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文檔簡介
1、熱學(xué)中“熱”的辨析 黃沙街鎮(zhèn)黃秀中學(xué) 方棉生 初中熱學(xué)內(nèi)容,包括了基本的熱現(xiàn)象、熱學(xué)理論、熱學(xué)規(guī)律、以及相關(guān)實際應(yīng)用。這部分內(nèi)容與人們的生活、生產(chǎn)關(guān)系密切,學(xué)生早有感知,但生活概念與科學(xué)概念有很大差別,教學(xué)中必須注意。一、教學(xué)內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)熱學(xué)內(nèi)容是遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律安排的,其知識結(jié)構(gòu)可表如下:熱現(xiàn)象:溫度與物態(tài)變化 (感性認(rèn)識:生活) (理性認(rèn)識:物理) (指導(dǎo)實踐:社會) 可見,初中熱學(xué)內(nèi)容的重點是溫度、內(nèi)能、比熱容、熱量等概念的初步建立和分子動理論的準(zhǔn)確形成。由于熱學(xué)知識涉及到微觀現(xiàn)象的本質(zhì)屬性,比較抽象,因而成為教學(xué)中的難點,必須加以突破。二、辨清生活中“熱”的含義例如:1、今天天氣很
2、熱,指溫度高;2、熱機的應(yīng)用很廣泛,指內(nèi)能;3、熱傳遞,指內(nèi)能;4、熱和功具有相當(dāng)性,指熱量;5、熱與生活關(guān)系密切,指熱現(xiàn)象三、關(guān)于溫度1、明確溫度的內(nèi)涵從主觀感覺上說,溫度是物體的冷熱程度,這是體感溫度,而熱的本質(zhì)是熱運動,從分子動理論的觀點上說,溫度是標(biāo)志物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運動劇烈程度的物理量,這是溫度實質(zhì)上的涵義。因此,溫度可定義為物體內(nèi)大量分子平均動能的標(biāo)志。2、溫度計測溫度的原理當(dāng)兩個冷熱不同的物體互相接觸時,熱物體要冷卻,冷物體要變熱,最后兩個物體達(dá)到各處冷熱程度均勻一致的狀態(tài),稱為熱平衡。實踐證明,達(dá)到熱平衡的不同物體具有相同的溫度,因此溫度計和被測物體相接觸呈熱平衡狀態(tài)時具有
3、相同的溫度,這是溫度計測溫度的基本原理。當(dāng)然溫度計之所以能測溫度,還有它的結(jié)構(gòu)原理,即與溫度計的測溫物質(zhì)的特性有關(guān),據(jù)此可制成不同種類的溫度計,常見的是利用測溫物質(zhì)的體積隨溫度變化的特性(熱脹冷縮)制成的液體溫度計、固體溫度計等。四、關(guān)于熱量熱量是熱學(xué)內(nèi)容的核心和重點貫穿于溫度和物態(tài)變化、分子熱運動和內(nèi)能等知識,同時,又很抽象,易于混淆,確屬難點。1、準(zhǔn)確理解熱量的涵義教材中指出,在熱傳遞中,轉(zhuǎn)移內(nèi)能的多少叫做熱量。實質(zhì)上熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化的一種量度,或熱量是物體內(nèi)能的傳遞量。就是說,熱量存在于物體內(nèi)能變化的過程中,是個過程量。學(xué)生們受生活概念的干擾,習(xí)慣認(rèn)為“物體的溫度越高,它具
4、有的熱量越多”,教學(xué)中要及時矯正。2、正確區(qū)別溫度和熱量的概念溫度是物體的冷熱程度,其實質(zhì)是用來描述物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度,溫度越高,標(biāo)志分子運動得越劇烈,分子的平均動能就越大,可見溫度是物體內(nèi)分子平均動能的標(biāo)志或量度,它是反映物體本身固有狀態(tài)的一個物理量。因此溫度是狀態(tài)量,用于描述某一時刻,一個物體 某一特定狀態(tài)。熱量是物體在熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移內(nèi)能的多少,因此熱量是過程量,是傳遞量,所以說“物體含有多少熱量”這句話是毫無意義的。任何物體任何時刻都不會含有熱量。五、關(guān)于內(nèi)能教材中指出,物體內(nèi)所有分子的動能和分子間相互作用的勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。其中分子的平均動能是由物體內(nèi)大量分子無
5、規(guī)則運動決定的,其宏觀表現(xiàn)在溫度的高低,而分子勢能是由分子間的相對位置決定的,其宏觀表現(xiàn)在物體的體積和狀態(tài),另外物體的內(nèi)能還與物體內(nèi)所含分子的多少和種類有關(guān),其宏觀表現(xiàn)物體的質(zhì)量和密度。因此,內(nèi)能與溫度、狀態(tài),體積、質(zhì)量、密度等多種因素有關(guān)。更嚴(yán)格地講,物體的內(nèi)能還包括原子內(nèi)的能量和原子核內(nèi)的能量,但一般不考慮。1、淺析內(nèi)能與熱能的區(qū)別原教材中定義:“物體中大量的做無規(guī)則運動的分子具有的能,叫熱能”??梢姛崮苁侵阜肿觿幽艿目偤?,不包括分子勢能,它是內(nèi)能的一部分。2、理清溫度和內(nèi)能的關(guān)系溫度和內(nèi)能都狀態(tài)量。溫度反映了物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度,是物體內(nèi)分子平均動能的標(biāo)志或量度。而內(nèi)能是物體內(nèi)
6、所有分子的動能和勢能的總和,與溫度、狀態(tài)、體積、質(zhì)量等多種因素有關(guān)。當(dāng)物體的溫度升高時,其分子的熱運動變激勵,分子的平均動能要增加,有時勢能也要增加,物體的內(nèi)能必然增加。反過來,物體的內(nèi)能增加,溫度卻不一定升高,如晶體熔化過程吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度不變,凝固過程放出熱量,內(nèi)能減少,溫度不變。因為內(nèi)能的增加可能是分子動能增加也可能分子勢能增加,分子動能的增加宏觀表現(xiàn)在溫度的升高,分子勢能的增加宏觀表現(xiàn)在狀態(tài)和體積的變化。3、分清熱量與內(nèi)能的區(qū)別熱量是過程量,內(nèi)能是狀態(tài)量對于物體的某一確定狀態(tài),其內(nèi)能就有唯一確定的值。當(dāng)物體的溫度升高時,物體的內(nèi)能必然增加。在這個內(nèi)能改變過程中,存在兩種可能方式:做功或熱傳遞。若是通過熱傳遞引起物體溫度升高,導(dǎo)致內(nèi)能增加,物體必然吸收熱量。當(dāng)物體的狀態(tài)改變時,若溫度保持不變,則物體的分子動能不變,只有分子的勢能發(fā)生改變,在這種由于物態(tài)變化而引起物體內(nèi)能變化的過程中,必然要伴隨熱量的傳遞過程。在內(nèi)能增加的過程要吸熱(如熔化、汽化、升華);在內(nèi)
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