资源简介

科学
教师
班级
学生
日期：12月27日
上课时间:
主课题：内能
教学目标：
知道分子运动理论的基本内容
知道物体的内能, 内能与温度、体积有关，以及改变内能的方式
理解热量的概念、热量的单位
理解比热容的概念、比热容的单位
了解热传递，能用比热容的概念解释有关简单的现象，计算物体吸收或放出的热量
*知道热机的四个冲程以及工作过程中的能量转化情况。
知道能量的转化与守恒
教学重难点：
分子动理论的基本内容
改变内能的方式
热传递的概念
比热容概念的理解
物体吸收或放出热量的计算
*热机工作时的能量转化
理解能量守恒
教学方法:复习回顾知识点，并讲解例题，配合练习
教学内容
【同步检测】
1．下列社会实践中的实例，不能用来说明“分子在不停地运动”的是（ ）。
A．洒水的地面会变干 B．炒菜时加点盐，菜就有了咸味
C．扫地时，尘土飞扬 D．房间里放了一篮子苹果，满屋飘香
2．下列事例中，不是用做功的方法使物体的内能增加的是（ ）
A.用气筒给自行车打气时，气筒壁发热
B.用钢锯条锯木头，过一会儿钢锯条发热
C.寒冷的冬天，双手相互反复摩擦后，手掌发热
D.冬天，在房间内用取暖器取暖，室内空气变暖
3．将10ml的水与10ml的酒精相混合，混合后水和酒精的总体积小于20ml，这表明（ ）。
A．分子之间存在着相互作用的引力 B．分子之间存在着相互作用的斥力
C．分子之间有空隙 D．分子是在不停地做无规则运动的
4、下列关于热量的说法中正确的是( )
A.温度高的物体含有的热量多 B.质量大的物体放出的热量多
C.温度低的物体吸收的热量多 D.一个物体温度升高得越多,吸收的热量越多
5、下列说法中正确的是( )
A.一桶水比一杯水的比热大
B.质量为2千克10℃时的水含有的热量等于1千克20℃时的水所含的热量
C.同种物质的质量变化时，其比热容不变
D.比热容大的物体，每升高1℃吸收的热量一定多
6、关于物质比热的说法中正确的是（ ）
A.比热跟它吸收的热量成正比 B.物质的比热跟它的质量成反比
C.物质的比热跟它改变的温度的成反比 D.物质的比热跟上述三个因素无关
7、质量、初温度都相同的水和铁块吸收相同的热量后彼此接触时（ ）
A．热量从铁块传给水 B．热量从水传给铁块
C．温度从铁块传给水 D．温度从水传给铁块
8．物质是由 组成的，构成物质的分子永不停息地 ，分子之间存在相互作用的 和 。
9．洗衣服时，洗衣粉在冷水中需很长时间才能溶完，而在热水中很快就能溶完，这是因为 。
*10．热机是利用_________ 燃烧获得的_________ 能转化为_________ 能的机械。
11、铜的比热是3.9×102焦/(千克·℃)，它表示的物理意义是__ ，若把一铜块切掉一半，则它的比热将_ 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
12、要使2千克水温度升高1℃，水需要吸收多少热量？
【知识精讲】
1.分子热运动
1.物质是由分子组成的；
理解：(1)分子的体积和质量非常小．
如果把分子看作球形的，一般分子的直径只有几个埃(1=10-10m)，
质量约为5.3×10-23克。
(2)宏观物体中分子数非常多。
2.分子在不停地做无规则运动；
扩散： 。
3.分子间存在相互作用力。
(1)分子间有引力。
分子既然在不停地无规则运动着，但没有人看见固体分散成一个个分子,这事因为
原来分子间有很大的引力，要想分开固体，必需克服分子间的引力才行．
(2)分子间有斥力。
若要压缩固体，减小分子间的空隙，是十分困难的，如压缩粉笔，比分开要困难得多．
这是因为
若分子距离很近时，分子间斥力就显示出来，要使分子靠得更近，必须克服分子间的斥力才行。
(3)分子间的引力和斥力是同时存在的．
何时表现为引力，何时又表现为斥力呢？
说明：
① 平衡位置r=r0；
②分子间的距离r＞r0时，引力大于斥力，表现为引力；
③分子间的距离r＜r0时，引力小于斥力，表现为斥力．
④当r＞10倍分子直径时，分子间作用力变得十分微弱，可以认为没有作用力了。
2. 内能
(1)内能： ，叫做物体的内能。
(2)物体在任何情况下都有 ：既然物体内部分子 地运动着和分子之间存在着
作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。
(3)影响物体内能大小的因素：
① ：在物体的质量，材料、状态相同时， 越高，物体内能 。
② ：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的 越大，物体的内能 。
③ ：在温度、质量和状态相同时，物体的 不同，物体的内能 。
④ ：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的 时，物体的内能也 。 (4)内能与机械能不同
①机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与 有关,内能是微观的，是物体内部所有 总和。
②内能大小与 有关。这种无规则运动是 ，而不是物体的整体运动。
(5) 内能改变的外部表现：物体温度升高（降低）——物体内能 。
物体存在 改变（熔化、汽化、升华）——内能改变。
反过来，不能说内能改变必然导致 变化。
（因为内能的变化有多种因素决定）
(6).改变内能的方法：做功和热传递。
热传递:
①热传递是 。
②热传递的条件是 ，传递方式是： 、 、 。热传递的是 ，而不是 。
③热传递过程中，物体吸热：温度 ，内能 ；
放热：温度 ，内能 。
④热传递的方向是： ，
热传递的实质是 。
做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说 和 改变物体内能上是 的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者 发生了变化，后者
不变。
3.热量
(1）定义：热量表示在 ，
热量的符号是 ，国际单位是 ，简称 ，符号 。
(2）热量的计算公式: ；
①物体的温度升高时吸收的热量为：
②物体的温度降低时放出的热量为：
(3) 热平衡方程：不计热损失 。
4. 比热容
⑴ 定义： 。
⑵ 物理意义： 的物理量。
⑶ 比热容是物质的一种 ，大小与物体的 、 有关，与 、 、 、 、 、 等无关。
⑷ 水的比热容为 ，表示：
⑸ 水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为 。
*5. 热机
（1）燃料的______ _通过燃烧转化为___ ___，又通过做功，把___ _ __转化为__ ___ _。
（2）热机定义：热机是利用______来做功的装置，都是把__ _转化为__ _的机器。
（3）热机的种类很多，如_______ 、________、__________、__________等。_______是最常见的热机，它的工作循环有四个冲程，它们分别是_____、_____、_____、_____。_____冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由_____能转化为____能。另外_______冲程将机械能转化为内能。
6 、能量的转化与守恒
我们生活在一个复杂而多变的世界中，物质、能量、信息是构成世界的基本要素。能量无处不在，能量转化无时不有。
1.各种各样的能量
能量形式
涵 义
实 例
机械能
机械能是与物体的运动或位置的高度、形变相关的能量，表现为动能和势能。
流动的河水、被拉开的弓、声音等
内能
内能是组成物体的分子的无规则运动所具有的动能和势能的总和
一切由分子构成的物质
电能
电能是与电有关的能量
电器设备所消耗的的能量都是电能
电磁能
电磁能是以各种各样的电磁波的形式传播的能量
可见光、紫外线、微波和红外线等
核能
核能是一种储存在原子核内部的能量，原子核发生核反应时，会释放出巨大的能量
核潜艇、核电站、核武器等
化学能
化学能是指储存在化合物的化学键里的能量
巧克力、燃料等都储存有化学能
2.能量之间的转化
3.能量转化与守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能由一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。
（一）、例题分析
例1食糖在热水中比在冷水中溶解的快些，说明了（ ）
A.热水比冷水流动的快
B.分子间的作用力与温度有关
C.温度越高，分子运动越快
D.热水分子间的间隙比冷水分子间的间隙大
例2一滴红墨水滴在一杯清水中，最后清水变红，这个现象说明（ ）
A．物质是由分子组成的 B.分子不停地作无规则运动
C.分子之间有相互作用的力 D. 分子有一定质量
例3 两个物体间发生热传递时，一定是（ ）
A．热总是从热量多的物体传向热量少的物体
B．热可以通过一定的方式从高温物体传向低温物体
C．物体之间不接触就不能进行热传递
D．热传递就是把热能转化成另一种形式的能
例4关于热量，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的质量越大，物体的热量就越多
B．物体的温度越高，物体的热量就越多
C．热从热量多的物体传给热量低的物体
D．热量只有在热传递的过程中才有意义
例5由同种物质组成的甲、乙两物体，质量之比为2：1，它们降低的温度之比为1：4，则它们放出的热量之比是（ ）
A．2；1 B.1：2 C.1：1 D.1：4
例6下列几个例子中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．冬天，人站在阳光下感到暖和 B．爆竹点燃后腾空升起
C．用锤子锻打铁丝，铁丝发热 D．在炉子上烧火，水温升高
例7如图所示，在厚玻璃瓶内装入少量的水，然后再向密闭的瓶内打气，当塞子跳起来时，瓶内会出现雾，这是因为瓶内的空气推动瓶塞 时，内能 ，温度降低，使水蒸气液化成小水珠。
例8气体分子做永不停息的无规则运动,同一时刻都有向不同方向运动的分子,速率也有大有小.下表是实验测出的氧气在0 ℃和100 ℃时,同一时刻在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分率.仔细观察下表,对于气体分子的无规则运动,你能得出哪些结论?
氧气分子的速率分布
按速率大小划分的区间(m/s)
各速率区间的分子数占总分子数的百分数(%)
0 ℃
100 ℃
100以下
1.4
0.7
100—200
8.1
5.4
200—300
17.0
11.9
300—400
21.4
17.4
400—500
20.4
18.6
500—600
15.1
16.7
600—700
9.2
12.9
700—800
4.5
7.9
800—900
2.0
4.6
900以上
0.9
3.9
例9使20克冰的温度从-70℃升高到-10℃，但冰未熔化成水，需要多少热量?如果这些热量是由温度从50℃降低到10℃的水来供给的,需要多少克50℃的水?
（二）、当堂检测
1. 下列说法中错误的是（ ）。
A．只要对物体做功，物体的内能就一定增大B．做功和热传递对改变物体的内能是等效的
C．0℃的物体也具有内能 D．物体的温度升高，分子热运动加剧，具有的内能增大
2.下列现象中，能说明分子间存在着斥力的是（ ）。
A．铁棒折断后不能自然对接在一起 B．固体很难被压缩
C．气体容易被压缩 D．磁铁与磁铁之间有时相互排斥
3.下列现象中不能说明分子用不停息地做无规则运动的是( )
A．太阳光下扫地时,能看到尘土飞扬 B．香水瓶子打开盖后,满屋充满香味
C．糖放入水中后不久,整杯水都变甜 D．衣箱里的卫生球不断变小,衣服充满卫生球味
*4. 在右图中，甲、乙两图所示的是内燃机一个工作循环中的两个冲程，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图是做功冲程，是将内能转化为机械能； B．甲图是压缩冲程，是将内能转化为机械能；
C．乙图是做功冲程，是将内能转化为机械能；D．乙图是压缩冲程，是将机械能转化为内能。
5.在下图所示的各种现象中，主要说明分子间存在引力的（ ）


6、两物体之间没有发生热传递，是因为它们具有相同的（ ）
A、热量 B、温度 C、内能 D、比热容
7、下列各种情况中，物质的比热容会变化的是（ ）
A．一杯水倒掉一半 B．水凝固成冰
C．0℃的水变成4℃的水 D．将铁块熔成铁球
8、水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，关于它的含义，下列说法中正确的是（ ）
A．1kg的1℃的水含有的热量是4.2×103J
B．1kg的水温度升高到l℃时，吸收的热量是4.2×103J
C．1kg的水温度升高l℃时，吸收的热量是4.2×103J
D．1kg的水温度升高l℃时，放出的热量是4.2×103J
9、下列说法中正确的是（ ）
A．水在温度降低时，放出的热量与水的质量和水的温度有关
B．水在温度降低时，放出的热量仅与水的质量有关
C．水在温度降低时，放出的热量仅与水的温度有关
D．水在温度降低时，放出的热量与水的质量和温度降低的度数有关
10、关于物质的比热容，下列说法中错误的是（ ）
A．单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容
B．单位质量的某种物质，温度降低1℃放出的热量在数值上等于这种物质的比热容
C．某种物质吸收或放出的热量越多，比热容也越大，比热容与热量有关
D．各种物质都有自己的比热容，比热容是物质的特性，只与物质本身有关
11、有甲、乙两个物体，它们的质量之比是3:1，吸收的热量之比是2:1，升高的温度之比是5：3，则甲、乙两物质的比热之比是（ ）
A．10:1 B．1:10 C．2:5 D．5:2
12. 火柴可以点燃，也可以擦燃，前者是用 的方法使火柴燃烧起来，后者是用 的方法使火柴燃烧起来。这两种方法都可以用来改变物体的 。
13.两滴水银靠近时，能自动结合成一滴较大的水银，这一事实说明分子间存在着 。将盐放入水中，能使水变咸，这是 现象，这一现象表明 。
*14. 常见汽油机工作时，一个工作循环有_________个冲程，包括；_________、_________、_________、_________。在一个工作循环中，活塞往复_________次，曲轴转动________ 周，燃气做功_________次。
15、铁锅中放有3千克的水,把它从15℃加热到90℃需要多少热量?
16、把质量为500g，温度为40℃的铝块加热到100℃，铝块吸收了多少热量？如果这些热量用来给水加热，能使多少20℃的水升高到40℃？（C铝=0.88×103J/(kg·℃)）
【提高训练】
1．下列说法中正确的是（　 　）
A．液体吸收热量，温度一定升高
B．液体的沸点随液面上方的气压增大而降低
C．组成物质的分子之间的引力和斥力是同时存在的
D．组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
2．空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置．其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量Q，消耗的电能为W，通过热交换使水吸收的热量为Q吸，即Q吸=Q+W，所以它的热效率（Q吸/W的值）可以达到300%～500%．已知某型号空气能热水器的热效率为400%，电功率为1400W，当用此热水器将100kg的水从15℃加热到55℃时[水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg]．求：（1）水吸收的热量； （2）水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所释放的热量； （3）空气能热水器完成上述加热过程所用的时间．
3.将一勺热水倒入盛有一些冷水的保温容器内，使得冷水温度升高5℃．然后又向保温容器内倒入同样一勺热水，水的温度又上升了3℃．如果再连续倒入10勺同样的热水，则保温容器内的水温度还得升高多少摄氏度（保温容器吸收热量忽略不计）
【课后练习】
1.布朗运动是 国植物学家布朗首先观察到的，它反映了 分子的无规则运动。
2. 将一段粗金属丝反复多次地弯折后，金属丝弯折处的温度将________。这是用_____________的方法来改变物体的内能，此过程中________能转化为____________能。而要达到同样的效果还可以采取的方法是 。
3.八月桂花遍地开时，很远就能闻到桂花的芳香，这是一种 现象，说明 。气温较高时，花香能传播得更远，这是因为 。
*4. 热机的广泛应用标志着人类大规模利用动力时代的到来。图是热机工作的 冲程，在活塞上升过程中，气缸内气体的温度将 ；在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个辅助冲程要靠飞轮的 来完成。热机工作时要产生大量的热，通过水循环将热量带走，用水循环降温主要是水的比热容较 。
5. 从内能、热量和温度中选择一个恰当的物理量填在下边的空线上：
⑴ 热水放热的“热”是指_____ ___。
⑵ 热水太热的“热”是指__ ______。
⑶ 摩擦生热的“热”是指______ __。
(4) 天气太热的“热”是指 。
6. 在下列现象中不能表明分子在不停地做无规则运动的是（ ）
A．洒在水泥地上的水，过一会儿会蒸发了
B．倒一些酒精在盘子里，一会儿满房间都能闻到酒精味
C. 从门缝中射进一束阳光，可以看到尘埃在空气中漂浮
D．把盐放入一杯水中，过些时候整杯水都变咸了
7.抗非典时期，对一些防护措施的物理解释正确的是（ ）
A．学校用消毒液擦拭门窗后，可以闻到一些气味，这是升华现象
B．学校用消毒液擦拭门窗后，可以闻到一些气味，这是凝华现象
C. 有些家庭用醋熏房间，加热使醋温度升高，醋分子的无规则运动减慢
D．有些家庭用醋熏房间，加热使醋温度升高，醋分子的无规则运动加剧
8. 下列现象与物理知识相对应的是( )
A．深秋早晨的雾——液化 B．磁铁能吸引大头针——分子间存在引力
C．灰尘在空中飞舞——分子在永不停息地运动 D．冬季人们常用热水袋取暖——做功改变物体内能
*9. 一台四冲程内燃机飞轮转速为1800 tad／min，它1 s完成了（ ）?
A．30个冲程，做了30次功 ? ? B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功 ? D．60个冲程，做了15次功
10、很多机器在工作时温度升高，为保护机器，往往用水来冷却，用水冷却的最主要原因是（ ）
A．水的比热容大 B．水放出的热量多
C．水的温度低 D．水容易取，不需花钱买
11、 铝的比热容是0.88×103J/(kg·℃)。由此可知（ ）
A．1kg的铝温度升高1℃时吸收的热量是0.88×103J
B．1kg的铝温度升高l℃时吸收的热量是0.88×103J/(kg·℃)
C．1kg的铝温度降低到1℃时放出的热量是0.88×103J
D．1kg的铝温度升高到1℃时吸收的热量是0.88×103J
12、冷水的质量为m，温度为t1，吸收一定的热量后，温度升高到t；另有质量为2 m热水，放出同样多的热量后，温度也降到t，那么热水原来的温度为（ ）
A. B. C. D.
13、质量相等的金属块A和B，放在沸水壶中煮10分钟后取出，马上分别投入质量相同、温度相同的两杯水中，到两杯水的温度不再上升时，测量发现放入A的水温高于放入B的水 温，则（ ）
A、金属块A的比热容大 B、金属块A原来的温度高
C、金属块A有较多的热量 D、金属块A有较好的导热性
14、随着科技的发展，现在太阳能热水器的效率越来越高，不少单位、家庭安装了太阳能热水器。安全、清洁的太阳能的利用，节约了大量的常规能源。假设一太阳能热水器内装有100kg，初温是30℃的水，在阳光照射6h后，水温升高到80℃，则热水器内的水吸收了 J的太阳能。
15、我国许多城市中建有大型绿地，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，盛夏时节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖水的质量为1.0×107kg，水温升高2℃，则湖水吸收的热量为 J。若这些热量被同等质量的沙石吸收（c沙16、下表提供的信息中，得出几个结论，你知道是那几个结论吗？写出3个。
水4.2×103
干泥土0.64×103
酒精2.4×103
铜0.39×103
冰2.1×103
铝0.88×103
煤油2.1×103
铅0.13×103
水银0.14×103
砂石0.92×103
① 　　　
② 　
③ 　
17、太阳能热水器内盛有25OC的水20kg，在阳光照射下水温升高到55OC，试计算这些水吸收了多少热量？（C水=4.2×103J/( kg·℃)
18、质量为500g的金属块温度从80℃降低到30℃时放出的热量是3.25×103J。问该金属的
比热容是多大?
19. 小红学习了热学知识后，知道水的比热容为4.2×103J/〔kg·℃〕，她想估算一下她家每天烧水、做饭需要的热量，于是小红仔细记录了她家每天烧水、做饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水的时间，相当于每天将30kg、20℃的水烧开。（在标准大气压下）
　（1）小红家每天烧水、做饭、炒菜需要多少热量？
　（2）如果每燃烧1千克的普通煤可以放出3×107J的热量，那么小红家每天烧水、做饭、炒菜需要多少千克的煤？
（3）试评析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些？
20、为了研究物质的某种特性，某小组同学先做如下实验：
他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100g和200g的温水，实验时让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水温随时间变化的情况。记录数据分别如表一、表二所示。（设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等。）
表一 m1=100g
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
14
16
温度/℃
36
35
34
33
32
31
30
30
30
降低温度/℃
0
1
2
3
4
5
6
6
6
表二 m2=200g
时间/min
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
温度/℃
36
35
34
33
32
31
30
29
28
28
降低温度/℃
0
1
2
3
4
5
6
7
8
8
分析比较表一和表二中数据可知，实验时，两杯水所处环境的温度是 （相同/不同）的。
分析比较表一和表二中第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是__ 。
分析比较表一和表二中第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初步结论是______ 。
进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，还可得出的初步结论是__ 。

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