第十三章内能。
第一节、分子热运动。
【教材解读】
1、了解分子运动论。
自然界存在着各种热现象:物体温度的变化,物质状态的变化,物体热胀冷缩的现象等。这些热现象的解释,都涉及到热现象的本质是什么?
这也是人类长期探索的问题,直到17世纪和18世纪期间,人们才开始认识到热现象是由物质内部大量微粒的运动引起的,这种认识逐渐发展成为一种科学理论:分子运动论。到19世纪建立了能量的概念,人们又逐渐认识到与热现象相联系的能量——内能,用分子运动论和内能的观点,可以解释很多热现象。
分子运动论主要内容为:1、物质有分子组成;2、分子在不停的做无规则运动;3、分子间存在相互作用的引力和斥力。
2、扩散现象。
猜想:打开香皂盒闻到香味,说明香气的分子发生了。
往盛有水的烧杯中,滴入红墨水,过一会儿,观察到现象。
上面的实验是一种扩散现象。即不同的物质在接触时彼此进入对方的现象,叫做扩散。在我们日常生活中,扩散现象很常见。
扩散能发生在体和体之间、 体和体之间。科学家们把磨得很光的铅片和金片紧压在一起,在室温下放置5年后再将它们切开,可以看到它们互相渗入约1 mm深。这说明扩散也可以在体和体之间发生。
取三只烧杯,分别倒入冷水、温水和热水,然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁,观察比较三只杯内墨汁扩散的快慢。
实验结果表明:温度越高,扩散过程越快。扩散得快,说明分子无规则运动的速度大,即分子无规则运动激烈。
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。
3、分子间的作用力。
这是一个铅块,我们知道它是由组成的,组成它的分子在不停地运动着,那么为什么铅块没有飞散开?是什么原因使它们聚合在一起呢?
是分子间的引力作用使铅分子聚合在一起的。
将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,如图(a)两块铅就会结合起来,下面吊一个重物都不能把它们分开。这个实验表明。
分子间的引力使得固体和液体能保持一定的体积,那么,我想把粉笔压缩得短一些,容易做到吗?为什么?
因为分子之间还存在另一种作用力——斥力。正是由于斥力的存在,使得分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩。
分子之间既有引力又有斥力,这就好像被弹簧连着的小球。当分子间的距离很小时,作用力表现为斥力;当分子间的距离稍大时,作用力表现为引力。如果分子相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略。
【知识归纳】
1、常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。分子如此之小,人们通常以10-10 m为单位来量度分子。
2、不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。固、液、气都可扩散,扩散速度与温度有关。分子运动与物体运动要区分开:
扩散、蒸发等是分子运动的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是物体运动的结果。扩散现象说明一切物质分子都在不停地做无规则运动。
3、分子间存在引力和斥力。
①当分子间的距离d=分子间平衡距离 r ,引力=斥力。
d<r时,引力<斥力,斥力起主要作用,固体和液体很难被压缩是因为:分子之间的斥力起主要作用。
d>r时,引力>斥力,引力起主要作用。固体很难被拉断,钢笔写字,胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。
当d>10r时,分子之间作用力十分微弱,可忽略不计。
破镜不能重圆的原因是:镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围,镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
4、温度越高扩散越快。分子的运动跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。我们把分子无规则运动叫做分子的热运动。
第二节、内能。
【教材解读】
1、分子动理论告诉我们,分子永不停息地无规则运动着。那么公子也同一切运动物体具有动能一样,也具有动能。分子动理论还告诉我们:分子之间有相互作用力,这又使分子具有势能。
2、物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。物体内部的每一个分子都在运动,都受分子作用力,但每单个分子的动能和势能,不是物体的内能。内能是指物体所有分子无规则运动的动能和势能的总和。
内能也不同于机械能。物体的动能跟物体的速度有关,物体的重力势能跟物体被举起的高度有关。一个钢球是否运动,是否被举高,这只能影响钢球的机械能,并不是能改变钢球内分子无规则运动的动能和势能。
那么物体的内能跟什么有关呢?
3、物体内能既然是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和,那么当分子运动加剧时,物体的内能也就增大。物体的温度升高,其内部分子的无规则运动加剧。
4、一切物体都有内能。这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着。炽热的铁水,温度很高,分子运动激烈,它具有内能。
冰冷的冰块,温度虽低,其内部分子仍在做无规则运动,它也具有内能。
5、分析在水平光滑桌上滑动的木块具有什么能。
首先木块有势能,也有动能统称为机械能。机械能与整个物体的机械运动情况有关。
木块内部的分子做无规则运动,且分子间有作用力,木块有内能。内能与物体内部分子的势运动和分子间的相互作用有关。
【知识归纳】
1、物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能:既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块。
3、影响物体内能大小的因素:①温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大。
②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。③材料:
在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。④存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
4、内能与机械能不同:
机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关。
内能是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动,而不是物体的整体运动。
所以内能是不同于机械能的另一种形式的能量。
5、内能改变的外部表现:
物体温度升高(或降低)——物体内能增大(或减小)
物体存在状态改变(熔化、汽化、升华)——内能改变。
反过来,不能说内能改变必然导致温度变化。因为内能的变化有多种因素决定。
6、改变内能的方法:做功和热传递。
7、热传递过程中,传递能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。(物体含有热量的说法是错误的)
8、温度、热量、内能区别:
温度:表示物体的冷热程度。
热量:是一个过程。
内能:是一个状态量。
指出下列各物理名词中“热”的含义:
热传递中的“热”是指:热量热现象中的“热”是指:温度。
热膨胀中的“热”是指:温度摩擦生热中的“热”是指:内能(热能)
第三节、比热容。
【教材解读】
1、思考:盛有等质量的水和食用油的两只烧杯,但我们明显地看出两者的体积不相同,这是为什么?
不同的物质其密度不同,密度是物质的属性。
电加热器(俗称:“热得快”),每秒钟放出的热量是一定的,两个电加热器是相同的,在相同的时间里它们放出的热量也是相等的。
结果:食用油温度升得快。这表明质量相等的水和食用油在温度升高的度数相同时,食用油吸收的热量比水少。
2、质量相等的不同物质,在温度升高的度数相同时,吸收的热量是不同的。这跟我们在测量物体质量时,遇到的情况相似;相同体积的不同物质,质量一般不相同。当时为表示物质的这一特性,引入了密度的概念即某种物质单位体积的质量。
那么,现在我们应该怎样表示上述实验所反映的物质特性呢?
单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。
比热容是通过比较单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收的热量,来表示各种物质的不同性质。
3、 比热容的单位是有热量、质量和温度的单位共同组成的组合单位。
比热容是物质的一种属性,如一滴水与一盆水的比热容是相等的、一根铁钉一段铁丝的比热容是相等的……
同种物质在不同状态下的比热容是不同的……
4、热量的计算公式:
吸收的热量=物质的比热容×物体的质量×升高的温度。
放出的热量=物质的比热容×物体的质量×降低的温度。
即:q=cmt
变形m = q/c t
c = q/m t
【知识归纳】
1、 比热容(c)
定义:单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收的热量,比热容的单位是:焦每千克摄氏度,符号是 j/(kg·℃)
⑵ 物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量。
2、比热容是物质的一种属性,它不随物质的形状 、 大小、温度的改变而改变,只要物质相同,状态一定,比热容就相同。
3、水的比热容是:c=4.2×103j/(kg·0c),它表示的物理意义是:每千克的水温度升高10c时,吸收的热量是4200j。
4、水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
5、热量的计算公式:
吸收的热量=物质的比热容×物体的质量×升高的温度。
q吸=cm(t-t0)=cm△t
放出的热量=物质的比热容×物体的质量×降低的温度。
放=cm(t0-t)=cm△t
q吸是吸收热量,q放是放出热量,单位是:焦耳 j;c 是物体的比热容,单位是:焦每千克摄氏度j/(kg·℃)m是质量;t0是初温;t 是末温;δt指物质的温度差)
第十四章内能的利用。
第一节、热机。
【教材解读】
1、思考:由能量守恒定律可以看出,转移、转化是能量运动的普遍形式。人类在利用能量方面所从事的主要工作正是广泛地寻找其**,有效地控制其去处,以达到驾驭它,利用它,让它为人类造福的目的。
那么人们是如何利用内能的呢?
2、内能的利用。
1)加热。举例:煮饭、取暖、工厂的热处理等。
九年级物理导学案
第四节热机。课本预习 热机。1 燃料燃烧时产生的传给和 塞子受到的压力而冲出去,的转化为塞子的。2 人们发现可以 并制造了各种利用的机械。3 的种类很多,例如等。4 燃料直接在内燃烧产生的叫做是现代社会中最常见的一种 汽车的动力机械就是。5 可以分为和两大类。汽油机。6 要使汽油机连续工作,活塞必须...
九年级物理导学案
13.1分子热运动。一。学习目标。1.知道物质是由分子和原子组成的。2.了解分子运动论的三条内容,并能用分子热运动的知识理解扩散现象,会解释日常现象。3.分子间存在相互作用力。二。重点 能识别扩散现象,并能用用分子动理论的观点进行解释。三。难点 通过类比的方法了解分子之间既存在引力又存在斥力。四。必...
九年级物理导学案
九年级物理导学案 13.1弹力。班级姓名课型 新授课时 1课时执笔人 冯琳琳。学习目标 知识与能力 知道什么是形变,物体形变时能产生力及力的单位 弹簧测力计的原理 结构和使用方法 知道发生形变的物体具有的能。过程与方法 通过 物体形变大小与外力的关系,领悟弹簧测力计原理 通过观察和对比,认识弹簧测力...