第十五章 熱和能一、單元復習目的1、知識與技能目標：（1）能用分子動理論解釋某些熱現(xiàn)象；嘗試用比熱容解釋某些自然現(xiàn)象；能用能量轉化和守恒的觀點分析物理現(xiàn)象。（2）知道做功的過程就是能量轉化或轉移的過程；通過實例了解能量及其存在的不同形式，能簡單描述各種各樣能量和我們生活的關系；知道能量守恒定律；能舉出日常生活中能量守恒的實例。（3）從能量轉化的角度認識燃料的熱值；通過能量轉化和轉移，認識效率。2、過程與方法目標：通過觀察和實驗，初步了解分子動理論；通過實驗，了解比熱容的概念。3、情感、態(tài)度與價值觀目標：（1）了解屬性（本章特指比熱容）對科技進步的影響。了解機械使用的歷史，認識機械使用對社會發(fā)展的作用。了解內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。感受各種能量和我們生活的關系。（2）有用能量轉化與守恒的觀點分析物理現(xiàn)象的意識。二、復習的重點和難點重點：能用比熱容解釋某些自然現(xiàn)象；做功的過程就是能量轉化或轉移的過程。難點：能用比熱容解釋某些自然現(xiàn)象。三、知識梳理四、教學課時：三課時第一課時一、基礎練習1、一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。2、擴散：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象。3、擴散現(xiàn)象說明：A分子之間有間隙。B分子在做不停的無規(guī)則的運動。4、熱運動：物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。溫度越高擴散越快。說明：溫度越高，分子無規(guī)則運動的速度越大。5、分子間有相互作用的引力和斥力。6、內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。7、影響物體內(nèi)能大小的因素：溫度、質量8、改變內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。二、復習內(nèi)容1、分子動理論及其應用：（1）物質是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10-10m來度量。（2）一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動擴散：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象說明：A分子之間有間隙。B分子在做不停的無規(guī)則的運動。課本P120圖15、1-3裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是：防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結果。實驗現(xiàn)象：兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻，結論：氣體分子在不停地運動。固、液、氣都可擴散，擴散速度與溫度有關。分子運動與物體運動要區(qū)分開：擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結果，而飛揚的灰塵，液、氣體對流是物體運動的結果。（3）分子間有相互作用的引力和斥力。，固體和液體很難被壓縮是因為：分子之間的斥力起主要作用。分子之間存在引力 固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。分子之間作用力十分微弱，可忽略不計。破鏡不能重圓的原因是：鏡塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍，鏡子不能因分子間作用力而結合在一起。2、內(nèi)能的初步概念：（1）內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。（2）物體在任何情況下都有內(nèi)能：既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用，那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。（3）影響物體內(nèi)能大小的因素：溫度：在物體的質量，材料、狀態(tài)相同時，溫度越高物體內(nèi)能越大。質量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時，物體的質量越大，物體的內(nèi)能越大。材料：在溫度、質量和狀態(tài)相同時，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同。存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質量相同時，物體存在的狀態(tài)不同時，物體的內(nèi)能也可能不同。（4）內(nèi)能與機械能不同：機械能是宏觀的，是物體作為一個整體運動所具有的能量，它的大小與機械運動有關內(nèi)能是微觀的，是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動，而不是物體的整體運動。（5）熱運動：物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。溫度越高擴散越快。說明：溫度越高，分子無規(guī)則運動的速度越大。3、內(nèi)能的改變：（1）內(nèi)能改變的外部表現(xiàn)：物體溫度升高（降低）物體內(nèi)能增大（減?。?。物體存在狀態(tài)改變（熔化、汽化、升華）內(nèi)能改變。反過來，不能說內(nèi)能改變必然導致溫度變化。（因為內(nèi)能的變化有多種因素決定）（2）改變內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。A、做功改變物體的內(nèi)能：B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別：由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同，所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質不同，前者能的形式發(fā)生了變化，后者能的形式不變。三、堂上練習四、教學反思第二課時一、基礎練習1、比熱容：單位質量的某種物質溫度升高（降低）1時吸收（放出）的熱量。2、比熱容是物質的一種特性，大小與物體的種類、狀態(tài)有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。3、水的比熱容為4.2×103J(kg·) 表示：1kg的水溫度升高（降低）11吸收（放出）的熱量為4.2×103J4、比熱容計算公式：吸m（tt0），放m（t0t）二、復習內(nèi)容1、比熱容： 定義：單位質量的某種物質溫度升高（降低）1時吸收（放出）的熱量。 物理意義：表示物體吸熱或放熱的本領的物理量。比熱容是物質的一種特性，大小與物體的種類、狀態(tài)有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。水的比熱容為4.2×103J(kg·) 表示：1kg的水溫度升高（降低）11吸收（放出）的熱量為4.2×103J水常調節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大2、計算公式：吸m（tt0），放m（t0t）3、熱平衡方程：不計熱損失 吸放三、復習過程例1：下列說法中正確的是 （ ）A、一杯煤油用去一半，它的比熱減為原來的二分之一B、吸收熱量多的物體比熱一定大C、高溫物體放出的熱量一定多D、質量相同的水和煤油吸收了相同的熱量，煤油升高的溫度大于水升長高的溫度例2：把質量為500克，溫度為40°C的鋁塊加熱到100°C，鋁塊吸收了多少熱量？如果這些熱量用來給水加熱，能使多少20°C的水升高到40°C？例3：質量不同，初溫相等的大、小兩個鐵塊，吸收了相等熱量后將它們接觸，則大、小鐵塊之間有沒有熱傳遞，為什么？四、堂上練習五、教學反思第三課時一、基礎練習1、燃料燃燒：化學能轉化為內(nèi)能。2、1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。3、熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內(nèi)能的本領大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關。4、熱機：利用燃料的燃燒來做功的裝置。能的轉化：內(nèi)能轉化為機械能5、內(nèi)燃機四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。二、復習內(nèi)容1、內(nèi)能的獲得燃料的燃燒燃料燃燒：化學能轉化為內(nèi)能。2、熱值（1）定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。（2）單位：J/kg（3）關于熱值的理解：對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質量而言，如果燃料的質量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學能轉變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。 熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內(nèi)能的本領大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關。（3）公式：Qmq（q為熱值）。實際中，常利用Q吸Q放即cm(t-t0)=qm聯(lián)合解題。（4）煤氣的熱值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。（5）火箭常用液態(tài)氫做燃料，是因為：液態(tài)氫的熱值大，體積小便于儲存和運輸（6）爐子的效率：定義：爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。公式：=Q有效/ Q總= cm(t-t0)/ qm3、內(nèi)能的利用（1）內(nèi)能的利用方式： 利用內(nèi)能來加熱；從能的角度看，這是內(nèi)能的轉移過程。 利用內(nèi)能來做功；從能的角度看，這是內(nèi)能轉化為機械能。（2）熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。能的轉化：內(nèi)能轉化為機械能蒸氣機內(nèi)燃機噴氣式發(fā)動機（3）內(nèi)燃機：將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒，轉化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。（4）內(nèi)燃機大概的工作過程：內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程，是由內(nèi)能轉化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉化為內(nèi)能。（5） 熱機的效率：熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。 公式：=W有用/ Q總= W有用/qm提高熱機效率的途徑： 使燃料充分燃燒盡量減小各種熱量損失機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。汽油機柴油機不同點構造：頂部有一個火花塞。頂部有一個噴油嘴。吸氣沖程吸入汽油與空氣的混合氣體吸入空氣點燃方式點燃式壓燃式效率低高應用小型汽車、摩托車載重汽車、大型拖拉機相同點沖程：活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端。一個工作循環(huán)活塞往復運動2次，曲軸和飛輪轉動2周，經(jīng)歷四個沖程，做功1次。（6）汽油機和柴油機的比較：4、能量守恒定律：能量即不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只是從一種形式轉化為其他形式，或者從一種物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。四、堂上練習五、教學反思