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(共31张PPT)
第1节 内能及其改变
第十四章 内能与热机
课程讲授
新课导入
本课小结
我们一起来闯关
了解内能和热量的含义，知道做功和热传递是改变内能的两种途径，了解热传递的三种形式。
01
通过实例和应用，理解内能跟温度的关系，知道做功与热传递的实质是能量转化与转移的形式。
02
03
会用相关知识解释现象，解决问题。
素养目标
新课导入
视频导入1：老师：我的一听可乐不小心拉环拉断了，怎样才能打开呢？
很神奇是不是！想知道其中的奥秘吗？那就跟随老师开启今天的科学之旅吧！
1.类比法建立内能的概念：
一、物体的内能
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物体 物体具有机械能
运动着的篮球具有动能 石块有高度被地球吸引具有势能 被压缩的弹簧因因发生弹性形变而具有势能 物质由分子组成 ？能
分子运动具有分子动能 分子间将相互吸引与排斥具有相对的分子势能 课程讲授
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内能：物体内部 无规则运动的 与 的总和叫做物体的内能，内能的单位是 。
所有分子
分子动能
分子势能
焦耳（J）
2.影响内能大小的因素：
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（1）内能跟温度的关系：
①探究活动：如下图，往盛有相同质量的热水、冷水杯中分别同时滴入相同数量的蓝色墨水，观察现象。
②描述现象：
热水中的蓝颜色扩散更快，冷水中的蓝色扩散慢。
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③小组成员间交流讨论，老师适时点拨，最后达成共识。
温度越高，扩散越快，表明分子的无规则运动越剧烈
分子运动越剧烈，其具有能量越大
？
④结论：物体的内能跟其温度有关。
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（2）结合内能的概念和事例，分析影响物体内能大小的其他因素：
概念：
物体内部 所有分子 无规则运动的分子动能 与 分子势能 的总和
事例：
分子数目不同
一滴水和一桶水内能不同
分子运动剧烈程度不同
热水变冷水后内能不同
分子间作用力不同
气体被压缩前后内能不同
0℃的冰吸热熔化
推理结果：
物体质量
物体温度
物体状态
物体体积
①归纳推理过程：
②结论：内能的大小跟物体的温度、质量、体积、状态等有关。
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③老师点拨：因为温度、质量、体积、状态只是影响物体内能大小的因素，不是决定因素，故在描述内能大小跟某个因素关系时，一定要注意表述的严谨性，在其他情况相同时，其关系才能明确，如等质量的两杯水（即质量、体积、状态相同），热水比冷水内能大。这是易错点之一。
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能量形式 内能 机械能
概念
研究对象
影响因素
是否为零
相同点 3.拓展探究：内能与机械能：
（1）老师点拨：我们虽然通过机械能类比得出内能的概念，但是内能与机械能有很多的不同之处，请按下列表格区别内能和机械能：
（2）结论：内能和机械能是自然界中存在的截然不同的两种形式的能量
物体内部所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和
物体内所有分子
温度、质量、体积、状态
一切物体都有内能，不能为0
物体所具有的动能、势能的总和
整个物体
质量、速度、高度
物体机械能可以为0
单位都是焦耳
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4.对点训练：下列家庭生活情景中，画横线的物体内能减小的是（　　）
A．小悦把饮料放入冰箱 B．妈妈把被子晾在阳光下
C．爸爸正在用电水壶烧水 D．奶奶正在用热水泡脚
A
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二、改变物体内能的两种途径
1.老师引导：
物体内能不但有大小，而且还可以变大变小。比如寒冷的冬天，当我们在室外感受到寒冷时通常会做出什么动作以缓解寒意？
你知道这都是用到了什么样的方法吗？
2.做功改变物体的内能：
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（1）老师演示课本P35“做中学”实验。
①实验设计：在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。
②实验现象：
③实验分析：
④实验结论：
硝化棉会燃烧；
原因是活塞压缩筒内的空气，对筒内的空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点。
对物体做功，物体内能增加。
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（2）学生实验：
①实验指导：组装如下图所示装置，玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，塞紧塞子后用气筒往瓶里打气。
②实验现象：
③实验分析：
④实验结论：
塞子跳起，瓶内出现白雾；
原因是水蒸气对塞子做功，内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，形成水雾。
物体对外做功，物体内能减小。
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温度 升高 ，达到硝化棉燃点
气体
活塞
做
功
机械 能
内 能
转化
气体
橡皮塞
做
功
内 能
机械 能
转化
温度 降低 ，水蒸气液化
跳起
（3）做功改变物体内能的实质
①师生共同分析以上两个实验的具体过程：
②结论：做功改变物体内能的实质，是内能与其他形式的能如机械能的相互转化。
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（4）请列举生活中做功改变物体内能的实例。
（5）拓展实验：有条件的完成课本P37“DIS实验室”中“探究做功与内能改变的关系”实验。
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3.热传递改变物体内能：
（1）演示实验
①老师演示：点燃酒精灯，将一段长短合适的铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧，让一名同学手握铁丝的另一端。
②实验现象：
③实验分析：
④结论：
一会儿被烤的一端变得通红，同学拿的一端变得发。
酒精燃烧放出热量，铁丝吸收热量后内能变大，温度升高变红；热量从铁丝变红的一端传递到温度较低的另一端，这一端的内能变大，温度升高变的发烫。
热传递可以改变物体内能。
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时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8
热水温度/℃
凉水温度/℃
（2）学生实验：
①老师指导学生往大烧杯里倒入少量凉水，老师再用暖水瓶给小烧杯里导入适量热水（80℃左右），测量并记录它们的初温。
②将小烧杯小心放入大烧杯中，每隔1min观察并记录凉水和热水的温度变化。
③待温度相平后停止实验。
记录数据表格：
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④根据表格中数据在坐标图中分别画出热水和凉水的温度随时间变化图像。
⑤分析表格数据和坐标图像发现：温度高的热水温度持续降低，说明它的内能 减小 ，温度低的凉水温度持续升高，说明它的内能 变大 。
⑥实验结论：
热传递可以改变物体内能，热传递实质是内能的转移。
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⑦交流评估：
a.热传递的条件是什么？
b.热传递的方向特征是什么？
c.高温物体降低的温度和低温物体升高的温度是否相等？能不能说物体间传递的是温度？
物体间存在温度差。
从高温物体传递给低温物体。
提示：不相等；不能。
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（3）指导学生阅读P35最后一段到P36第一段及图14—4、14—5、14—6，回答问题：
① 、 和 进是热传递的三种形式， 时，物体的物体内各部分的物质不发生移动， 时，物体内各部分物质之间会流动，主要发生在气体或液体中， 不需要介质，如太阳的光和热就是以这种方式传到地球的。
②说说在大自然或日常生活中，还有哪些热传递是通过热传导、对流或热辐射进行的？
热传导
对流
热辐射
热传导
对流
热辐射
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4.总结：做功和热传递是改变物体内能的两种途径。
（1）小组交流：请思考一根钢锯条儿如何才能让它的内能变大，温度升高？方法有哪些？
（2）请回顾思考：卖火柴的小女孩儿，我们如何用学过的方法让她度过寒冷的夜晚？
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5.对点训练：
火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃。前者是用 的方法使火柴燃烧，后者是用 的方法使火柴燃烧，这两种方法改变物体内能的效果是 （选填“等效”或“不等效”）的。
做功
热传递
等效
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1.概念： 在热传递过程中，物体间 传递的多少称为热量。热量通常用字母Q表示，常用单位是 ，符号是J。
2.实质：在热传递过程中，高温物体 热量，温度 ，内能 ，低温物体 热量，温度 ，内能 。因此，热传递的实质就是内能从 物体向 物体转移，这是能量转移的一种方式。
内能
三、热量
焦耳
放出
降低
减小
吸收
吸收
增加
高温
低温
3.老师点拨：热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此热量是个过程量，只有在热传递过程中才能谈及热量。不能说某个物体具有或含有多少热量。热传递转移的是能量，而不是温度。即：热量不能含，温度不能传。
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4.对点训练：
生活中常提到“热”字，但其含义各不相同，有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义：
(1)“物体吸热升温”，其中的“热”是指 ；
(2)“壶中的水被烧热了”，其中的“热”是指 ；
(3)“摩擦生热”，其中的“热”是指 。
热量
温度
内能
课堂小结
内能
改变途径
做功
热传递
实质
能量的转化
实质
能量的转移
多少
热量
概念
单位
温度
影响因素
判断物体
我们一起来闯关
1．刀削面是山西最有代表性的面条，堪称天下一绝，已有数百年的历史。在制作刀削面的过程中，下列有关说法正确的是（　　）
A．刚出锅的刀削面“热”得烫嘴，“热”表示的是内能
B．滚烫的刀削面含有的热量多
C．锅里的水沸腾后，继续加热，水的温度不变，内能不变
D．随着刀削面的温度降低，其内能减少
D
我们一起来闯关
2． 2024年10月30 日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。如图所示，火箭发射升空时整流罩与空气摩擦温度升高，内能增加，下列事例中物体内能改变方式与其相同的是（　　）
A．汤勺放在热汤中温度升高 B．烧水时，水的温度升高
C．给自行车打气时，气筒壁会发热 D．取暖器旁的物体温度升高
C
我们一起来闯关
C
3．如图所示，油馍馍呈圆形、环状，炸熟后，金黄似铜钱，在延安民俗中是富裕吉祥的象征。下列有关说法正确的是（ ）
A．刚出锅的油馍馍很烫，是因为其含有的热量很多
B．油锅上方空气温度升高，空气分子热运动速度不变
C．油馍馍从油锅里捞出装入盘子后的一段时间内，内能会逐渐减小
D．油锅里的油在沸腾后温度不变，内能也不变
我们一起来闯关
4．在物理学中，把物体内所有分子动能与 的总和叫做物体的内能。如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况（箭头越长代表分子运动的越快），则 时刻物体温度较高，该物体从A 时刻到 B 时刻 （选填“一定”或“不一定”）是吸收了热量。
5．指出下列现象中改变物体内能的方法。
(1)热水变凉： 。
(2)白天阳光使稻田中水的温度升高： 。
(3)星际物质进入大气层成为流星： 。
分子势能
B
不一定
热传递
热传递
做功
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6．如图所示是探究改变物体内能方式的实验.
(1)烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能 （填“减小”或“不变”），这是通过 （填“热传递”或“做功”）的方式改变了瓶内气体的内能。
(2)继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现，这是因为瓶内气体对外做功后，内能 （填“增大”“减小”或“不变”），温度 （填“升高”“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热 （填物态变化名称）形成了小水珠，这一过程中，瓶内气体的内能转化为瓶塞的 能，这是通过 （填“热传递”或“做功”）的方式改变了瓶内气体的内能。
增大
做功
减小
降低
液化
机械能
做功

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