改變內(nèi)能的兩種方式

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

改變內(nèi)能的兩種方式
目的
1.通過實例和演示實驗,使學(xué)生認(rèn)識做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩個物理過程。
2.了解做功和熱傳遞就改變內(nèi)能的效果說雖然是等效的,但它們之間是有本質(zhì)區(qū)別的。
3.理解熱傳遞和做功在改變物體內(nèi)能時里等效的物理意義,并能計算有關(guān)問題。
教 具
熱功互換器;壓縮空氣引火儀。
重點(diǎn)
熱功當(dāng)量。
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)舊知識
提問:正在繞地球運(yùn)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(guān)?
應(yīng)答:衛(wèi)星具有內(nèi)能和機(jī)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(zhì)量和運(yùn)動速度,衛(wèi)星的勢能決定于它的質(zhì)量和與地球或其他星球間的距離,衛(wèi)星的內(nèi)能大小與它的溫度和體積有關(guān)。
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(nèi)能能否改變呢?
二、引入新
1.教師以實例說明物體的內(nèi)能是可以改變的。如將一鐵釘在火上燒,鐵釘?shù)臏囟壬吡,其?nèi)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(yùn)動加快,使得物體內(nèi)分子平均動能增加。
又如將一杯水放在室內(nèi),水溫逐漸降低,物體的內(nèi)能減小了。
演示:在熱功互換器內(nèi)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(nèi)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(nèi)能增加的結(jié)果。
再請學(xué)生舉一些內(nèi)能改變的實例,并回答衛(wèi)星的內(nèi)能是否能改變的問題。
2.教師引導(dǎo)學(xué)生研究,通過怎樣的物理過程才使物體的內(nèi)能改變?
請學(xué)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(nèi)能改變的,熱功互換器的實驗是通過做功使物體內(nèi)能改變的。
小結(jié):能夠改變物體內(nèi)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(nèi)放入一塊硝化棉。
提問:用什么方法可以將這塊硝化棉點(diǎn)燃?
應(yīng)答:可用火柴點(diǎn)燃(熱傳遞的方法)。
演示:將活塞向下猛按,使管內(nèi)空氣急劇壓縮而溫度升高,硝化棉被點(diǎn)燃(外力做功的方法)。
小結(jié):以上說明做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)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(nèi)能上是等效的,它們在本質(zhì)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(yùn)動跟系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動之間的轉(zhuǎn)換,從而改變物體內(nèi)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(tǒng)以外物體的分子無規(guī)則運(yùn)動跟系統(tǒng)內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動之間的轉(zhuǎn)移,從而改變物體的內(nèi)能。
由此可見,它們的區(qū)別也就是做功使物體內(nèi)能的改變是其他形式的能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化,熱傳遞則是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
三、鞏固練習(xí)
1.初中學(xué)過“熱量是物體吸收或放出熱的多少!睂W(xué)過本節(jié)后你對熱量有什么新的認(rèn)識?
應(yīng)答:物體吸熱或放熱的過程是熱傳遞的過程,也就是物體內(nèi)能增減的過程,物體內(nèi)能改變了多少可用熱量顯度。
四、布置作業(yè) 略

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