高中化学《内能》教案4 新人教版选修3-3

用心 爱心 专心1 课题 课题 9 4 9 4 内能内能 教学目的 1 知道什么是分子的动能 知道温度是物体分子的平均动能的标志 2 知道什么是分子的势能 了解决定分子势能的微观因素和宏观因素 3 掌握物体内能的概念 知道内能和那些宏观因素有关 4 了解改变内能的两种方式 教学重点 物体的内能 决定内能的宏观因素 教学难点 分子势能变化和分子力 分子间距的关系 教学过程 每种运动形式对应着一种能 例如机械运动对应着机械能 电荷的运动对应着电能 构成物 体的大量分子在永不停息地做无规则运动 这种分子热运动所对应的能量就是我们今天要学的物体的 内能 一 分子的动能 温度 做热运动的分子具有动能 但由于分子运动的速率有大有小 各个分子的动能并不相同 在研究 热现象中人们所关心的不是个别分子的情况 而是大量分子表现出来的集体行为 因而我们引入一个 新的概念 分子热运动的平均动能 物体中所有分子动能的平均值 我们知道 分子热运动与温度有关 温度越高 运动越激烈 分子热运动的平均动能就越大 所 以 温度的高低直接反映了物体内部分子热运动的情况 物体温度的升高和降低标志着物体内部的分 子热运动的平均动能的增加和减小 所以 温度是物体分子热运动的平均动能的标志 事实证明 分子的平均动能只由温度决定 初中阶段我们定义温度表示物体的冷热程度 冷的物体温度低 热的物体温度高 这是大家对温 度的感性认识 那么温度的高低是由什么来决定的呢 温度的本质是什么呢 温度是由系统内部热运动的状态来决定的物理量 温度越高 分子作无规则的运动程度越激烈 所以从本质上来讲 温度标志者物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度 强调 温度是物体分子热运动的平均动能的标志 不是物体分子热运动的动能的标志 分子的动能 物体 所含分子数 分子的平均动能 温度是大量分子热运动的集体表现 含有统计的意义 对于单个分子温度没有意义 不同物体 如果温度相同 则分子的平均动能相同 但由于不同物质分子的质量不同 所以分子运 动的平均速度大小不同 分子的平均动能和物体做机械运动的速度无关 由于分子间有相互作用力 所以当改变分子间距离时 分子力将要做功 做功必然要伴随着能量 的变化 所以 分子间也存在着由分子间的相对位置决定的势能 分子间的势能和弹性势能类似 二 分子的势能 定义 由分子间相互作用力和相对位置所决定的势能叫分子势能 分子的势能与分子间的距离有关系 分子间距离 r 发生变化 会引起分子势能发生变化 分子间 距离变化的宏观体现是物体的体积变化 所以 物体体积发生变化也就决定了分子势能的变化 分子的势能由物体的体积决定 注意 不能简单的理解分子势能随物体的体积的增大而增大或随体积的增大而减小 例 同质量的 0 的冰和 0 的水相比 0 的冰比 0 的水的体积大 但 0 的冰的分子势能却比 0 的水的分子势能小 三 物体的内能 定义 物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和 物体的内能与物体的温度 体积有关系 用心 爱心 专心2 说明 一切物体都是由永不停息的做无规则运动的分子组成 所以任何物体都有内能 物体的内能不会为 零 和讨论重力势能一样 我们能确定的只是内能的变化 要测得系统某一状态内能的绝对值是不可能 的 只有在标准参考态的内能值确定后 才能得到相对于标准参考态的某状态的内能值 内能与机械能的区别 物体的内能是与物体分子的热运动相对应的 而机械能是与物体的机械运动 相对应的 内能与机械能之间无联系 注意 内能与热量的区别 内能是一个状态量 系统状态确定 系统的内能也随之确定 一个物体在不同的状态下具有不同的 内能 热量是一个过程量 他表示由于热传递而引起的变化过程中的转移的能量 即内能的改变量 如果没有热传递 就无所谓热量 但此时物体有一定的内能 所以我们只能说 某物体在某温度 时具有多少内能 但不能说 某物体在某温度时具有多少热量 四 改变内能的两种方式 做功可以改变物体的内能 外界对物体做功 物体的内能增加 实例 1 在一个厚壁玻璃筒里放一块棉花 迅速压下活塞 可以看到棉花燃烧起来 分析 压缩气体做功 气体的内能增加 即消耗了人体的化学能转化了内能 棉花温度升高燃烧起来 实例 2 摩擦生热 物体对外界做功 物体的内能减少 实例 3 厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针 另一端有一可移 动的胶塞 用卡子卡住 用打气筒慢慢向容器内打气 增大容器内的压强 当容器 内的压强增大到一定程度时 读出灵敏温度计的示数 打开卡子 让气体冲开胶塞 后 再读出该温度计的示数 实验时可以观察到 胶塞冲出容器后 温度计的示数 明显变小 分析 气体对外做功 内能减少 即气体的内能转化成胶塞的机械能 空气迅速膨胀使温度降低的实验在实际中有很多应用 如空调机 电冰箱和热机都 是利用这个道理工作的 总结 做功改变物体的内能的过程是其他形式的能与内能相互转化的过程 外界对物体做多少功 物 体的内能就增加多少 物体对外界做多少功 物体的内能就减少多少 做功改变物体的内能过程中 内能变化的多少用做功的数值来量度 热传递可以改变物体的内能 热传递有辐射 传导 对流三种方式 请举出热传递使物体内能变化的实例 热传递改变物体内能的过程是物体间内能的转移过程 物体吸收多少热量 物体的内能就增加多 少 物体放出多少热量 物体的内能就减少多少 热传递改变物体的内能过程中 内能变化的多少用 热量来量度 改变物体内能的物理过程有两种 做功和热传递 做功与热传递的区别和联系