改變內能的兩種方式

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二 來源: 高中學習網

改變內能的兩種方式
目的
1.通過實例和演示實驗,使學生認識做功和熱傳遞是改變物體內能的兩個物理過程。
2.了解做功和熱傳遞就改變內能的效果說雖然是等效的,但它們之間是有本質區(qū)別的。
3.理解熱傳遞和做功在改變物體內能時里等效的物理意義,并能計算有關問題。
教 具
熱功互換器;壓縮空氣引火儀。
重點
熱功當量。
教學過程
一、復習舊知識
提問:正在繞地球運行的衛(wèi)星具有哪幾種能量?這幾種能量的大小與哪些因素有關?
應答:衛(wèi)星具有內能和機械能——衛(wèi)星的動能跟衛(wèi)星跟地球及其他星球間的相互作用的勢能。動能的大小決定于衛(wèi)星的質量和運動速度,衛(wèi)星的勢能決定于它的質量和與地球或其他星球間的距離,衛(wèi)星的內能大小與它的溫度和體積有關。
提出:衛(wèi)星的速度和與地球間的距離變化了,衛(wèi)星的動能和勢能就變化,衛(wèi)星的內能能否改變呢?
二、引入新
1.教師以實例說明物體的內能是可以改變的。如將一鐵釘在火上燒,鐵釘的溫度升高了,其內能也隨著增加了。因為物體受熱時膨脹,使分子間距加大,分子勢能增加,同時分子運動加快,使得物體內分子平均動能增加。
又如將一杯水放在室內,水溫逐漸降低,物體的內能減小了。
演示:在熱功互換器內裝一半乙醚,用軟木塞蓋緊,并將銅管固定后用軟繩與銅管摩擦,管內乙醚不久便會沸騰將軟木塞頂開。
分析:乙醚蒸氣會將塞子沖開是因為人克服摩擦做了功,使管子和乙醚溫度升高,內能增加的結果。
再請學生舉一些內能改變的實例,并回答衛(wèi)星的內能是否能改變的問題。
2.教師引導學生研究,通過怎樣的物理過程才使物體的內能改變?
請學生分析上述實例、實驗及他們自己所舉的例子,歸納出,象鐵釘、熱水是通過熱傳遞使物體內能改變的,熱功互換器的實驗是通過做功使物體內能改變的。
小結:能夠改變物體內能的物理過程有兩種:做功和熱傳遞。
3.教師用壓縮空氣引火儀,將活塞拿出,在原玻璃筒內放入一塊硝化棉。
提問:用什么方法可以將這塊硝化棉點燃?
應答:可用火柴點燃(熱傳遞的方法)。
演示:將活塞向下猛按,使管內空氣急劇壓縮而溫度升高,硝化棉被點燃(外力做功的方法)。
小結:以上說明做功和熱傳遞在改變物體內能上可以收到相同的效果。
5.提問:做功和熱傳遞對改變物體內能上是等效的,它們在本質上是否一樣呢?
分析做功是通過物體的宏觀位移完成的,所起的作用是物體的有規(guī)則運動跟系統內分子無規(guī)則運動之間的轉換,從而改變物體內能。
熱傳遞是通過分子之間的相互作用完成的。所起的作用是系統以外物體的分子無規(guī)則運動跟系統內部分子無規(guī)則運動之間的轉移,從而改變物體的內能。
由此可見,它們的區(qū)別也就是做功使物體內能的改變是其他形式的能和內能的轉化,熱傳遞則是物體間內能的轉移。
三、鞏固練習
1.初中學過“熱量是物體吸收或放出熱的多少。”學過本節(jié)后你對熱量有什么新的認識?
應答:物體吸熱或放熱的過程是熱傳遞的過程,也就是物體內能增減的過程,物體內能改變了多少可用熱量顯度。
四、布置作業(yè) 略

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