九年級(jí)物理內(nèi)能熱量教學(xué)計(jì)劃
學(xué)習(xí)要求
1.了解內(nèi)能的概念，通過類比的方法，知道任何一個(gè)物體都具有內(nèi)能。
2.能簡單描述溫度與內(nèi)能之間的關(guān)系。
3.結(jié)合實(shí)例分析，知道熱傳遞是改變物體內(nèi)能的一種方式，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。
4.了解熱量的概念，知道熱量的單位，能正確使用“熱量”這一術(shù)語。
5.會(huì)進(jìn)行關(guān)于物體吸、放熱的簡單計(jì)算。
6.了解用熱傳遞來改變物體內(nèi)能的方法在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，會(huì)應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解釋一些現(xiàn)象。
學(xué)習(xí)指導(dǎo)
一分子在不停地運(yùn)動(dòng)，從而具有動(dòng)能;分子間有相互作用力，從而具有勢能。 物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。
二、
1.怎樣理解物體的內(nèi)能?
(1)物理學(xué)中把“物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和相互作用的勢能的總和叫做物體的內(nèi)能”.這里有兩點(diǎn)要注意：一是“物體內(nèi)部所有分子”的含義，是指所研究物體內(nèi)部的全部分子，而不是該物體內(nèi)部的一部分分子;二是“總和”的含義，這里的總和指的是該物體內(nèi)部全部分子所具有的動(dòng)能和全部分子具有的勢能之和。
(2)一切物體都有內(nèi)能.物體不論大小、溫度高低，物體內(nèi)分子都在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，具有分子動(dòng)能，因此任何一個(gè)物體都具有內(nèi)能，內(nèi)能不會(huì)為零。
(3)內(nèi)能與溫度的關(guān)系
同一個(gè)物體，它的溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度越大，因此分子的動(dòng)能變大，導(dǎo)致物體內(nèi)部分子動(dòng)能和勢能的總和增加.例如，一個(gè)鐵塊在燒紅時(shí)的內(nèi)能比它冷卻時(shí)的內(nèi)能大.對(duì)于內(nèi)能與溫度的關(guān)系不能錯(cuò)誤地理解為溫度越高的物體內(nèi)能越大，內(nèi)能的大小除了與溫度有關(guān)，還與其他因素有關(guān)，而其他因素將在我們以后的物理學(xué)習(xí)中介紹.但對(duì)同一個(gè)物體而言，溫度升高，內(nèi)能增加;溫度降低，內(nèi)能減少。
2.熱量計(jì)算公式的應(yīng)用。
物體在熱傳遞過程，吸收或放出熱量的計(jì)算公式可以合并成一個(gè)表達(dá)式Q = cm⊿t,式中⊿t為物體在熱傳遞過程中溫度的改變量，解題時(shí)要特別注意.另外，公式只適用于物體溫度升高(或降低)時(shí)吸收(或放出)熱量的計(jì)算，對(duì)物態(tài)變化過程中的吸熱、放熱就不適用了。
三、例1. 用分子動(dòng)理論解釋影響液體蒸發(fā)快慢的因素。
分析：影響液體蒸發(fā)快慢的因素是_________________、_________________和_________________。
答案：溫度升高，液體分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度增大，克服液體面上其它分子的引力的分子數(shù)目增多，蒸發(fā)就越快;液體表面積越大，處于液體表面附近的液體分子數(shù)目增多，在相同的時(shí)間里跑出液體表面的分子數(shù)目就越多，蒸發(fā)就越快;從液面蒸發(fā)出的分子，在液面附近做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，有些分子還會(huì)返回到液體中減慢蒸發(fā)的速度，當(dāng)液體上空氣流動(dòng)快時(shí)，蒸發(fā)出來的液體分子很快被空氣帶走，蒸發(fā)就快了。
3.一切物體都具有內(nèi)能(任何情況下都具有)。
4.影響物體內(nèi)能大小的因素：①溫度：在物體的質(zhì)量，材料、狀態(tài)相同時(shí)，溫度越高物體內(nèi)能越大。②質(zhì)量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，物體的
內(nèi)能越大。③材料：在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時(shí)，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同。④存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時(shí)，物體存在的狀態(tài)不同時(shí)，物體的內(nèi)能也可能不同。
4.內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別：(讓學(xué)生討論，并歸納回答，教師作啟發(fā)誘導(dǎo))
——內(nèi)能是物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)所具有的能量，而機(jī)械能是與物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān)，是整個(gè)物體的.情況影響因素不同
◎機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)，由物體的質(zhì)量、速度、高度及彈性形變等決定。
◎內(nèi)能則與物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相互作用情況有關(guān)，由物體的質(zhì)量、溫度、分子間距離(體積)等決定
四、1. 內(nèi)能和溫度的關(guān)系
1. 溫度表示物體的冷熱程度，從分子運(yùn)動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)激烈程度的標(biāo)志，對(duì)同一物體而言，溫度只能說“是多少”或“達(dá)到多少”，不能說“有”“沒有”或“含有”等。
2. 內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和。
內(nèi)能只能說“有”，不能說“無”。只有當(dāng)物體內(nèi)能改變，并與做功或熱傳遞相聯(lián)系時(shí)，才有數(shù)量上的意義。
物體內(nèi)能的變化，不一定引起溫度的變化。這是由于物體內(nèi)能變化的同時(shí)，有可能發(fā)生物態(tài)變化。物體在發(fā)生物態(tài)變化時(shí)內(nèi)能變化了，溫度有時(shí)變化有時(shí)卻不變化。
如晶體的熔化和凝固過程，還有液體沸騰過程，內(nèi)能雖然發(fā)生了變化，但溫度卻保持不變。溫度的高低，標(biāo)志著物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)速度的快慢。
因此，物體的溫度升高，其內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度增大，分子的動(dòng)能增大，因此內(nèi)能也增大，反之，溫度降低，物體內(nèi)能減小。因此，物體溫度的變化一定會(huì)引起內(nèi)能的變化。
五、知識(shí)強(qiáng)化
1. 溫度高的物體，它的內(nèi)能一定大
錯(cuò)。物體內(nèi)能是物體內(nèi)部所有做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子的動(dòng)能和分子勢能的總和。物體內(nèi)能大小不但與物體的溫度有關(guān)，還與物體內(nèi)分子個(gè)數(shù)有關(guān)。溫度高的物體由于其他情況不清楚，所以它的內(nèi)能也就不一定大。例如一小杯100℃的沸水，溫度雖高，但不一定比一大桶80℃的水的內(nèi)能多。因?yàn)樗膬?nèi)能的大小還與水的質(zhì)量有關(guān)。
2. 溫度高的物體，它含有的熱量多
錯(cuò)。溫度與熱量是兩個(gè)不同的物理概念。溫度表示物體的冷熱程度，是分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志，是一個(gè)狀態(tài)量。熱量是表明熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少，是一個(gè)過程量。不講熱傳遞的過程，只講“某物體含有多少熱量”、“溫度高的物體含有的熱量多”是毫無意義的。只不過對(duì)于同一物體，溫度越高，降到同一溫度時(shí)，△t越大，放出的熱量越多。
3. 物體溫度升高，它的內(nèi)能一定增加
對(duì)。對(duì)于同一個(gè)物體來說，質(zhì)量不變，內(nèi)能跟物體內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)有關(guān)，一個(gè)物體的溫度升高，它的分子熱運(yùn)動(dòng)會(huì)變得越來越劇烈，使物體內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能增加。所以物體的內(nèi)能跟溫度有關(guān)，物體溫度升高，它的內(nèi)能一定增加。
4. 物體內(nèi)能增加，溫度一定升高
錯(cuò)。物體吸收了熱量，或外界對(duì)物體做了功。物體的內(nèi)能增加了，但物體的溫度不一定升高。物體的內(nèi)能與物體的溫度之間不是總存在著你大我小的關(guān)系。如晶體的熔化與凝固過程和液體的沸騰過程，都是內(nèi)能發(fā)生了變化，而溫度并沒有發(fā)生變化。
5. 物體溫度升高，一定吸收了熱量
錯(cuò)。改變物體內(nèi)能的方法有兩個(gè)：一是做功，二是熱傳遞。因此，物體溫度升高可能是因?yàn)槲諢崃浚部赡苁菍?duì)物體做了功。鉆木取火、用鋸鋸木頭就是通過做功的方式使物體的溫度升高的。因此物體溫度升高，不一定是吸收了熱量。
6. 物體吸收了熱量，它的溫度一定升高
錯(cuò)。物體吸收熱量，在不對(duì)外做功的情況下，內(nèi)能一定增大，但溫度不一定升高。如晶體熔化時(shí)，吸收熱量，內(nèi)能增加，而溫度保持不變。它吸收的熱量是用來增加分子勢能，而分子的平均動(dòng)能沒有增加，所以溫度不變。同樣，水在沸騰過程中，吸收了熱量，但溫度保持在沸點(diǎn)不變。因此物體吸收熱量，溫度不一定升高。同理，不能說“物體放出熱量，溫度一定降低”。
7. 物體吸收熱量，內(nèi)能一定增加
錯(cuò)。物體吸收熱量時(shí)，內(nèi)能不一定增加，因?yàn)槲矬w吸收了熱量，同時(shí)又對(duì)外做功，物體的內(nèi)能可能增加，也可能減小或不變。要確定物體的內(nèi)能是否變化，還要看物體與外界有無熱量交換，有無做功而定。
8. 物體內(nèi)能增加，一定吸收了熱量
錯(cuò)。改變物體的內(nèi)能可以通過“做功”和“熱傳遞”兩種途徑，而且做功與熱傳遞在改變物體的內(nèi)能效果上是一樣的。因此，物體的內(nèi)能增加，可能是物體吸收了熱量，也可能是外界對(duì)物體做了功，也可能是吸熱的同時(shí)外界對(duì)物體做了功。
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