温度与内能导学案

第一节温度与内能学习目标、重点、难点【学习目标】1、知道温度、温度的单位2、正确使用温度计3、知道分子无规则运动的剧烈程度与温度有关

4、知道什么是内能，物体温度改变时内能也要随之改变

5、知道内能与机械能是两种不同形式的能

6、知道热量、热量的单位【本节重点】1、温度与内能的关系

2、改变物体内能的两种方法【本节难点】1、温度计的正确使用

2、内能与温度变化的关系

3、温度、内能、热量的联系和区别

本节知识概览图定义：表示物体的冷热程度规定：把冰水混合物的温度规定为0℃，1标准大气压下沸水的单位：摄氏度温度规定为100℃，0℃到100℃之间分成100等份，每一单位：摄氏度份叫做1摄氏度符号：“℃”读作摄氏度温度热力学温度与摄氏温度的关系：T＝273＋t温度制作原理：根据液体热胀冷缩的原理制成的构造：玻璃外壳、玻璃泡、玻璃管、温度计的使用液体、刻度、温标使用前观察量程使用前使用方法认清分度值使用方法使用时充分接触使用时温度计示数稳定温度计温度温度与内能实验室温度计量程：－20℃－110℃实验室温度计分度值：1℃量程：35℃－42℃常用温度计体温计分度值：0．1℃常用温度计体温计特殊用法：使用前要甩，可离开人体读数种类寒暑表量程：－30℃～50℃种类寒暑表分度值：1℃其他温度计：数字式温度计、双金属片温度计、彩色温度表等概念：物体内所有分子由于热运动而具有的动能以及分子之间势能的总和叫做物体的内能内能决定内能大小的因素：质量、温度、状态、材料内能做功改变物体内能的途径定义：是能量从高温物体传向低温物体或从一个物体的高改变物体内能的途径温部分传向低温部分的过程热传递形式：热传导、对流、热辐射热传递条件：物体之间有温度差热量定义：物体通过热传递方式所改变的内能称为热量热量单位：焦耳，符号是“J”新课导引一个“身高”达45米、造价约50万元的温度计，在辽宁省气象台楼外正式投入使用(如右图所示)．这个科学与艺术的结合体一亮相，立即吸引了沈阳市民的好奇目光．这个巨型温度计从气象台的一楼一直延伸到18楼，共45米高，最高刻度为40摄氏度，最低刻度为零下35摄氏度，巨型温度计可实时进行天气预报．在500米到800米距离内的市民均可看到温度计上显示的温度．你知道常用温度计的工作原理吗？教材精华知识点1温度√定义温度表示物体的冷热程度，物理量的符号是t，常用单位是摄氏度，摄氏度是生活与生产中常用的温度单位，符号是“℃”．√摄氏温度的规定常用的表示温度的方法是摄氏温度．摄氏温度是这样规定的：把冰水混合物的温度规定为0℃，1标准大气压下沸水温度规定为100℃．0℃和100℃之间分成100等份，每一等份叫1摄氏度，写作1℃．例如，人体正常温度为37℃，读作37摄氏度．√热力学温度国际单位制中所采用的温标是热力学温标，它的单位名称是开尔文，简称开，符号是“K”．冰水混合物的热力学温度是273K．热力学温度(T)和摄氏温度(t)的换算关系是：T＝273＋t．研究表明，无论人类如何改进低温技术，0K的温度都是达不到的．在微观粒子和天体研究方面都采用热力学温度．知识点2温度计√常用温度计的工作原理常用温度计是根据汞、煤油或酒精等液体的热胀冷缩原理制成的．√常用温度计的构造玻璃外壳、玻璃泡、玻璃管、温度计的使用液体、刻度及温标．√常用温度计的种类实验室温度计、体温计、寒暑表．实验室温度计、体温计、寒暑表的主要区别(见下表)．区别种类构造测温物质量程分度值使用方法实验室温度计玻璃泡与直玻璃管相连煤油－20℃℃～110℃1℃1.不能离开被测物体读数2.不能甩寒暑表同上酒精－30℃～50℃1℃直接读数体温计玻璃泡与直玻璃管之间有缩口汞35℃～42℃℃1.离开人体读数2.使用前需甩√实验用温度计的构造实验用温度计的玻璃泡内装有水银、酒精或煤油．泡上连着一根细玻璃管，管壁厚，壁上有刻度．当温度升高时，泡内的液体膨胀，液面上升；温度下降时，泡内液体收缩，液面下降．从液面的位置可读出温度的数值．所以，实验用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩的性质来测量温度的．√温度计的正确使用方法(1)在使用温度计前：①观察它的量程．使用前要先估计待测物体的温度，选择合适的量程．如果所测的温度超出它能测的最高温度，温度计可能被胀破；如果所测温度低于它能测的最低温度，将测不出温度值．②认清它的分度值．温度计的分度值反映了温度计的准确程度．例如：体温计的分度值为0．1℃，它的准确程度为0．1℃，0．1℃以下的要估读．实验室温度计的分度值是1℃，它能准确到1℃，使用温度计前要认清它的分度值，以便能按要求准确读数．(2)在使用温度计测液体温度时，应注意以下三点：(1)测量液体的温度时，应使玻璃泡全部浸入被测液体中，且不得接触容器的侧壁和底部．(2)待温度计的液面稳定后再读数．其原因是只有当温度计中的液面稳定后，液体的热胀冷缩才完全停止，这时温度计的温度跟被测液体的温度相等．(3)读数时，视线应与温度计中的液柱上表面相平．√探究使用温度计的方法【提出问题】怎样使用温度计？【制订计划与设计实验】(1)凭感觉估测温度与用温度计测量，哪个更准确？(2)如何正确使用温度计测量水温？先凭感觉估测教室内空气的温度、太阳光下的空气温度、一杯热水的温度和一杯冷水的温度，然后分别用寒暑表和实验室温度计测空气的温度和水的温度．要正确使用温度计．【实验器材】烧杯、热水、冷水、实验室温度计、寒暑表．【实验过程】(1)先感受教室内的空气温度，然后用寒暑表测量；(2)感受太阳光下的空气温度，然后用寒暑表测量；(3)凭感觉估测烧杯中热水的温度，然后用实验室温度计测量；(4)凭感觉估测烧杯中冷水的温度，然后用实验室温度计测量．【实验记录】教室内的空气温度t/℃太阳光下的空气温度t/℃热水温度t/℃冷水温度t/℃估测温度20238010测量温度23297216【实验论证】(1)要确定温度，不能单凭人的感觉，必须使用测量仪器—温度计．(2)测量时，要正确使用温度计．【注意事项】温度计(实验室温度计)的正确使用方法：(1)使用前要做到：①观察量程；②认清分度值．(2)使用中要做到：①玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要接触到容器底或容器壁；②待示数稳定后再读数，不要在温度上升过程中读数．(3)读数时，玻璃泡要留在液体中，视线与液柱的上表面相平，不要将温度计从被测液体中拿出来读数．【实验要点解析】测量前要对所测物体的温度进行估计，选取合适量程的温度计，否则，当待测物体的温度高于温度计的量程时，易将温度计胀破．新课导引解读：常用温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的．知识点3物体的内能√分子动能物体内部的分子不停地做无规则热运动，因此，物体具有分子动能．分子势能物体内部大量分子之间存在着相互作用力，且分子之间有间隔，因此，分子之间具有势能．√物体的内能物体内所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．内能的单位是焦耳，简称焦，符号为“J”．√温度与内能的关系同一物体且物体状态不发生改变时，温度越高，物体内分子无规则运动的程度越剧烈，内能越大；温度越低，物体内分子无规则运动的程度越缓慢，内能越小．晶体熔化时，分子间势能增加，分子的动能不变，所以内能在增加，但温度并不升高；晶体凝固时，分子间势能减小，动能不变，所以内能在减小，但温度并不降低．也就是说，同一物体的温度升高时，其内能一定增大，但内能增大时，温度却不一定升高(可能不变)；同一物体的温度降低时，其内能一定减小，但内能减小时，温度却不一定降低(可能不变)．√决定物体内能大小的因素(1)温度：同一物体在状态不变时，温度越高，内能越大。(2)质量：同样温度的同种物质(状态相同)，质量大的内能大．(3)材料：质量、温度相同，状态即使相同，材料不同，内能也不同．(4)状态：同种物质，质量相同，温度相同，它的内能也不一定相同，处于气态时的内能大于液态时的内能，液态时的内能大于固态时的内能．√内能与机械能的区别(1)内能和机械能是两种不同形式的能，两者虽然都与运动、相对位置有关，但它们的具体含义不同，机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关．(2)内能是一切物体都具有的，这是因为不论温度高低，物体内部的分子都在做无规则热运动，只是温度低时比温度高时分子热运动的激烈程度差一些，但是一个物体不一定具有机械能．知识点4改变物体内能的两种途径√改变物体内能的途径改变物体内能的途径：一是做功，二是热传递．(1)做功和物体内能的改变：对物体做功，物体的内能会增大；物体对外做功，物体的内能会减小．如锯木头时锯条发热是克服摩擦做功，使物体的内能增加；烧开水时壶盖被顶起，水蒸气对壶盖做功，内能减小．(2)热传递和物体内能的改变：物体吸收热量，内能会增大；物体放出热量，内能会减小．如铁块放入炉中能烧红，是因为铁块吸收热量，内能增大，温度升高；冰吸热熔化时，内能增大，温度不变；烧红的铁块从炉中拿出后变凉，是因为铁块放出热量，内能减小，温度降低；水放热凝固时，内能减小，温度不变．√探究改变物体内能的途径【提出问题】物体的温度变化了，其内能就可能发生了改变．那么，通过什么途径可以改变物体的内能呢？【探究目的】改变物体内能的途径．【制订计划与设计实验】探究1：在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，观察实验现象，如图12—1所示．探究2：将一根铁丝反复弯折数十次，触摸弯折处，感觉一下温度变化，如图12—2所示．探究3：观察分析图12—3和图12—4中的现象，思考为什么铁锅热得烫手？为什么被子被晒得暖呼呼的？【进行实验与收集数据】探究l的实验现象是看到棉花燃烧起来．探究2中发现弯折处温度升高．探究3中的被子和铁锅都是吸收了热量才使温度升高的．【分析论证】探究1：向下压活塞，压缩了玻璃筒内的空气，对筒内的空气做了功．棉花燃烧是因为筒内的空气内能增加，温度升高了．结论1：做功可以改变物体的内能．探究2：铁丝内能的改变是由于人对铁丝做了功．结论2：做功可以改变物体的内能．探究3：热传递改变了铁锅和被子的内能．结论3：热传递可以改变物体的内能．总结论：做功和热传递是改变物体内能的途径．【实验要点解析】做功的过程是能量形式改变的过程，如探究1，2，发生的是能量的转化．热传递时能量从高温物体转移到低温物体，能的形式没有发生变化，是能量转移过程，如探究3中发生的是能量的转移．知识点5热量√热量物体通过热传递方式所改变的内能称为热量．物理量的符号是Q，热量的单位是焦耳，简称焦，符号是“J”．实验研究表明：1kg水温度升高1℃要吸收热量4．2×103J；温度降低1℃要放出热量4．2×103J．√热传递(1)定义：能量从高温物体传向低温物体，或从一个物体的高温部分传向低温部分的过程叫热传递．(2)热传递的三种形式：热传导、对流和热辐射．热传导时，物体内各部分物质不发生移动，如把铁片的一端放在酒精灯上烧，另一端也会热，是通过热传导方式；铁锅热得烫手，也是通过热传导的方式．对流时，物体内各部分物质之间会流动，这主要发生在气体与液体中，如暖气供暖是通过水的对流，风的形成是通过空气对流．热辐射不需要介质，如太阳的光和热传到地球就是通过热辐射的方式．(3)热传递的条件：物体之间存在温度差，如果温度相同就不发生热传递．0℃的冰放入0℃的水中，冰不能熔化．(4)热传递的方向：从高温物体传向低温物体，不是从能量大的传向能量小的，如一小块高温铁块放到一大块冰上，能量从铁块传到冰块．(5)热传递的形式：传递的是能量而不是温度．(6)热传递的结果：发生热传递的物体间达到温度相同(称为热平衡)．(7)做功和热传递的等效性：做功和热传递在改变物体的内能上是等效的．课堂检测1下列关于热传递的说法中正确的是()A.一个物体也可能发生热传递现象B．两个物体不接触，就不会发生热传递C.热传递的过程是温度的传递过程D．热传递的最终结果是参与热传递的物体热量相等2关于内能，下列说法正确的是()A．0℃的物体内能为零B．温度低的物体比温度高的物体内能小C.物体的温度降低，内能一定减小D．运动的物体一定比静止的物体内能大3如图12—5所示是温度计的一部分，它的读数应该是()A．24℃B．2．4℃C．－16℃D．－1．6℃4图12—6表示的是温度计的四种使用方法，其中正确的是()5（2022·新疆）下列现象中，通过热传递改变物体内能的是()A.用锯锯木头，锯条发热B．热水中放入冰块，水温下降C.两手相互摩擦，手发热D．用砂轮磨菜刀，菜刀的温度升高6有一支温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是很均匀的，标度却不准确，它在冰水中的读数是－2℃，在沸水中的读数是102℃，将它放入某种液体中，其示数是80℃时，液体的实际温度是多少？7如图12—8所示，不属于用做功改变物体内能的是()8如图12—9所示，瓶中装少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳起时：(1)观察到的现象是.(2)产生的原因是瓶内空气推动活塞做功时.(3)通过大量类似的实验表明：.体验中考中考真题解读1(2022·盐城)下列生活情景中，通过做功来改变物体内能的是()A.金属汤勺放在热汤中，温度升高B．冬季人们常用热水袋取暖C．食品放在冰箱中，温度降低D．铁丝被反复弯折，弯折处发热2（2022·南昌）如图12—11所示是我国选手在第24届世界大学生冬运会女子冰壶比赛中夺冠的一个场景．比赛时两名队员在冰壶前方“刷冰”，通过的方式改变冰的内能，使表面的冰成薄薄的一层水(填物态变化名称)，这样就能够减小冰壶与冰面之间的，使冰壶按照运动员预计的运动快慢和方向运动．3（2022·百色）2022年底，为了预防甲型流感，某校要求学生每天早上用如图12—12所示的体温计测量体温，这种体温计是根据液体的规律制成的，如图12—12所示体温计的读数是℃．