内能与热机

1 / 17 内能与热机 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第十二章内能与热机 第一节温度与内能 学习目标 1.了解温度计的结构和测量原理。 2.学会正的确的使用温度计，学会摄氏度的读法和写法。 3.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 4.知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量，温度升高（降低），内能改变。 5.了解热量的概念，热量的单位是焦耳。 6.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。 学时安排 本节用 2 学时，第一学时学习温度及测量，第二学时学习内能、 改变内能的方式及热量。 第一学时 课前准备 1.家庭实验 自制空气温度计： 材料：带橡胶盖的玻璃瓶子（一些口服液的瓶子），废旧圆珠笔芯（或细玻璃管），自制红水（红墨水之类）。 方法：在瓶里装 1/3 左右的红色水；把废旧圆珠笔芯穿过橡2 / 17 胶盖；把笔芯插入瓶底塞紧瓶塞（最好用胶或蜡把管和塞之间封死，防止漏气）；通过笔芯向瓶内轻轻吹气到红色水在管内的水位恰当为止；把制作好的装置的小瓶放到热水和冷水中观察管内红色水柱的变化。 2.收集信息 （ 1）用家里的函数表分别测出早上 7： 00、中午 12： 00 和晚上 17： 00 的气温并记录下来。（ 2）听取天气预报记录三个城市的天气预报。 3自带物品 自制空气温度计 4预习记录 通过预习课文，你学会了什么，有哪些疑问，请简要记录下来： 合作探究 一、温度 活动 1： 春夏秋冬四季在不停的变换。春天，柳枝飞扬；夏天，酷暑难耐；秋天，层林尽染；冬天，银装素裹。想一想：冬天和夏天的感觉有什么不同？ 冷到什么程度，热到什么程度，天气预报是如何表示冷热程3 / 17 度的？ 阅读课本 22 页温度部分及加油站。 二、温度的测量 活动 2：桌子上有三 只烧杯，分别装有热水、温水和冷水，把左右手的一只手指分别放入热水和冷水中稍停留一会，再同时把这两只手指放入温水中，两个手指的感觉是否一样呢？凭感觉能否判断温度的高低，是不是一定可靠呢？ 活动 3：和周围其他同学展示自己制作的温度计，交流制作过程并进行相互评价，并讨论为什么你的 “ 温度计 ” 的小瓶放入热水中管内的液面会上升，放入冷水液面会下降呢？观察老师提供的几种液体温度计的机构特点，结合你的空气温度计讨论液体温度计的制作原理是什么呢？ 活动 4：阅读下面表格思考、讨论为什么有的温度计中的液体用酒精而 有的温度计用水银呢？ 物质熔点（ ）沸点（ ） 水银 -39357 酒精 - 活动 5：温度计的正确使用方法 阅读课本 23 页了解温度计的使用方法，并试着用温度计测量水的温度。说明 本活动的主要目的是要学生从自身体会了解到温度是4 / 17 表示冷热程度的，越热的物体温度越高，越冷的物体温度越低。（此活动以多媒体相配合效果更佳） 温度的单位学生在小学自然中已有基础可通过阅读自学完成，但要注意纠正学生的错误读法。 该活动主要是让学生体会到要准确判断温度需要测量。 该活动中教 师要做好引导工作。 温度计的使用及示读也是本节课的重点，一定要通过学生的亲自测量牢固掌握。 第二学时 课前准备 1复习回忆 （ 1）物质是由 _构成的，构成物质的分子在永不停息的做 _；分子之间有 _；分子间还有相互 _。 （ 2）什么是动能，什么是重力势能，什么是弹性势能，什么是机械能？ 2预习记录 通过预习课文，你学会了什么，有哪些疑问，请简要记录下来： 合作探究 5 / 17 三、内能 活动 6：把构成物质的分子与运动的足球相类比。 空中飞行的足球由于运动而具有 _能，构成物质的分子也做着永不停息无规则运动，所以分子也具有 _能；空中的足球由于有高度受到地球的吸引力而具有势能，分子之间有间隔而且相互之间有作用力，所以分子也具有 _；足球所具有的动能和势能的和是机械能；那构成物质所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。但机械能与整个物体的机械运动有关，在特定情况下有可能为零；物体的内能与物体内分子的运动有关，物体内所有分子都不停做无规则运动，所有的 物体都具有内能。 活动 7：分别向盛有热水和冷水的烧杯中滴入一点红色墨水观察它们的扩散有什么不同？ 现象：，说明分子运动的快慢与 _有关，温度越高，分子运动的越；因此，物体内能的大小与 _有关，同一物体的温度越高内能越 _。 四、改变内能的方法 活动 8：思考回忆：冬天手很冷时，你都是通过什么的方法使手暖和起来的？这些方法有什么不同？ 1、双手用力相互搓一搓，双手有什么感觉？ 实验并观察：在一个配有活塞的后玻璃筒中放一团有乙醚的小棉花，用力把活塞迅速压下去。你会观察到 什么现象？为6 / 17 什么？ 向下压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内的空气_。棉花燃烧起来表明筒内的空气内能 _，温度_，达到棉花的着火点。 将一根铁丝快速反复弯折多次，铁丝弯折处就会发热，铁丝的温度 _，内能 _。 这些实验都表明对物体做功可以使物体的内能 _。 2、实验并观察：在瓶内（或中号试管）装入少量的水，用带有玻璃弯管的塞子稍塞紧，用打气筒向管内充气，当塞子被冲出时观察管口发生的现象。 瓶塞被气体冲出，气体对瓶塞 _，内能 _，温度 _，水蒸气遇冷凝聚成了小水滴。该实验现象说明了物体对外做功，内能 _。 上述实验表明可以通过 _的方法改变物体的内能， 物体对外做功，内能 _，对物体做功，物体的内能_。 活动 9：阅读课本 25 页探究 2 及加油站，并说出我们冬天常采用的取暖方式，讨论改变内能的另一种方法热传递。 五、热量 7 / 17 阅读课本 25 页热量部分。 第二节科学探究：物质的比热容 学习目标 1.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自然现象。 3.能根据比热容进行简单的热量计算。 学时安排 本节用 2 课时，第 1 学时认识比热容，用比热容解释简单自然现象，第 2 学时根据比热容进行简单的热量计算。 课前准备 1.收集信息 （ 1）在家中观察：同样烧开一壶水和半壶水 ,哪个需要的时间长？ （ 2）加热同一壶水，让水温升高 10 和升高 20 需要的时间一样吗？ 2.预习记录 通过预习课文，你学会了什么，有哪些疑问，请简要记录下来。 合作探究 一、探究物质吸热多少与物质质量的关系 活动 1 回忆收集的信息， 同样烧开一壶水和烧开半壶水哪个时间8 / 17 长？ 填一填 物质吸热的多少与 _有关， _越大，吸收的热量越多 二、探究物质吸收热量的多少与升高温度的关系 活动 2 回忆收集的信息，让同样质量的水温度升高 10 和 20 ，哪个吸热多？ 填一填 物质吸热的多少与 _有关， _越高，吸收的热量越多。 （温度变化用 t 表示） 三、探究物质吸热的多少是否与物质种类有关？ 活动 3 1 提出问题 你认为物质吸热的多少还与什么因素有关 ? 2 猜想与假设 根据你的生活经验，提出你的猜想 3 制定计划和设计实验 (1)讨论：要探究物质吸热的多少是否与物质的种类有关， 应保持 _和 _不变， 9 / 17 改变 _，比较 _。 （ 2）根据以上思路，设计实验 器材：两个相同的加热器、两支温度计、两个大烧杯、搅拌器、水、煤油 思考讨论 (1)实验中，为什么要用相同的加热器？吸热的多少通过什么来体现？ (2)在实验中要测量哪些物理量？怎样测量？ 1.进行实验，收集数据 序号液体 名称液体 初 温 （ ） 2min4min6min 温度 （ ） t （ ）温度 （ ） t （ ）温度 ()t （ ） 1 水 10 / 17 2 煤油 2.分析论证，得出结论 填一填 相同质量的同种物质，吸收相同的热量，升高的温度是_ 相同质量的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度是_ 四、比热容概念的建立 活动 4 1.概念： (1)查表：水的比热容是 _ (2)物理意义 _ (3)其他信息 _ 五、比热容的在生活中的应用 活动 5 讨论： :(1)冬天为什么用热水袋取暖？汽车冷却剂为何用水？ （ 2）你知道为什么沙漠地区昼夜温差大吗？ 让学生类比密度、压强等概念的建立得出比热容的概念 应用两个练习加强学生对概念的应用 11 / 17 第二学时 课前准备 预习记录 通过预习课文，你学会了什么，有哪些疑问，请简要记录下来 合作探究 一公式推导 活动 1 1.水的比热容是多少 ？物理意义是什么 ? 的水温度升高 1 吸收的热量是多少？ 的水温度升高 1 吸收的热量是多少？ 的水温度升高 1 吸收的热量是多少？ 的水温度升高 2 吸收的热量是多少？ 的水温度升高 t 吸收的热量是多少？ 的水温度升高 t 吸收的热量是多少？ 8.如果换用其他的物质呢？ 填一填 热量的计算公式 _ 各物理量的单位分别是 _ 二热量的计算 活动 2 12 / 17 要把 2kg 的水从 20 加热到 100 ，至少需供给多少热量？ 活动 3 质量是 100kg 的钢锭，温度从 103 降到 30 ，放出多少热量？ 说明 本节安排的活动较少，留出适当时间让学生做一些巩固练习 该问题的引入通过双边活动进行 第三节内燃机 学习目标 1.知道内燃机是热机的一种，通过模型或挂图了解汽油机、柴油机的构造及工作原理，了解汽油机和柴油机的主要区别。 2.能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。 课前准备 1家庭实验 在家中用水壶烧水，观察水烧开时壶盖的情况。思考：是谁把壶盖顶起的？能量是如何转化的？ 2预习记录 通过预习课文，你学会了什么。有哪些疑问，请简要记录下来。 13 / 17 合作探究 一、热机与内燃机 活动 1：下图是使用热机作为动力的现代交通工具，通过对四幅图的分析你认为热机应具备什么特点？ 热机： 活动 2：讨论：为什么有的热机叫内燃机？最常见内燃机有哪几种？ 二、汽油机及工作原理 1、认识汽油机 活动 3：看教材图 12 21，认识汽油机各部分的构造，并将主要部 件的名称填在左图中。 2、了解汽油机的工作原理 活动 4：看教材图 12-22 讨论：这四个冲程中能量是如何转化的？汽油机在做功冲程中是如何点火的？并将四个冲程的名称及各冲程的特点填在下图中。 三、柴油机及工作原理 1、认识柴油机 活动 5：看教材图 12-23，指认柴油机各部分的名称。和同学交流柴油机与汽油机的构造相同点和不同点。 2、了解柴油机的工作原理 14 / 17 活动 6：看图 12 24 通过讨论和交流，了解柴油机的工作原理，并将汽油机与柴油机的不同点填入下表。（可根据交流情况再 补充内容） 课堂小结：本节课学到了哪些知识？用到了哪些方法？ 交通工具中的发动机就是热机。 关注能量的转化 注意进气门、排气门的开关和活塞的运动情况。 重点关注与汽油机不同的部分 学会用对比法学习物理知识 给学生发挥的空间 第四节热机效率和环境保护 学习目标 1从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同，建立燃料热值的概念。 2能利用燃料的热值表计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量。 3了解热机工作时 能量的主要流向，对热机效率有初步的15 / 17 认识，大致说出提高热机效率的途径。 4能从生活中体会到燃料燃烧的重要性和广泛性，同时还要注意到燃料燃烧所产生的排放物对环境的影响，培养学生自觉的环抱意识。 课前准备 1收集信息 通过对生活的观察和了解，收集各种燃料的名称。如：汽油、煤炭、天然气、煤气、干木柴、植物秸秆等，并了解这些燃料时如何被使用的？将这些信息记录下来，准备课上与同学交流。 2预习记录 通过预习课文，你学会了什么，有哪些疑问，请简要记录下来： 合作探究 一、燃料的热值 活动 1：观察下列图片，交流回答问题 1以上材料具有哪些共性的特征？ 2你能将它们根据一定的标准分类吗？如何分类？ 3若想将一壶水烧开，你有哪些燃料可以选择？ 4在这些燃料中，你认为利用哪种原料用量最少？为什么？ 活动 2：阅读教材燃料的热值知识栏目中的内容，完成16 / 17 下面的问题 二、热机效率 活动 3：认真阅读教材图 12-27，回答下列问题 1热机工作时，主要的能量损失表现在哪些方面？ 2你有几种表达热机效率的方法？写出来与同学交流。 3我们可以从哪些方面做工作来提高热机效率？ 4在家庭中，我们经常用天然气灶来烧开一壶水。你能否仿照教材中的事例，画出这一过程的能流图