第十三章 热和能 第 1 节 分子热运动 【学习目标】 1、知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；2、能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释；3、知道分子热运动的快慢与温度的关系；4、知道分子之间存在相互作用力； 【学习过程】 一、了解分子运动论 自然界存在着各种热现象：物体温度的变化，物质状态的变化，物体热胀冷缩的现象等。这些热现象的 解释，都涉及到热现象的本质是什么？这也是人类长期探索的问题，直到 17 世纪和 18 世纪期间，人们 才开始认识到热现象是由物质内部大量微粒的运动引起的，这种认识逐渐发展成为一种科学理论：分子 运动论。到 19 世纪建立了能量的概念，人们又逐渐认识到与热现象相联系的能量内能，用分子运动 论和内能的观点，可以解释很多热现象。 分子运动论主要内容为：1、物质有分子组成；2、分子在不停的做无规则运动；3、分子间存在相互作用 的引力和斥力。 二、探究学习：扩散现象 猜想：打开香皂盒闻到香味，说明香气的分子发生了 。 下面我们再来通过讨论实验来体会分子是运动的。 往盛有水的烧杯中，滴入红墨水，过一会儿，观察到 现象。 上面的实验是一种扩散现象。即不同的物质在接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。在我们日常生活 中，扩散现象很常见。请举出几个例子，看谁观察得细致。通过所举例子我们可以看出扩散能发生在 体和 体之间、 体和 体之间。 科学家们把磨得很光的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置 5 年后再将它们切开，可以看到它们互相 渗入约 1 mm 深。这说明扩散也可以在 体和 体之间发生。 在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的凉水。用滴管分别在两个杯底注入一滴墨水， 比较两杯中墨水的扩散现象有什么不同。 想想议议： 1） 2） 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则的运动叫做 分子的热运动。 2、分子间的作用力 这是一个铅块，我们知道它是由 组成的，组成它的分子在不停地运动着，那么为什么铅块没有 飞散开?是什么原因使它们聚合在一起呢?（学生讨论） 是分子间的引力作用使铅分子聚合在一起的。 演示实验 将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起， 如图（a）两块铅就会结合起来，下面吊一个重物都不能把 它们分开。这个实验表明 。 分子间的引力使得固体和液体能保持一定的体积，那么，我想把粉笔压 缩得短一些，容易做到吗?为什么? （学生讨论）因为分子之间还存在另一种作用力斥力。正是由于斥力的存在，使得分子已经离得很 近的固体和液体很难进一步被压缩。 请看课本图 161-6 分子之间既有引力又有斥力，这就好像被弹簧连着的小球。当分子间的距离很小时，作用 力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。如果分子相距很远，作用力 就变得十分微弱，可以忽略。 三、课堂收获：四、自我检测： 1、下列现象中不能说明一切物体里的分子都在做无规则运动的是： A、SARS 病毒可以通过飞沫传播 B、像一杯水中滴入红墨水，过一会儿整杯水都红了 C、把磨得很光的铅片和金板长久紧压在一起，金板中渗有铅，铅板中渗有金 D、配制过氧乙酸消毒液时，能闻到刺鼻的气味 2、下列现象能用分子动理论解释的是： A、沙尘暴来临时，漫天沙尘 B、 “八月桂花遍地香”时，到处都能闻到桂花的芳香 C、扫地时，室内尘土飞扬 D、把两块表面平滑干净的铅块压紧，一段时间后不容易把它们拉开 3、下列说法中正确的是： A、物体运动的越快，它的分子的无规则运动也越快 B、液体凝固成固体后，分子的无规则运动就停止了 C、固体被压缩到分子之间无间隙才不能被压缩 D、温度越高，分子的无规则运动越剧烈 4、下列现象中，支持分子间存在引力的证据是： A、两块表面平滑干净的铅块相互紧压后会黏在一起 B、固体和液体很难被压缩 C、磁铁能吸引大头针 D、破镜不能重圆 5、劣质的装修材料含有超标的甲醛等有毒有机物。用它们装修房屋，会造成室内环境污染， 这表明 。用胶粘剂可以把装修板粘在一起，这说明 。 6、分子看不见、摸不着，不好研究，但我们可以通过墨水的扩散现象来认识它（从宏观现 象揭示微观本质） 。将墨水分别滴入冷水和热水中，通过观察现象可知：温度越高， 过程越快，这说明温度越高， 。 五、拓展如图（b）所示，把一块表面干净的玻璃板挂在弹簧测力计下面，手持弹簧测力计上端，把 玻璃板放到刚好和一盆水的水面接触，再慢慢向上提弹簧测力计，观察到玻璃板未离开水 面时的弹簧测力计的示数比离开水面后的示数大，请用我们学过的物理知识解释这种现象。五、板书设计护散现象分子间的作用力第二节 内能 【教学目标】 1.知道内能的初步概念及内能跟温度的关系. 2.知道做功和热传递都可以改变物体的内能. 3.培养学生的观察能力、思维能力和分析归纳问题的能力. 【重点与难点】 内能概念;改变内能的两种方式. 【教具】 上面固定有条形磁铁的小车两辆,试管及橡皮塞,两个相同的烧杯,内能、机械能互变演示器 (J铎尔实验仪),硝化棉,乙醚,高锰酸钾晶体,纱带,钢锯条,粗铁丝,冷、热水,小球,火柴 等. 【教学方法】 教师演示讲授,学生边学边实验,师生共同分析讨论。 【教学过程】引入新课分子动理论告诉我们，分子永不停息地无规则运动着。那么公司也同一切运动物 体具有动能一样，也具有动能。分子动理论还告诉我们：分子之间有相互作用力。这 又使分子具有势能。 新课教学(1)物体的内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做 物体的内能。物体内部的每一个分子都在运动，都受分子作用力，但每单个分子的动 能和势能，不是物体的内能。内能是指物体所有分子无规则运动的动能和势能的总和。 内能也不同于机械能。物体的动能跟物体的速度有关，物体的重力势能跟物体被举起 的高度有关。一个钢球是否运动，是否被举高，这只能影响钢球的机械能，并不是能 改变钢球内分子无规则运动的动能和势能。那么物体的内能跟什么有关呢？ (2)内能的变化：物体内能既然是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总 和，那么当分子运动加剧时，物体的内能也就增大。上节课我们曾进过：物体的温度 升高，其内部分子的无规则运动加剧。科学的论断，必须要有证据，在物理学中，通 常是用实验来证实论断的。今天我们同样用实验来证实上面的论断。 实验演示：取三只烧杯，分别倒入冷水、温水和热水，然后分别向三只杯内缓慢 地滴入几滴墨汁，观察比较三只杯内墨扩散的快慢。 实验结果表明：温度越高，扩散过程越快。扩散得快，说明分子无规则运动的速 度大，即分子无规则运动激烈。 因此：物体的内能跟温度有关。温度升高时，物体的内能增加。温度降低时，物分子热运动分子热运动分子之间的引力分子之间的引力 分子之间的斥力分子之间的斥力体的内能减小。正是由于内能跟温度有关，人们常常把物体的内能叫做热能，把物体 内部大量分子的无规则运动叫做热运动。 (3)一切物体都有内能。这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着。炽热的 铁水，温度很高，分子运动激烈，它具有内能。冰冷的冰块，温度虽低，其内部分子 仍在做无规则运动，它也具有内能。 (4)内能和机械能 通过机械能和内能的对比，进一步帮助学生理解内能概念。分析在水平光滑桌上 滑动的木块具有什么能。 首先木块有势能，也有动能棗统称为机械能。机械能与整个物体的机械运动情况 有关。 木块内部的分子做无规则运动，且分子间有作用力，木块有内能。内能与物体内 部分子的势运动和分子间的相互作用有关。 小小 结结 (1)内能不是单个分子具有的，而是所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总 和。 (2)内能所指的动能是所有分子做无规则热运动的动能的总和。这种无规则的热运 动，是分子在物体内部自身不停的“分子运动”，而不是随着物体整体一起所做的运 动。物体作为整体运动所具有的动能是机械能不是内能。 (3)内能所指的分子势能是分子间相互作用使分子具有的势能。作为物体整体跟地 球的相互作用而具有的重力势能是机械能，不是内能。 所以内能是不同于机械能的另一种形式的能量。 板书设计板书设计 第二节 内能 一、物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和1内能不同于机械能2一切(运动、静止、高温、低温)物体都有内能3内能与温度的关系 二、改变物体内能的方法：1热传递 热量：传递内能的多少2做功课后反思：课后反思：第三节 比热容 教学目标： 1知识与技能 尝试用比热容解释简单的自然现象 能根据比热容进行简单的热量计算 了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性 2过程与方法 通过探究，比较不同物质的吸热能力通过阅读“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” 3情感态度与价值观 利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力 教学重点与难点 重点：比热容的概念和热量有关计算 难点：理解比热容概念并能利用它解释有关现 象 教学过程：一：自主探究：一：自主探究：（学） 1 1、引入：引导学生、引入：引导学生阅读教材平 P 130前面的“？” ，在学生理解“水温度升高时吸收的热量 和水的质量、温度升高的度数有关，水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量越 多”的基础上，让学生讨论所有的物质，在质量相等、温度升高的度数也相等时，吸收的 热量之间的关系。2、(1)演示实验：出示盛有等质量的水和煤油的两只烧杯，但我们明显地看出两者的体积不相同，这是为什么？（请学生回答）不同的物质其密度不同，密度是物质的属性。介绍电加热器（俗称：“热得快” ） ，强调电加热器每一秒钟放出的热量是一定的，两个电加热器是相同的，在相同的时间里它们放出的热量也是相等的。请两名同学帮助观察温度计，并随时报告温度。实验结果：煤油温度升得快。这表明质量相等的水和煤油在温度升高的度数相同时，水吸的热量比煤油多。(2)比热容：教师指出：换用其他物质，重复上述实验，得到的结果是类似的。就是说，质量相等的不同物质，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。这跟我们在测量物体质量时，遇到的情况相似；相同体积的不同物质，质量一般不相同。当时为表示物质的这一特性，引入了密度的概念棗某种物质单位体积的质量。那么，现在我们应该怎样表示上述实验所反映的物质特性呢？（启发学生讨论，在此基础上归纳出比热容的概念）单位质量的某种物质温度升高1吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。比热是通过比较单位质量的某种物质温升1时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。 3、引导学生看书 P131-133，钩出重点知识，在不懂之处打上问号。 二、完成预习作业二、完成预习作业（验） 1:对于同一种物质,质量越大,升高的温度越多,则它吸收的热量越_. 2:对于不同的物质,例如一种是水,一种是沙子,如果它们的质量相同,升高的温度的度数也 相同,那么它们吸收的热量是否相同呢?你认为下列哪个猜想正确( ) A.水吸收的热量多 B.沙子吸收的热量多 C.水和沙子吸收的热量多 3；为了探究:比较不同物质的吸热能力 猜想:_(填“水”或“煤油”)的吸热能力较强. 需要的器材:_. 实验前需考虑的问题:(1)怎样得到质量相等的水和煤油?是不是还需要其它的器材?(