第十二章内能与热机总结

1、第十二章 内能与热机 第一节 温度与内能 教学目标： 1、知识与技能 （1）知道温度的概念，能说出生活环境中常见的温度值 （2）了解液体温度计的工作原理，会用液体温度计测量温度 （3）了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系，知道做功和热传递 可以改变物体的内能 （ 4）了解热量的概念 2、过程与方法 （1）掌握温度计的使用方法，尝试对环境温度发表自己的见解 （2）通过探究找到改变内能的两种方法 教学重点难点： 1、重点：内能、热量概念的建立，改变物体内能的途径，能正确使用液体 温度计测量温度 2、难点：能用类比法建立内能的概念，而又不会将内能与物体机械能相混 淆 教学设计： （第一课时）

2、导入：冷与热与我们的生活有密切的关系，远古时代，人们就学会用火来 取暖，到今天为止，人们已经离不开热的利用了。 进行新课： 一、温度与温度计 1、温度：温度表示物体的冷热程度，常用单位：摄氏度（C），国际单位: 开（ K） 实验活动：在左手上擦上热水，右手涂上酒精，我们会感到左手热右手冷 教师：刚才的实验我们只能大概的感知冷和热， 要准确的判断和测量温度， 就要选择科学的测量工具 温度计 2、温度计 展示常见温度计：温度计、寒暑表、体温计 原理：利用液体的热胀冷缩 使用方法：参考教材P27图126,学生总结 点拨：注意量程，认清分度值；玻璃泡浸没在被测物体中，不要碰到 容器壁和底部；读数时玻璃

3、泡必须留在被测液体中 学生活动：用温度计测量冷水和热水的温度并准确记录数据 交流讨论：医生在给病人测量体温时，首先要将体温计用力甩几下，读数 时将体温计拿出来读数， 这和一般的温度计的使用方法不同， 这是为什么？ 点拨：体温计和一般温度计的构造不同，其示数只能升高，不能降低。医 生用力甩是利用惯性将液体甩下去 思考：某体温计的示数为38C，医生使用时忘记甩，用此体温计测量实际 体温为37C和39C人的体温，示数分别为多少？ 点拨：由体温计的特点，其示数只能升高不能降低，测量的结果分别为38E 和39 r 二、物体的内能 复习提问： 1 、什么叫做动能、重力势能、机械能？ 2、动能与重力势能的大

4、小取决于什么？ 3、分子动理论的内容是什么？ 交流讨论：物体由于运动具有动能，举高的物体具有重力势能，那么，分 子在不停的运动， 分子间具有相互作用力， 分子是否也具有动能和势能呢？ 点拨：分子由于运动具有动能，分子间有相互作用力，所以分子间具有势 板书： 内能： 物体内所有分子由于热运动具有的动能，以及分子间的势能的总和 叫做物体的内能。单位：焦耳（ J） 交流讨论：一切物体都具有内能吗？ 点拨：物体由分子组成，由分子动理论，由于分子在不停的运动，所以分 子具有动能；分子间存在相互作用力，所以分子间具有势能，那么，一切 物体具有内能 交流讨论：内能与机械能有何不同？ 点拨：机械能等于物体的动

5、能加上物体的势能，可以等于零；内能是物体 内分子的动能加上分子间的势能，一定不为零 交流讨论：内能的大小与那些因素有关？ 课件展示：分子运动的剧烈程度与温度的关系 点拨： 四、 温度越高，分子运动越快，分子的动能越大，内能越大。所以对同 一物体，温度升高，内能增大，温度降低，内能减小 对同一物质，质量越大，分子数目越多，所以分子动能与势能的总和越 大，内能越大 当物体的体积状态发生变化时，分子的间隙会变化，所以分子的势能会 改变，内能变化 习题巩固： 1、关于物体的内能，下列说法正确的是 A 物体运动速度越快，具有内能越多 B 静止的物体没有内能也没有势能 C 静止的物体没有动能但有内能 D

6、火红的铁块具有内能，冰凉的冰块具有内能，一切物体都具有内能 2、关于温度、内能、热量，下列说法正确的是 A 物体温度越高，所含热量越多 B 温度高的物体，具有内能一定大 Coc的冰块内能一定为零 D 温度相同的两物体间不会发生热传递 3、下列说法正确的是 A 物体的温度降低，它的热量一定减少 B 物体吸收热量，温度一定升高 C 物体温度升高，其内能一定增加 D 两物体的温度相等，它们的内能一定相等 作业： 完成导学精炼 教学反思： （第二课时） 复习： 1、内能的概念是什么？内能的大小取决于那些因素？ 2、内能和机械能有何区别？ 教师：一切物体都具有内能，并且对同一物体，温度升高，内能增大，温

7、 度降低，内能减小，那么，我们有哪些方法来改变物体的内能？ 交流讨论： 点拨：从内能的决定因素着手（温度、质量、体积） 三、改变内能的方法： 学生活动： 1、将铁丝反复弯折数十次，铁丝被弯折处发热 2、双手反复摩擦，手的温度升高 教师：铁丝、手的温度升高，说明铁丝和手的内能增大，这是用什么方法 改变内能的？ 学生讨论： 说明：做功可以改变物体的内能 学生思考：用火炉给水加热，水的温度会升高，内能增大，是用什么方法 改变内能的？ 说明：热传递可以改变物体的内能 总结：改变物体内能的方法有做功和热传递 交流讨论：做功和热传递主要是靠改变物体的什么来改变内能的？它们在 改变内能的过程中有何区别？ 点

8、拨：做功和热传递改变内能的方法不同，但效果一样，主要都是靠改变 物体的温度来改变物体的内能。做功是将其他形式的能转化为内能；热传 递是将热量由高温物体转移给低温物体，吸收热量的物体内能增加，放热 的物体内能减少，所以热传递改变内能是能量的转移。 四、热量 教师：温度不同的物体相互接触，低温物体温度升高，内能增加；高温物 体温度降低， 内能降低。物体通过热传递的过程中内能的变化量叫做热量。 符号：“Q”单位：焦耳（J） 重点说明： 热量等于在热传递的过程中内能的变化量， 在做功的过程中内能改变， 但没有热量的传递，所以离开热传递谈热量已经失去了意义。热量是过程 量，它等于在热传递的过程中内能大小

9、的变化，所以不能说物体具有多少 热量，或者说某物体含有的热量多。 习题巩固： 1、炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低，是用 的方法减少气体的内能， 食物放进冰箱后温度降低， 是用 的方法减 少食物中的内能 2、开启啤酒瓶盖的瞬间有“嘭”的一声，瓶口有一股“白烟” ，下列说法 正确的是 A 瓶内外温度相等，啤酒内能不变 B 瓶内气体对外做功，啤酒内能增加 C 瓶口“白烟”是瓶内二氧化碳气体液化形成的 D 瓶口“白烟”是瓶口水蒸气液化形成的 解析：在物态变化中就学习到“白气” “白雾”“白烟”是水蒸气液化形成 的。开启瓶盖时，瓶内二氧化碳气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低， 空气

10、中的水蒸气遇冷液化形成“白烟” 。 3、关于温度、内能、热量下列说法中正确的是 A 物体吸收热量，内能一定增大，温度一定升高 B 物体的温度升高，内能一定增大，一定是吸收了热量 C 物体的内能增加，温度一定升高，一定是吸收了热量 D 以上说法都不对 讲解：导学精炼 T1、 T3、T6、T9、T12 作业：完成导学精炼未讲习题 教学反思： 第二节 科学探究：物质的比热容 教学目标： 1、知识与技能 （1）通过探究实验了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性 （2）尝试用比热容解释简单的自然现象 （ 3）能根据比热容进行简单的热量计算 2、过程与方法 （1）通过探究，比较不同物质的吸热能力 （

11、2）通过阅读“气候与热污染”了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差 问题，并了解一下“热岛效应” 教学重点难点： 1、重点：组织、指导学生进行探究活动，归纳、理解比热容的概念 2、难点：组织、指导学生进行探究活动 教学设计： （第一课时） 复习提问： 1、什么叫做内能？内能与机械能有哪些区别？ 2、内能的大小取决于那些因素？改变内能的方法有哪些？ 3、热传递的实质是什么？什么叫做热量？ 引入新课： 物体温度升高吸收热量的多少与哪些因素有关呢？从经验知道， 要烧开 温度相同的一壶水和半壶水时， 一壶水需要吸收的热量多。 若都是一壶水， 温度低的那一壶水吸收的热量多。那么，将相同质量的铜块和铁块加热

12、， 使它们升高相同的温度，需要的热量一样多吗？ 进行新课： 、探究比较不同物质的吸热能力 1、提出问题：质量相同的煤油和水，吸收相同的热量，它们升高的温度是 否相同，比较它们的吸热能力的差异 2、猜想与假设： （1）水升高的温度少，沙子升高的温度多 （2）水和沙子升高的温度相同 （3）水比沙子的吸热能力强 3、制定计划与设计实验： 用水和沙子作为研究对象，装置如图所示，在两个金属盒内分别装入 质量相同的水和沙子，用相同的酒精灯加热，用温度计测量吸收热量后的 温度值 交流讨论：为什么要用相同的酒精灯加热？煤油和水的体积为什么不相 等？怎么体现煤油和水吸收热量的多少？ 点拨：用相同的酒精灯加热可以

13、保证加热相同的时间，煤油和水吸收的热 量相等；因为煤油和水的质量相等，但煤油的密度小，所以煤油的体积大； 我们可以比较加热时间的长短来体现吸热的多少。 4、进行实验与收集证据 根据具体情况分成若干小组，一部分以水为探究对象，另一部分以煤 油为探究对象 实验步骤： 用温度计记录加热前水和沙子的初温 t1 。用酒精灯加热一段 时间，记录水和沙子的末温 t2。 实验数据记录表格 液体 液体质量 液体初温 液体末温 升高的温 加热时间 名称 /g / C /C 度/C /mi n 水 50 20 50 30 5 煤油 50 20 80 60 5 5、分析与论证 交流讨论：煤油温度升高较快，这一现象说明

14、了什么？要使水和沙子升高 相同的温度，相应应该怎样操作？ 结论：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收热量相同 相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收热量不同 教师：我们为了体现物质吸收热量的能力，弓I入了比热容的概念 二、比热容 1、 定义：单位质量的某种物质，温度升高C所吸收的热量，叫做这种物 质的比热容，符号为：C。 2、单位：焦每千克摄氏度；符号为：J/(kg C ) 3、物理意义： 比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容 它反映了物质吸热或放热的本领 教师：指导学生阅读教材P34常见物质比热容表 三、比热容的应用 教师：从表中看出水的比热容较大，即升高或降低相同的温度

15、，水吸收或 放出的热量较多，即水吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度小 举例：(1)教材P35图12-17、图12-18 (2) 在农业上，人们往往会在傍晚往田里灌水，保护秧苗 (3) 沿海地区昼夜温差小，沙漠地区昼夜温差大 四、巩固练习 1、酒精的比热容是2.4x 103J/( kg?C)，它表示 一瓶酒精倒去 1/3，剩下的酒精的比热容将 。（填“变大”，“变 小”或“不变”） 2、小丽在海边游泳时发现，同样在烈日下，沙滩很热，而海水却比较凉， 这是因为什么？小丽感到不可理解，请你给她解释一下。 答：因为水的比热容较 ，水和沙相比，在同样受热或冷却的情况 下，吸收或放出的热量相同，但比

16、较而言，水的温度变化比沙 ， 因此，在受太阳照射条件相同时，沙滩比海水温度 。 3、沿海地区的昼夜气温变化不大，而内陆沙漠地区的昼液气温变化较大， 形成这种现象的主要原因是 。 4、水的比热容较大，下列做法中不是利用这一特性的是 A 炎热的夏天，在室内的地面上散水感到凉爽 B 用水做内燃机的冷却液 C 在城市里修建人工湖，除了美化环境外，还能调节周围的气候 D 供暖系统使用热水循环供暖 作业： 完成导学精炼 教学后记： 第二课时：热量的计算 复习提问： 什么是比热容？它的单位是什么？通过总结学生的回答， 进一步阐述比 热的物理意义，继而让学生查出水、铝、铁的比热，连同单位板书于黑板 上。 引入

17、新课： 以铝的比热入手，说明它的物量意义：使1kg的铝，升高1C,需要吸 收0.88 103J的热量。 进行新课： 1、从铝的比热入手，将课本的例题分解成几步，逐步深入地引导学生归纳 热量的计算公式 1千克铝温度升高1C,需要吸收多少热？(依据铝的比热) 1千克铝温度升高2 C,需要吸收多少热量？ ( 0.88 X03J 2=1.76采03J) 1千克铝温度升高100C-30C =70C时，需要吸收多少热量？ ( 0.88 103J 4 (100-30)C =6.16 10 J) 2kg铝温度升高2C,需要吸收多少热量？( 0.88 X03J 2 2=3.52 103J) 2kg铝温度升高10

18、0C-30C =70C时，需要吸收多少热量？ (0.88 103J 2 (100-30)C =1.23 105J) 讲解：至此，在完成课本例题的情况下，再由特殊到一般，推导热量的计 算公式。继续利用上例，在问题之后再提出：1千克铝温度升高(t-t)C时， 需要吸收多少热量？在问题之后提出：mkg铝温度升高(t-t0)C时，需要 吸收多少热量？最后提出如果升温的不是铝， 而是比热为 c 的另外的物质， 如何计算吸收的热量。从而归纳出公式： Q =cm(t-t0)Q 放=cm(t-t0) 2、我们已经总结出了物体吸收热量的计算公式。如果物体温度降低，像刚 才的例题中如果铝块从100C降到30C，那

19、末它要放出热量，放出的热量 应当怎样计算呢？同学们可仿照物体吸热公式导出放热公式。 只需要把 (t-t0) 改为(to-t)，即：Q 放=cm(t-to) 利用公式，讲解课本例题 2，讲解过程中讲清单位的演算。 例题1:保温瓶中原有60C的水500g,现又倒入1.5kg沸水，混合后温度 变成90C。在此过程中温水和沸水分别吸收或放出多少热量？ 解析： 计算结果表明： 温水跟沸水混合时，温水吸收的热量恰好等于沸水所放出 的热量。这仅仅是巧合吗？不是，这是必然的。在热传递的过程中，内能 从高温物体传到低温物体，直到两物体温度相等时为止。在此过程中，如 果没有内能传到其他的物体，那么高温物体放出的热

20、量必定等于低温物体 吸收的热量。 例题 2：实验室里有两个相同的烧杯中装有质量相等的水和煤油，用相同 规格的电加热器同时加热一段时间，则加入过程中煤油和水升高的温度之 比为 A 1:1 B 2:1 C 1:2 D 无法确定 解析： 例题 3：设计汽车发动机时，既要考虑能量的使用效率，也要考虑发动机 的冷却问题 (1) 为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水来降低发动机的温度， 5kg水在冷却过程中温度升高50T，所吸收的热量为多少？ (2) 柴油在某汽车发动机气缸内燃烧，如果每分钟释放1.2X107j的能量, 发动机输出功率是8.5X104W，则汽车发动机的效率为多少？ 解析： 例题4:小红

21、同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60C水100kg,后来 在老师的帮助下安装了太阳能热水器： (1) 若这台热水器平均每天可将100kg水从20C加热到60C，吸收的热 量为多少？ ( 2)若液化石油气燃烧释放的热量有 70%被水吸收，她家改用太阳能热水 器后，平均每天可节约液化石油气多少千克？(液化石油气的热值8X 107j/kg ) ( 3)请你说明太阳能热水器的优点 解析： 讲解：导学精炼第二节 第三节 内燃机 教学目标： 1、知识与技能 （1）理解内燃机的基本原理 （2）了解汽油机在构造和工作过程 （3）了解汽油机与柴油机的异同 （4）知道汽油机、 柴油机是活塞式发动机， 知道轮机

22、和火箭发动机的原理。 2、过程与方法 （1）观察 “塑料盒内酒精的爆炸过程 ”，活动爆炸力做功的体验 （2）通过分析发动机的四个过程，了解活塞式发动机的工作过程 （3）了解不同的热机的不同用处 教学重点难点： 1、重点：内燃机的基本构造和工作原理 2、难点：内燃机的工作过程。 教学设计： 复习提问： 1、改变物体内能的两种方法是什么？ 2、内能有哪两方面的主要应用？举例说明 3、什么叫热机？举出几种常见的热机说明热机中能的转化 进行新课： 教师讲解：内燃机就是燃料在气缸内燃烧的热机。最常见的内燃机，以汽 油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。 一、汽油机： 1、构造 （出示模型或挂图，边指示

23、边讲解 ）：进气门、排气门、火花塞、气 缸、活塞、连杆、曲轴。 （介绍名称的同时，介绍各部分的功能 ） 冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程 2、工作原理： （边运转模型边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作 情况） 内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。 吸气冲程： 开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门军关闭。工作 时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大， 压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。 压缩冲程： 活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排 气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是 第二个冲程。 做功冲程： 压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃