改變內能的兩種方式教案設計

改變內能的兩種方式教案設計

目的

1．通過例項和演示實驗，使學生認識做功和熱傳遞是改變物體內能的兩個物理過程。

2．瞭解做功和熱傳遞就改變內能的效果說雖然是等效的，但它們之間是有本質區別的。

3．理解熱傳遞和做功在改變物體內能時裡等效的物理意義，並能計算有關問題。

教 具

熱功互換器；壓縮空氣引火儀。

重點

熱功當量。

教學過程

一、複習舊知識

提問：正在繞地球執行的衛星具有哪幾種能量？這幾種能量的大小與哪些因素有關？

應答：衛星具有內能和機械能——衛星的動能跟衛星跟地球及其他星球間的相互作用的勢能。動能的大小決定於衛星的質量和運動速度，衛星的勢能決定於它的質量和與地球或其他星球間的距離，衛星的內能大小與它的溫度和體積有關。

提出：衛星的速度和與地球間的距離變化了，衛星的動能和勢能就變化，衛星的內能能否改變呢？

二、引入新課

1．教師以例項說明物體的內能是可以改變的。如將一鐵釘在火上燒，鐵釘的溫度升高了，其內能也隨著增加了。因為物體受熱時膨脹，使分子間距加大，分子勢能增加，同時分子運動加快，使得物體內分子平均動能增加。

又如將一杯水放在室內，水溫逐漸降低，物體的內能減小了。

演示：在熱功互換器內裝一半乙醚，用軟木塞蓋緊，並將銅管固定後用軟繩與銅管摩擦，管內乙醚不久便會沸騰將軟木塞頂開。

分析：乙醚蒸氣會將塞子衝開是因為人克服摩擦做了功，使管子和乙醚溫度升高，內能增加的結果。

再請學生舉一些內能改變的例項，並回答衛星的內能是否能改變的問題。

2．教師引導學生研究，通過怎樣的物理過程才使物體的內能改變？

請學生分析上述例項、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能改變的，熱功互換器的實驗是通過做功使物體內能改變的。

小結：能夠改變物體內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，在原玻璃筒內放入一塊硝化棉。

提問：用什麼方法可以將這塊硝化棉點燃？

應答：可用火柴點燃（熱傳遞的方法）。

演示：將活塞向下猛按，使管內空氣急劇壓縮而溫度升高，硝化棉被點燃（外力做功的方法）。

小結：以上說明做功和熱傳遞在改變物體內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能上是等效的，它們在本質上是否一樣呢？

分析做功是通過物體的巨集觀位移完成的，所起的作用是物體的有規則運動跟系統內分子無規則運動之間的轉換，從而改變物體內能。

熱傳遞是通過分子之間的相互作用完成的。所起的作用是系統以外物體的分子無規則運動跟系統內部分子無規則運動之間的轉移，從而改變物體的內能。

由此可見，它們的區別也就是做功使物體內能的改變是其他形式的能和內能的轉化，熱傳遞則是物體間內能的轉移。

三、鞏固練習

1．國中學過“熱量是物體吸收或放出熱的多少。”學過本節後你對熱量有什麼新的認識？

應答：物體吸熱或放熱的過程是熱傳遞的過程，也就是物體內能增減的過程，物體內能改變了多少可用熱量顯度。

四、佈置作業 略