的密度由小到大對(duì)應(yīng)空間位置的由低到高，在重力作用下，流體便開(kāi)始作宏觀的定向流動(dòng)，密度小處溫度較高的流體向上運(yùn)動(dòng)，而溫度低處密度較大的流體填充過(guò)來(lái)，行成了流體的對(duì)流，從而使能量從高溫處向低溫處傳遞。強(qiáng)迫對(duì)流靠外來(lái)的作用使流體在高溫處與低溫處之間作循環(huán)流動(dòng)而傳遞熱量的過(guò)程，例如制冷系統(tǒng)內(nèi)工作物質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)就是靠壓縮機(jī)的工作強(qiáng)迫實(shí)現(xiàn)的。熱輻射：不依賴于物質(zhì)的接

8、觸而由熱源自身的溫度作用借助電磁波傳遞能量的方式。溫度的高低決定著輻射的強(qiáng)弱。溫度較低時(shí)，主要以不可見(jiàn)的紅外線進(jìn)行輻射，溫度較高時(shí)，熱輻射最強(qiáng)的成分在可見(jiàn)光區(qū)。如太陽(yáng)就是通過(guò)熱輻射的形式將熱經(jīng)宇宙空間傳給地球的。2正確理解物體的內(nèi)能物體內(nèi)所有分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能。從微觀角度看，由于分子的平均動(dòng)能與分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度有關(guān)，分子勢(shì)能與分子距離有關(guān)，所以物體的內(nèi)能與分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度和距離有關(guān)；需要注意的是：物體的內(nèi)能不是指單個(gè)分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和，因此物體的內(nèi)能還與物體內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)，分子數(shù)目越多，物體的內(nèi)能越大。從宏觀角度看，由于分子的平均動(dòng)能與溫度有關(guān)，分子

9、勢(shì)能與物體的體積有關(guān)，所以物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積有關(guān)，另外，物體內(nèi)的分子數(shù)取決于物質(zhì)的摩爾數(shù)，所以物體的內(nèi)能還跟摩爾數(shù)有關(guān)。內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別：內(nèi)能與機(jī)械能是兩種不同形式的能量。內(nèi)能是由物體內(nèi)大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相對(duì)位置決定的能量，這與物體的溫度、體積等因素有關(guān)，而機(jī)械能是由物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)和物體的形變決定的能量，它是對(duì)宏觀物體整體來(lái)說(shuō)的，物體具有內(nèi)能的同時(shí)又可以具有機(jī)械能。一個(gè)靜止在地面上的物體，如果以地面為零勢(shì)能面，那么物體的機(jī)械能為零，但是這個(gè)物體內(nèi)的分子卻始終處在永不停息的熱運(yùn)動(dòng)中，所以它的內(nèi)能絕不為零，內(nèi)能和機(jī)械能在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。3熱量、功和內(nèi)能之間的關(guān)系內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的。狀態(tài)確定了，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定，要使內(nèi)能改變，可以通過(guò)做功和熱傳遞兩種物理過(guò)程來(lái)完成，功和熱量都是過(guò)程量，兩者對(duì)改變系統(tǒng)的內(nèi)能是等效的