物體的內(nèi)能 教學設(shè)計
演示壓縮空氣，硝化棉燃燒。說明外力壓縮空氣過程，對氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度升高到棉花的燃點而使其燃燒。以上實例說明做功可以改變物體的內(nèi)能。（2）在爐灶上燒熱水，火爐烤熱周圍物體，這些物體溫度升高內(nèi)能增加。這些實例說明依靠熱傳遞方式也可以使物體的內(nèi)能改變。物體吸收熱量，內(nèi)能增加。物體放出熱量，物體的內(nèi)能減少。如果傳遞給物體的熱量用q表示，物體內(nèi)能的變化量是δe，那么，q=δe。熱量的計算公式有：q=mcδt，q=ml，q=mλ（后面的兩個公式分別是物質(zhì)熔解和汽化時熱量的計算式）。熱量的單位是焦耳，過去的單位是卡。所以做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。（3）做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。一杯水可以用加熱的方法（即熱傳遞方式）傳遞給它一定的熱量，使它從某一溫度升高到另一溫度。這過程中這杯水的內(nèi)能有一定量的變化。也可以采取做功的方式，比如用攪拌器在水中不斷攪拌，也可以使這杯水從相同的初溫度升高到同一高溫度，這樣，水的內(nèi)能會有相同的變化量。兩種方式不同，得到的結(jié)果是相同的。除非事先知道，否則我們無法區(qū)別是哪種方式使這杯水的內(nèi)能增加的。因此，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。（4）雖然做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的，但是這兩種方式的物理過程有本質(zhì)的區(qū)別。做功使物體內(nèi)能改變的過程是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。而熱傳遞的過程只是物體之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，沒有能量形式的轉(zhuǎn)化。課上練習：1.判斷下面各結(jié)論是否正確？（1）溫度高的物體，內(nèi)能不一定大。（2）同樣質(zhì)量的水在100℃時的內(nèi)能比60℃時的內(nèi)能大。（3）內(nèi)能大的物體，溫度一定高。（4）內(nèi)能相同的物體，溫度一定相同。（5）熱傳遞過程一定是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞熱量。（6）溫度高的物體，含有的熱量多，或者說內(nèi)能大的物體含有的熱量多。（7）摩擦鐵絲發(fā)熱，說明功可以轉(zhuǎn)化為熱量。答案：（1）、（2）是對的。2.在標準大氣壓下，100℃的水吸收熱量變成同溫度的水蒸氣的過程，下面的說法是否正確？（1）分子熱運動的平均動能不變，因而物體的內(nèi)能不變。（2）分子的平均動能增加，因而物體的內(nèi)能增加。（3）所吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量。（4）分子的內(nèi)能不變。答案：以上四個結(jié)論都不對。（三）課堂小結(jié)（1）這節(jié)課上新建立了三個物理概念：分子熱運動的平均動能、分子勢能、內(nèi)能。要知道這三個概念的確切含義，更為重要的是能夠區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量，知道內(nèi)能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系。（2）要掌握三個物理規(guī)律：分子熱運動的平均動能與溫度的關(guān)系、分子間的相互作用力與分子間距離的關(guān)系、做功與熱傳遞在使物體內(nèi)能改變上的關(guān)系。（四）說明這節(jié)課是概念性很強的課，又不是從物理實驗或物理現(xiàn)象直接得出結(jié)論的課。對于概念要知道引入的目的、確切含義、與其他概念的區(qū)別和聯(lián)系。所以課上要講分子熱運動平均動能、內(nèi)能、熱量等概念的意義，并且要通過實際例題，讓學生通過判斷、推理來加深對這些概念的認識