内能教案1

教学目的
    了解物体具有内能。知道分子无规则运动跟温度有关。
    教具
    两个烧杯、热水、凉水、红墨水、滴管。
    教学过程
    (一)复习提问
    1.分子动理论的基本要点是什么?
    2.扩散现象说明了什么?
    (二)内能
    1.分子动理论指出,物质由大量分子组成,分子永不停息地做无规则运动,分子之间有相互作用的引力和斥力。
    由于分子不停的无规则运动,每个分子都具有分子势能。
    物体内部大量分子做无规则运动所具有的能的总和,叫作物体的内能。
    2.物体的内能存在于物体内部,而且是组成物体的所有分子的能的总和。有限的几个分子的能之和,甚至单个分子的无规则运动的能都不叫内能。
    (三)内能和温度的关系
    1.根据内能的定义和分子动理论的内容。可以想象,由于分子体积之小,组成物体的分子数目之多以及分子运动的激烈和无规则,我们无法把物体中所有的分子的能逐个求出,更无法相加。所以,某物体中,内能的数值是无法测量和计算的,而且没有任何实际意义。我们只能从整个物体的外在的某些物理量去分析物体的内能。例如物体的温度、体积等。
    2.实验:温度越高,扩散现象越快(边演示边讲解)
    我们在两个同样大小的烧杯中分别装入大致等量的热水和冷水,再向水中分别轻轻注入一滴红墨水(先往冷水中滴)。请大家观察,红墨水在水中开始扩散,墨水在哪杯水中扩散得快?(学生回答)
    显然,墨水在热水中扩散得快!
    3.分析实验
    (1)扩散现象说明了什么?(学生回答)扩散现象说明分子做无规则运动。实验中的扩散现象说明了冷水、热水以及注入其中的墨水的分子做无规则运动。
    (2)热水中扩散得快又说明了什么?(学生回答)热水中扩散得快说明温度越高,分子无规则运动越激烈。我们说分子运动激烈,而不说速度大,那是因为热水中的分子运动的速度也是有大有小的,并不是所有分子的运动速度都大。
    4.由于物质分子运动的激烈程度跟物体的温度有关,温度升高,分子运动更激烈。所以,往往把物体内部大量分子的无规则运动叫热运动。
    5.物体的内能是大量分子无规则运动的能的总和。所以,当物体温度升高时,分子运动得更激烈,物体的内能增大;反之,温度降低时,物体分子运动的激烈程度有所下降,物体的内能减小。
    概括起来,物体的内能大小,可以通过物体的温度高低来反映。温度升高,标志着物体内能增大;温度降低,标志着物体内能减小,所以习惯上也把内能叫作热能。
    (四)一切物体都有内能
    从分子动理论和内能的定义可知,一切物体都由大量分子组成,分子在不停地做无规则运动,大量分子无规则运动的能的总和叫内能,那么一切物体都有内能。温度高的物体具有内能,温度低的物体也具有内能。固态、液态、气态等不同状态下,物体也都具有内能。
    需要明确指出的是,虽然一切物体都具有内能,但是物体内能的数值是无法计算的,也是没有意义的。在物理学中真正有意义的是当物体温度发生变化时,物体的内能的增加量或减少量。
    (五)机械能和内能的比较
    机械能包括动能和势能,机械能和整个物体的机械运动有关。同一个物体,速度越大,动能越大;被举的越高,重力势能越大;发生的弹性形变越大,弹性势能越大。
    内能和物体内大量分子的热运动情况有关,从物体温度是否改变可判断物体内能是否改变。
    所以,内能是区别于机械能的另一种形式的能。
    如本章开始时所说,一个物体的机械能可以由大变小,甚至机械能消失了,如滚摆不能永无休止地运动。那么机械能哪里去了呢?原来,物体在做机械运动时,总要克服摩擦阻力做功,做功就消耗了机械能,转变成物体的内能。机械能和内能之间的转化问题,留待以后进一步学习。

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