有关物体的内能，改变内能的两种方式的教学建议 .doc

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1、有关物体的内能，改变内能的两种方式的教学建议这部分教材，主要研究下述二个内容：%1分子动能，分子势能，物体的内能；%1改变物体内能的两种物理过程：做功和热传递；这部分教学内容，是前面分子动理论的发展，是初屮学过的热能的加深和扩充。教学中有几点建议如下：要区分温度、内能、热量、热能、热运动、热现象、热平衡这几个热学概念的不同含意，避免混淆。这几个概念学生在初屮阶段已经接触过，限于当时知识水平,要把它们分清楚是比较困难的.现在再学习时，有必要从本质含意上做些解释和辨别，澄清糊涂之处.(1)温度：温标丄的标度，是用来表示物体冷势程度的物理量，这是初屮的提法.高屮从分子动理论观点

2、看，温度是物体分子平均动能的标志(严格地讲，应是“平均平动动能”•中学不讲转动动能，也不区分单原子分子、双原子分子，故笼统地说成平均动能了).物体温度的升高或降低，标志着物体内部的分子热运动的平均动能增加了或减少了•温度的高低直接反映了物体内部分子热运动的情况，所以在热学中温度便成为描写物体热运动状态的基本参量之一.因分子运动是无规则的，故每个分子的动能会不相同.分子平均动能是大量分子热运动的动能的平均值，比如设各个分子的速度为VI,V2,V3……共n个分子，则其平均值为皿“22mV1+严+・・1+—mv2式中/是速度平方的平均值，它并不是平均速度的平方(V)2o温度是大

3、量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对于个别分子來说，温度是没有意义的.(2)内能：物体内所有分子所具有的动能和势能的总和。分子的动能跟温度有关，分子的势能跟分子间的距离（即物体的体积）有关，所以物体的内能跟温度、体积都有关系•另外内能还跟物体内所含分子的数H有关,分子数戸越多，内能也越大.由于分子的质量很小很小•因此单个分子的动能和势能是很小的.但是物体屮包含的分子数H是很多很多的，所以物体的内能还是较大的.例如在室温下的一个氢分子的动能（平均来说）为5X10-21J,1ms的氢气所有分子的动能总和约为1.4XlOnJo分子动能学生容易理解，分子势能就较难懂了.分

4、子势能是由分子间的和对位置所决定的.由于分子间既存在着引力，又存在着斥力，所以分子间距离改变吋，既要考虑引力做功，又要考虑斥力做功，而分子势能的变化取决于两者的合成量,可是这样分析分子势能，过于繁杂。学生难于掌握，教材采用弹簧连接小球的简化模型来比喻，学生就容易想象了。为了使学生能具体地领会内能的含意，可以让学生思考下列问题：%11kg40°C的水跟1kg80°C的水哪个内能多？%11kg40°C的水跟2kg40°C的水哪个内能多？%11kg100°C的水跟1kg100°C的汽哪个内能多？内能与机械能是截然不同的，不能混为一谈，内能是由大量分子的热运动和分子间相对位置所决

5、定的能量，机械能是物体作机械运动和物体形变所决定的能量，物体可以具有内能的同时又具有机械能（如正在空屮飞行的炮弹）。两种形式能量之间可以互相转化。（3）热量：这里指热传递（如吸热、放热）过程屮内能的改变量。热量是在热质说占统治地位吋引入的一个物理量，当吋定义为“热质之量”。现在的“热量”，其含意已跟热质说时的定义完全不同了。在热传递过程屮，内能从高温物体传递给低温物体，高温物体的内能减少，低温物体的内能增加，热量量度了热传递过程屮内能转移的数量，或者说，热量用来量度热传递过程屮物体内能增减的多少，一个物体的内能是无法测定的，而在某种过程屮物体内能的变化却是可以测定的，热量

6、就是用来测定内能变化的一个物理量，热量是在热传递过程屮出现的量，热量的多少可以这样计算：出物体的温度有升降吋吸收或放出热量Q=mc-At——热量跟温度差成正比；为物体的状态改变吋，热量Q=mX或Q=mL——根据物质的熔化热或汽化热來计算热量；如果是燃料的燃烧，则Q=mq——热量跟燃料燃烧值有关，离开了过程（物体升温降温过程、状态变化过程、燃烧过程等等）讲热量，是没有意义的.（4）热能：是内能的通俗的不甚确切的说法.也有人主张，热能是指分子热运动的动能，是内能的一部分（见《辞海》）•为了避免混乱，在高屮教学屮应尽量不用热能这个名词.分子的热运动、热现彖和热平衡，也是学生读书

7、时容易疏忽，运用时容易混淆的概念，需要作些对比分析.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但做功和热传递是有木质区别，做功是其它形式的能跟内能之间的转化，而热传递是内能由一个物体（或物体的一部分）转移到另i个物体（或物体的另一部分）前者能量的形式发生变化，后能量的形式没有变化。教学屮要给学生指明上述联系和区别。