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1、
第十五章 熱和能
一、單元復(fù)習(xí)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)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(guān)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(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值;通過能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)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
2、。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(guān)系。
(2)有用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點分析物理現(xiàn)象的意識。
二、復(fù)習(xí)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(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)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(xué)課時:三課時
第一課時
一、基礎(chǔ)練習(xí)
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(zhì)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
3、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:①溫度、②質(zhì)量
8、改變內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。
二、復(fù)習(xí)內(nèi)容
1、分子動理論及其應(yīng)用:
(1)物質(zhì)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
①擴散:不同物質(zhì)在相互接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象。
②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。
③課本P120圖15、1-3裝
4、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(jié)果。實驗現(xiàn)象:兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻,結(jié)論:氣體分子在不停地運動。
④固、液、氣都可擴散,擴散速度與溫度有關(guān)。
⑤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(jié)果,而飛揚的灰塵,液、氣體對流是物體運動的結(jié)果。
(3)分子間有相互作用的引力和斥力。
①,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。
②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。
③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
5、用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結(jié)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:①溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大。②質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大。③材料:在溫度、質(zhì)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。④存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)
6、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(guān)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(guān)。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
7、變必然導(dǎo)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(zhì)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(xí)
四、教學(xué)反思
第二課時
一、基礎(chǔ)練習(xí)
1、比熱容:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。
2、比熱容是物質(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。
3
8、、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
4、比熱容計算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)
二、復(fù)習(xí)內(nèi)容
1、比熱容:
⑴ 定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。
⑵ 物理意義:表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。
⑶比熱容是物質(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。
⑷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
⑸水常調(diào)節(jié)氣溫、取暖、
9、作冷卻劑、散熱,是因為水的比熱容大
2、計算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)
3、熱平衡方程:不計熱損失 Q吸=Q放
三、復(fù)習(xí)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量不同,初溫相等的大、小兩個鐵塊,吸收了
10、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(xí)
五、教學(xué)反思
第三課時
一、基礎(chǔ)練習(xí)
1、燃料燃燒:化學(xué)能轉(zhuǎn)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(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)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(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。
4、熱機:利用燃料的燃燒來做功的裝置。能的轉(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)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(fù)習(xí)內(nèi)容
1、內(nèi)能的獲得——燃料的燃燒
11、
燃料燃燒:化學(xué)能轉(zhuǎn)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(guān)于熱值的理解:
① 對于熱值的概念,要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)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(guān)。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。
② 熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只
12、與燃料的種類有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。
(3)公式:Q=mq(q為熱值)。
實際中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′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:
① 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。
② 公式:η=Q有效/ Q總= cm(t-t0)/ qm′
3、內(nèi)能的利用
(1)內(nèi)能的利用方式:
⑴ 利用內(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。
⑵ 利用
13、內(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
(5) 熱機的效率:熱機用來做有用功的
14、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:η=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(gòu)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(yīng)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(fù)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(fù)運動2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為其他形式,或者從一種物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。
四、堂上練習(xí)
五、教學(xué)反思
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