第十二章内能与热机

1、第十二章 内能与热机第一节 温度与内能教学目标：1、知识与技能（1）知道温度的概念，能说出生活环境中常见的温度值（2）了解液体温度计的工作原理，会用液体温度计测量温度（3）了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系，知道做功和热传递可以改变物体的内能（4）了解热量的概念2、过程与方法（1）掌握温度计的使用方法，尝试对环境温度发表自己的见解（2）通过探究找到改变内能的两种方法教学重点难点：1、重点：内能、热量概念的建立，改变物体内能的途径，能正确使用液体温度计测量温度2、难点：能用类比法建立内能的概念，而又不会将内能与物体机械能相混淆教学设计：（第一课时）导入：冷与热与我们的生活有密切的关系，远

2、古时代，人们就学会用火来取暖，到今天为止，人们已经离不开热的利用了。进行新课：一、温度与温度计1、温度：温度表示物体的冷热程度，常用单位：摄氏度（），国际单位：开（K）实验活动：在左手上擦上热水，右手涂上酒精，我们会感到左手热右手冷教师：刚才的实验我们只能大概的感知冷和热，要准确的判断和测量温度，就要选择科学的测量工具-温度计2、温度计展示常见温度计：温度计、寒暑表、体温计原理：利用液体的热胀冷缩使用方法：参考教材P27图126，学生总结点拨：注意量程，认清分度值；玻璃泡浸没在被测物体中，不要碰到容器壁和底部；读数时玻璃泡必须留在被测液体中学生活动：用温度计测量冷水和热水的温度并准确记录数据交

3、流讨论：医生在给病人测量体温时，首先要将体温计用力甩几下，读数时将体温计拿出来读数，这和一般的温度计的使用方法不同，这是为什么？点拨：体温计和一般温度计的构造不同，其示数只能升高，不能降低。医生用力甩是利用惯性将液体甩下去思考：某体温计的示数为38，医生使用时忘记甩，用此体温计测量实际体温为37和39人的体温，示数分别为多少？点拨：由体温计的特点，其示数只能升高不能降低，测量的结果分别为38和39二、物体的内能复习提问：1、什么叫做动能、重力势能、机械能？ 2、动能与重力势能的大小取决于什么？ 3、分子动理论的内容是什么？交流讨论：物体由于运动具有动能，举高的物体具有重力势能，那么，分子在不停

4、的运动，分子间具有相互作用力，分子是否也具有动能和势能呢？点拨：分子由于运动具有动能，分子间有相互作用力，所以分子间具有势能板书：内能：物体内所有分子由于热运动具有的动能，以及分子间的势能的总和叫做物体的内能。单位：焦耳（J）交流讨论：一切物体都具有内能吗？点拨：物体由分子组成，由分子动理论，由于分子在不停的运动，所以分子具有动能；分子间存在相互作用力，所以分子间具有势能，那么，一切物体具有内能交流讨论：内能与机械能有何不同？点拨：机械能等于物体的动能加上物体的势能，可以等于零；内能是物体内分子的动能加上分子间的势能，一定不为零交流讨论：内能的大小与那些因素有关？课件展示：分子运动的剧烈程度与

5、温度的关系点拨：四、 温度越高，分子运动越快，分子的动能越大，内能越大。所以对同一物体，温度升高，内能增大，温度降低，内能减小对同一物质，质量越大，分子数目越多，所以分子动能与势能的总和越大，内能越大当物体的体积状态发生变化时，分子的间隙会变化，所以分子的势能会改变，内能变化习题巩固：1、关于物体的内能，下列说法正确的是A物体运动速度越快，具有内能越多B 静止的物体没有内能也没有势能C 静止的物体没有动能但有内能D 火红的铁块具有内能，冰凉的冰块具有内能，一切物体都具有内能2、关于温度、内能、热量，下列说法正确的是A 物体温度越高，所含热量越多B 温度高的物体，具有内能一定大C 0的冰块内能一

6、定为零D 温度相同的两物体间不会发生热传递3、下列说法正确的是A 物体的温度降低，它的热量一定减少B 物体吸收热量，温度一定升高C 物体温度升高，其内能一定增加D 两物体的温度相等，它们的内能一定相等作业：完成导学精炼教学反思：（第二课时）复习：1、内能的概念是什么？内能的大小取决于那些因素？ 2、内能和机械能有何区别？教师：一切物体都具有内能，并且对同一物体，温度升高，内能增大，温度降低，内能减小，那么，我们有哪些方法来改变物体的内能？交流讨论：点拨：从内能的决定因素着手（温度、质量、体积）三、改变内能的方法：学生活动：1、将铁丝反复弯折数十次，铁丝被弯折处发热 2、双手反复摩擦，手的温度升

7、高教师：铁丝、手的温度升高，说明铁丝和手的内能增大，这是用什么方法改变内能的？学生讨论：说明：做功可以改变物体的内能学生思考：用火炉给水加热，水的温度会升高，内能增大，是用什么方法改变内能的？说明：热传递可以改变物体的内能总结：改变物体内能的方法有做功和热传递交流讨论：做功和热传递主要是靠改变物体的什么来改变内能的？它们在改变内能的过程中有何区别？点拨：做功和热传递改变内能的方法不同，但效果一样，主要都是靠改变物体的温度来改变物体的内能。做功是将其他形式的能转化为内能；热传递是将热量由高温物体转移给低温物体，吸收热量的物体内能增加，放热的物体内能减少，所以热传递改变内能是能量的转移。四、热量教

8、师：温度不同的物体相互接触，低温物体温度升高，内能增加；高温物体温度降低，内能降低。物体通过热传递的过程中内能的变化量叫做热量。符号：“Q”，单位：焦耳（J）重点说明：热量等于在热传递的过程中内能的变化量，在做功的过程中内能改变，但没有热量的传递，所以离开热传递谈热量已经失去了意义。热量是过程量，它等于在热传递的过程中内能大小的变化，所以不能说物体具有多少热量，或者说某物体含有的热量多。习题巩固：1、炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低，是用_的方法减少气体的内能，食物放进冰箱后温度降低，是用_的方法减少食物中的内能2、开启啤酒瓶盖的瞬间有“嘭”的一声，瓶口有一股“白烟”，下列说

9、法正确的是A 瓶内外温度相等，啤酒内能不变B 瓶内气体对外做功，啤酒内能增加C 瓶口“白烟”是瓶内二氧化碳气体液化形成的D 瓶口“白烟”是瓶口水蒸气液化形成的解析：在物态变化中就学习到“白气”“白雾”“白烟”是水蒸气液化形成的。开启瓶盖时，瓶内二氧化碳气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成“白烟”。3、关于温度、内能、热量下列说法中正确的是A 物体吸收热量，内能一定增大，温度一定升高B 物体的温度升高，内能一定增大，一定是吸收了热量C 物体的内能增加，温度一定升高，一定是吸收了热量D 以上说法都不对讲解：导学精炼T1、T3、T6、T9、T12作业：完成导学精炼未讲习题

10、教学反思：第二节 科学探究：物质的比热容教学目标： 1、知识与技能    （1）通过探究实验了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性（2）尝试用比热容解释简单的自然现象    （3）能根据比热容进行简单的热量计算   2、过程与方法    （1）通过探究，比较不同物质的吸热能力（2）通过阅读“气候与热污染”了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，并了解一下“热岛效应”教学重点难点：   1、重点：组织、指导学生

11、进行探究活动，归纳、理解比热容的概念    2、难点：组织、指导学生进行探究活动教学设计：（第一课时）复习提问：1、什么叫做内能？内能与机械能有哪些区别？2、内能的大小取决于那些因素？改变内能的方法有哪些？3、热传递的实质是什么？什么叫做热量？引入新课：物体温度升高吸收热量的多少与哪些因素有关呢？从经验知道，要烧开温度相同的一壶水和半壶水时，一壶水需要吸收的热量多。若都是一壶水，温度低的那一壶水吸收的热量多。那么，将相同质量的铜块和铁块加热，使它们升高相同的温度，需要的热量一样多吗？进行新课：一、探究比较不同物质的吸热能力1、提出问题：质量相同的煤油和水

12、，吸收相同的热量，它们升高的温度是否相同，比较它们的吸热能力的差异2、猜想与假设：（1）水升高的温度少，沙子升高的温度多（2）水和沙子升高的温度相同（3）水比沙子的吸热能力强3、制定计划与设计实验：用水和沙子作为研究对象，装置如图所示，在两个金属盒内分别装入质量相同的水和沙子，用相同的酒精灯加热，用温度计测量吸收热量后的温度值交流讨论：为什么要用相同的酒精灯加热？煤油和水的体积为什么不相等？怎么体现煤油和水吸收热量的多少？点拨：用相同的酒精灯加热可以保证加热相同的时间，煤油和水吸收的热量相等；因为煤油和水的质量相等，但煤油的密度小，所以煤油的体积大；我们可以比较加热时间的长短来体现吸热的多少。

13、4、进行实验与收集证据根据具体情况分成若干小组，一部分以水为探究对象，另一部分以煤油为探究对象 实验步骤：用温度计记录加热前水和沙子的初温t1。用酒精灯加热一段时间，记录水和沙子的末温t2。 实验数据记录表格液体名称液体质量/g液体初温/液体末温/升高的温度/加热时间/min水502050305煤油5020806055、分析与论证交流讨论：煤油温度升高较快，这一现象说明了什么？要使水和沙子升高相同的温度，相应应该怎样操作？结论：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收热量相同相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收热量不同教师：我们为了体现物质吸收热量的能力，引入了比热容的概念二、比热容1、

14、定义：单位质量的某种物质，温度升高 1所吸收的热量，叫做这种物质的比热容，符号为：C。2、单位：焦每千克摄氏度  ； 符号为：J/(kg·)3、物理意义：比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容它反映了物质吸热或放热的本领教师：指导学生阅读教材P34常见物质比热容表三、比热容的应用教师：从表中看出水的比热容较大，即升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量较多，即水吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度小举例：（1）教材P35图12-17、图12-18 （2）在农业上，人们往往会在傍晚往田里灌水，保护秧苗 （3）沿海地区昼夜温差小，沙漠地区昼夜温差大四、巩

15、固练习1、酒精的比热容是2.4×103J/（kg），它表示 _。一瓶酒精倒去1/3，剩下的酒精的比热容将_。（填“变大”，“变小”或“不变”）2、小丽在海边游泳时发现，同样在烈日下，沙滩很热，而海水却比较凉，这是因为什么？小丽感到不可理解，请你给她解释一下。答：因为水的比热容较_，水和沙相比，在同样受热或冷却的情况下，吸收或放出的热量相同，但比较而言，水的温度变化比沙_，因此，在受太阳照射条件相同时，沙滩比海水温度_。3、沿海地区的昼夜气温变化不大，而内陆沙漠地区的昼液气温变化较大，形成这种现象的主要原因是_。4、水的比热容较大，下列做法中不是利用这一特性的是 A

16、 炎热的夏天，在室内的地面上散水感到凉爽B 用水做内燃机的冷却液C 在城市里修建人工湖，除了美化环境外，还能调节周围的气候D 供暖系统使用热水循环供暖作业：完成导学精炼教学后记：第二课时：热量的计算复习提问：什么是比热容？它的单位是什么？通过总结学生的回答，进一步阐述比热的物理意义，继而让学生查出水、铝、铁的比热，连同单位板书于黑板上。引入新课：以铝的比热入手，说明它的物量意义：使1kg的铝，升高1，需要吸收0.88×103J的热量。进行新课：1、从铝的比热入手，将课本的例题分解成几步，逐步深入地引导学生归纳热量的计算公式1千克铝温度升高1，需要吸收多少热？（依据铝的比热）1千克铝温

17、度升高2，需要吸收多少热量？（0.88×103J×2=1.76×103J）1千克铝温度升高100-30=70时，需要吸收多少热量？（0.88×103J×（100-30）=6.16×104J）2kg铝温度升高2，需要吸收多少热量？（0.88×103J×2×2=3.52×103J）2kg铝温度升高100-30=70时，需要吸收多少热量？（0.88×103J×2×（100-30）=1.23×105J）讲解：至此，在完成课本例题的情况下，再由特殊到一般，推导热量的

18、计算公式。继续利用上例，在问题之后再提出：1千克铝温度升高(t-t0)时，需要吸收多少热量？在问题之后提出：mkg铝温度升高(t-t0)时，需要吸收多少热量？最后提出如果升温的不是铝，而是比热为c的另外的物质，如何计算吸收的热量。从而归纳出公式：Q吸=cm(t-t0) Q放=cm(t-t0)2、我们已经总结出了物体吸收热量的计算公式。如果物体温度降低，像刚才的例题中如果铝块从100降到30，那末它要放出热量，放出的热量应当怎样计算呢？同学们可仿照物体吸热公式导出放热公式。只需要把(t-t0)改为(t0-t)，即：Q放=cm(t-t0)利用公式，讲解课本例题2，讲解过程中讲清单位的演算。例题1：

19、保温瓶中原有60的水500g，现又倒入1.5kg沸水，混合后温度变成90。在此过程中温水和沸水分别吸收或放出多少热量？解析：计算结果表明：温水跟沸水混合时，温水吸收的热量恰好等于沸水所放出的热量。这仅仅是巧合吗？不是，这是必然的。在热传递的过程中，内能从高温物体传到低温物体，直到两物体温度相等时为止。在此过程中，如果没有内能传到其他的物体，那么高温物体放出的热量必定等于低温物体吸收的热量。例题2：实验室里有两个相同的烧杯中装有质量相等的水和煤油，用相同规格的电加热器同时加热一段时间，则加入过程中煤油和水升高的温度之比为A 1:1 B 2:1 C 1:2 D 无法确定解析：例题3：设计汽车发动机

20、时，既要考虑能量的使用效率，也要考虑发动机的冷却问题（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水来降低发动机的温度，5kg水在冷却过程中温度升高50，所吸收的热量为多少？（2）柴油在某汽车发动机气缸内燃烧，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发动机输出功率是8.5×104W，则汽车发动机的效率为多少？解析：例题4：小红同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60水100kg，后来在老师的帮助下安装了太阳能热水器：（1）若这台热水器平均每天可将100kg水从20加热到60，吸收的热量为多少？（2）若液化石油气燃烧释放的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节

21、约液化石油气多少千克？（液化石油气的热值8×107J/kg）（3）请你说明太阳能热水器的优点解析：讲解：导学精炼第二节第三节 内燃机教学目标：1、知识与技能（1）理解内燃机的基本原理 （2）了解汽油机在构造和工作过程 （3）了解汽油机与柴油机的异同（4）知道汽油机、柴油机是活塞式发动机，知道轮机和火箭发动机的原理。2、过程与方法（1）观察“塑料盒内酒精的爆炸过程”，活动爆炸力做功的体验（2）通过分析发动机的四个过程，了解活塞式发动机的工作过程（3）了解不同的热机的不同用处教学重点难点：1、重点：内燃机的基本构造和工作原理2、难点：内燃机的工作过程。教学设计：复习提问： 1、改变物体内

22、能的两种方法是什么？ 2、内能有哪两方面的主要应用？举例说明 3、什么叫热机？举出几种常见的热机说明热机中能的转化进行新课：教师讲解：内燃机就是燃料在气缸内燃烧的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。一、汽油机：1、构造(出示模型或挂图，边指示边讲解)：进气门、排气门、火花塞、气缸、活塞、连杆、曲轴。(介绍名称的同时，介绍各部分的功能)冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程2、工作原理：(边运转模型边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况) 内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。 吸气冲程：开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门军关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。 压缩冲程：活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程。做功冲程：压缩结束时虽然温