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第十三章 內(nèi)能
第3節(jié) 內(nèi)能
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.理解內(nèi)能的概念；能理解內(nèi)能與物體的溫度、質(zhì)量、狀態(tài)等因素的關(guān)系；認(rèn)識到改變物體內(nèi)能的兩種方式—做功和熱傳遞。
2.通過實(shí)驗(yàn)觀察與分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用內(nèi)能的知識解釋一些日常生活中的熱現(xiàn)象，提高學(xué)生分析和解決問題的科學(xué)思維能力。
3.培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的技能，學(xué)會觀察、記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高科學(xué)探究能力。能在探究過程中收集證據(jù)，分析總結(jié)做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的規(guī)律。
4.激發(fā)學(xué)生對物理現(xiàn)象的好奇心，養(yǎng)成合作、探究的學(xué)習(xí)態(tài)度，讓學(xué)生認(rèn)識到內(nèi)能在生活和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，以及合理利用內(nèi)能對社會發(fā)展的重要意義，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感。
一、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課
用打氣筒向瓶內(nèi)打氣，會看到什么現(xiàn)象？
推動瓶塞的能量來自于哪里？瓶內(nèi)的氣體具有什么能量？
你知道推動瓶塞的能量來自哪里嗎？
此時(shí)水蒸氣所具有的能量是什么呢？
我們知道運(yùn)動的物體具有動能，那構(gòu)成物質(zhì)的分子具有動能嗎？
蕩秋千的女孩
奔跑的老虎
動能
分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動
想一想：分子之間是否有勢能？
分子間既相互吸引又相互排斥，即分子間具有勢能，稱為分子勢能。
彈簧被壓縮后和拉伸后具有彈性勢能。
從高處落下的球具有重力勢能
勢
能
分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動（分子熱運(yùn)動）
分子間相對位置
分子間相互作用力
分子動能
分子勢能
分子間相互作用力：
二、內(nèi)能
1.概念：
構(gòu)成物體的所有分子，其熱運(yùn)動的 與 的總和，叫物體的內(nèi)能。
動能
分子勢能
注意：內(nèi)能不是一個(gè)分子或少數(shù)分子的能量，而是物體內(nèi)部所有分子的總能量。
2.單位：
（簡稱為 ，用 表示）
焦耳
焦
J
各種形式能量的單位都是焦耳。
熱、功、能的單位都是焦耳。
下列物體誰的內(nèi)能大更大？
同一物體溫度越高內(nèi)能越大
同一物體同一溫度質(zhì)量越大，內(nèi)能越大
0度的冰和0度的水
同一物體同一溫度物態(tài)不同，內(nèi)能不同
3. 影響內(nèi)能大小的因素
請同學(xué)們根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)說一說影響內(nèi)能大小的因素有哪一些？
、 、 、
、
種類
質(zhì)量
溫度
體積
狀態(tài)
物質(zhì)的種類和物質(zhì)的體積也會影響內(nèi)能的大小
當(dāng)體積減小時(shí)，分子間距減小，分子間勢能增加（以斥力為主時(shí)），從而導(dǎo)致總內(nèi)能增大。
4.內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別
機(jī)械能 內(nèi)能
研究對象 宏觀物體 微觀分子
概念 物體動能和勢能的總和 物體內(nèi)所有分子的動能和分子間相互作用的勢能的總和。
大小 取決于物體整體運(yùn)動狀態(tài)，與物體的速度、相對于地面的高度及彈性形變程度等因素有關(guān)。
取決于分子所處的狀態(tài)
1）內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能。
2）正在空中飛行的熱氣球具有哪些能量？
氣球在運(yùn)動有動能
氣球有高度有勢能
機(jī)械能
物質(zhì)是由分子構(gòu)成的
分子在運(yùn)動有分子動能
分子之間有力作用有分子勢能
內(nèi)能
3）靜止在水平地面上的球具有哪些能量？
動能為0，勢能為0，機(jī)械能也為0
球內(nèi)部所有的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，所以球具有內(nèi)能。
一切物體無論是否具有機(jī)械能，由于分子熱運(yùn)動的存在，所以一定具有內(nèi)能。
4）燒紅的鐵鍋具有內(nèi)能嗎？冰凍的水餃具有內(nèi)能嗎？
一切物質(zhì)的分子都在 做無規(guī)則運(yùn)動。燒紅的鍋具 能，冰凍的水餃，溫度雖然低，但其中的水分子仍然在做熱運(yùn)動，所以也具有 能。
5.一切物體都具有內(nèi)能
一切物體，不論溫度高低，不論是否運(yùn)動、都具有 能。
不停地
內(nèi)
內(nèi)
內(nèi)
想一想：
怎樣使鐵絲變熱？說一說你的方法。
用手抓住鐵絲
用手將鐵絲反復(fù)彎折
將鐵絲放入開水之中
用火燒鐵絲
將鐵絲在沙地摩擦
用錘子敲打鐵絲
將鐵絲反復(fù)纏繞
三、熱傳遞和內(nèi)能的改變
1.熱傳遞
①概念：溫度不同的物體互相接觸時(shí)，低溫物體溫度 ，高溫物體溫度 ，我們把這個(gè)過程叫做 。
②熱傳遞條件：必須存在
③熱傳遞方向：
從 溫物體到 溫物體， 或者從物體的 溫部分到 溫部分。
2.熱量
①概念：熱傳遞過程中傳遞 的多少，我們稱為熱量。符號為
②熱量的單位：
(簡稱 ，用 表示)
升高
降低
熱傳遞
溫度差
能量
Q
焦耳
焦
J
高
低
高
低
3.熱傳遞改變物體的內(nèi)能
①熱傳遞改變物體的內(nèi)能的實(shí)質(zhì)
②熱傳遞的過程：
內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程。
能量的轉(zhuǎn)移
4.熱傳遞改變內(nèi)能的實(shí)例
烤火取暖
熱水袋暖身
電熱毯
太陽能熱水器
天然氣燒開水
燃燒的篝火
內(nèi)能從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移。（注意：不是傳遞溫度）
除了熱傳遞，還有什么途徑可以改變物體的內(nèi)能？
鉆木取火
摩擦生熱
摩擦可以產(chǎn)生熱，這部分內(nèi)能是從哪里來的呢？
摩擦?xí)r物體克服摩擦力做了功，這部分內(nèi)能是物體克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化而來的。
演示實(shí)驗(yàn)：
做功改變內(nèi)能
實(shí)驗(yàn)1：在一個(gè)配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)脫脂棉，把活塞迅速壓下去，觀察發(fā)生的現(xiàn)象
四、做功和內(nèi)能的改變
脫脂棉燃燒起來
活塞壓縮空氣做功
空氣內(nèi)能增大，溫度升高
達(dá)到脫脂棉的燃點(diǎn)燃燒
機(jī)械能
內(nèi)能
對氣體壓縮做功
實(shí)驗(yàn)2：在燒瓶內(nèi)盛少量水 ，并蓋緊瓶塞 。向瓶內(nèi)打氣 ，當(dāng)瓶塞跳起時(shí)，觀察瓶內(nèi)的變化。
向瓶內(nèi)打氣瓶塞跳起，瓶內(nèi)出現(xiàn)白氣。
瓶內(nèi)氣體推動瓶塞做功（瓶塞挑起）
瓶內(nèi)氣體內(nèi)能減少，瓶內(nèi)氣體溫度降低
水蒸氣液化為小水滴(出現(xiàn)白氣)
氣體膨脹做功
內(nèi)能
機(jī)械能
做功和內(nèi)能的改變
1.內(nèi)容：外界對物體做功，物體的內(nèi)能 ，溫度 ；
物體對外界做功，物體的內(nèi)能 ，溫度 。
2.做功的實(shí)質(zhì)
能量的轉(zhuǎn)化
3.做功改變內(nèi)能的實(shí)例
搓手取暖——通過雙手摩擦做功，內(nèi)能增加，溫度升高。
火柴與打磨涂層摩擦做功，內(nèi)能增加，溫度升高，火柴點(diǎn)燃。
砂布擦污漬時(shí)，克服摩擦做功，內(nèi)能增加，溫度升高，鍋和砂布發(fā)熱。
飛船返回艙穿越大氣層時(shí)，克服空氣阻力做功，內(nèi)能增加，溫度太高，表面燃燒。
增加
升高
減少
降低
改變物體內(nèi)能的途徑是做功和熱傳遞
改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化
做功
熱傳遞
等效
改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移
功、熱量和內(nèi)能有相同的單位，都是焦耳（J）
特別注意：在分析能量及溫度變化的過程中，注意方向。
溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別
1. 熱量是過程量；溫度、內(nèi)能是狀態(tài)量
2. 表述區(qū)別
溫度只能說“是、降低、升高”
熱量只能說“吸收、放出”
內(nèi)能只能說“有、具有、改變”
溫度、熱量、內(nèi)能的聯(lián)系
溫度
（升高）
（吸收）
熱量
內(nèi)能
（增加）
不一定
不一定
不一定
不一定
不一定
一定
例：下列關(guān)于功、內(nèi)能、熱量及能量的轉(zhuǎn)化的描述中正確的是（　　）
A.火山具有內(nèi)能，冰山不具有內(nèi)能
B.溫度高的物體含有的熱量比溫度低的物體含有的熱量多
C.熱量總是從內(nèi)能大的物體傳通給內(nèi)能小的物體
D.做功和熱傳遞改變內(nèi)能是等效的
D
課堂總結(jié)
內(nèi)能
├── 內(nèi)能
│ ├── 物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動的動能與分子勢能的總和，叫物體的內(nèi)能；單位是焦（J）
│ └── 影響內(nèi)能大小的因素
│ └── 物體溫度、質(zhì)量、狀態(tài)、體積、種類
├── 熱傳遞改變內(nèi)能
│ ├── 熱傳遞
│ │ ├── 概念
│ │ └── 條件和方向
│ │ ├── 有溫度差
│ │ └── 高溫向低溫
│ └── 熱傳遞改變內(nèi)能
└── 做功改變內(nèi)能
└── 實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化（機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化）
課堂練習(xí)：
1.關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是（　　）
A．物體運(yùn)動的越快，物體的內(nèi)能越大
B．物體舉得越高，物體的內(nèi)能越大
C．溫度為-40℃的冰塊沒有內(nèi)能
D．內(nèi)能為零的物體不存在
D
2.“星星之火，可以燎原”。在紅軍長征途中，戰(zhàn)士們需要生火做飯和取暖。戰(zhàn)士們通過如圖所示的打火鐮打擊火石，濺出火星，引燃火絨得到明火。下列說法正確的是（　　）
A .濺出的火星不是光源
B .火絨燃燒后含有的熱量增大
C . 戰(zhàn)士在火堆旁取暖，是通過做功的方式改變內(nèi)能的
D . 飯熟后聞到飯香是因?yàn)榉肿釉诓煌５刈鰺o規(guī)則運(yùn)動
D
長風(fēng)破浪會有時(shí)，
直掛云帆濟(jì)滄海。
Thanks!
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