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时间:2018-04-03
《新课标人教版1-2选修一1.2《物体的内能》word教案2》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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;②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,是初中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中阶段已经接触过,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:温标上的标度,是用来表示物体冷势程度的物理量,这是初中的提法.高中从分子动理论观点看,温度是物体
2、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v1,v2,v3……共n个分子,则其平均值为温度是大量分子热运动的集体表现,是含有统计意义的,对于个别分子来说,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
3、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目有关,分子数目越多,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.但是物体中包含的分子数目是很多很多的,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5×10-21J,1m3的氢气所有分子的动能总和约为1.4×105J。分子动能学生容易理解,分子势能就较难懂了.分子势能是由分子间的相对位置所决定的.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时,既要考虑引力做功,又要考虑斥力做功,
4、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℃的水跟1kg80℃的水哪个内能多?②1kg40℃的水跟2kg40℃的水哪个内能多?③1kg100℃的水跟1kg100℃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(如正在空中飞行的炮弹)。两种形式能量之间可以互相转化。(3)热量:这里
5、指热传递(如吸热、放热)过程中内能的改变量。热量是在热质说占统治地位时引入的一个物理量,当时定义为“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。在热传递过程中,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中内能转移的数量,或者说,热量用来量度热传递过程中物体内能增减的多少,一个物体的内能是无法测定的,而在某种过程中物体内能的变化却是可以测定的,热量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中出现的量,热量的多少可以这样计算:当物体的温度有升降时吸收或放出热量Q=mc·△t——热量跟温度差成正比;当物体的状态改
6、变时,热量Q=mλ或Q=mL——根据物质的熔化热或汽化热来计算热量;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,在高中教学中应尽量不用热能这个名词.分子的热运动、热现象和热平衡,也是学生读书时容易疏忽,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本质区别,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
7、体的一部分)转移到另一个物体(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。教学中要给学生指明上述联系和区别。
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