人教版九年级物理上册第十三章--内能.pptx

第十三章 内能第1节 分子热运动l 1.知道物质是由分子、原子构成的，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，并且其运动的快慢与温度有关。l 2.能识别扩散现象，并能用分子动理论的观点进行解释。l 3.知道分子间存在着相互作用力。盛夏时节，百花绽放，四溢的花香引来了长喙天蛾吸食花蜜。花香是如何传播的？“花香”到底是什么？花香可看见吗？花香怎么传播？花香是什么？思 考 思 考新课讲解讨论（1）水、铁是由什么构成的？（2）同样重量的水和铁，在构成物质上有什么不同？（1）水是由水分子构成的，铁是铁原子构成的。（2）水分子的数量少于铁分子的数量。（3）常见的物质是由极其微小的粒子分子、原子构成的。有的分子由多个原子组成，有的分子由单个原子组成。一、物质的构成1.常见的物质的构成播放视频新课讲解讨论用肉眼和光学显微镜无法分辨，电子显微镜可观察到分子数目巨大一、物质的构成2.分子很小，通常以10-10m为单位来量度分子电子显微镜下的铝合金易拉罐表面新课讲解讨论酒精与水混合后，总体积变小，说明分子间有间隙一、物质的构成3.分子间有间隙新课讲解讨论一、物质的构成分子是运动的还是静止的？相互之间有没有作用力？如何了解构成物体的分子的情况？虽然肉眼不能直接观察到分子，但可以通过物体的一些宏观表现来推断构成物体的分子的情况。下列说法中不正确的是（）A.物质是由分子、原子构成的B.分子是保持物质化学性质的最小微粒C.分子是不可再分的最小微粒D.分子的直径约为10-10mC分子不是最小的微粒，分子由原子构成。分子是保持了物质原来性质（化学性质）的最小微粒。例典例分析新课讲解讨论二、分子热运动1.扩散现象【实验目的】观察气体是否扩散【猜想与假设】气体是扩散的【实验器材】【实验步骤】（1）下面瓶子装有红棕色二氧化氮气体，上面瓶子装有空气。（2）撤掉玻璃板。（3）等候一段时间，观察。点击画面播放动画新课讲解归 纳二氧化氮进入盛放空气的瓶子里，空气进入盛放二氧化氮的瓶子里，空气和二氧化氮气体彼此进入对方，说明气体分子在运动。因此，气体分子在不停地运动着。新课讲解讨论二、分子热运动1.扩散现象【实验目的】观察液体是否扩散【猜想与假设】液体是扩散的【实验器材】【实验步骤】（1）量筒内装有一半清水，用细管在谁的下面注入蓝色硫酸铜溶液。（2）静置30天，中间观察。点击画面播放动画新课讲解归 纳分界面便模糊，硫酸铜和水体彼此进入对方，说明硫酸铜和水分子都在不停的运动。因此，液体分子在不停地运动着。新课讲解讨论1.扩散现象【实验目的】观察固体是否扩散【猜想与假设】固体会发生扩散的【实验器材】实验前 叠在一起 放置五年【实验步骤】（1）把磨得光滑的铅块和金块压在一起，放置五年点击画面播放动画铅块金块金块铅块金块铅块新课讲解归 纳紧压在一起的铅块和金块在放置了5年后会互相渗入约1mm 深。所以，固体分子在不停的运动着。在刚刚装修好的房间内，能闻到强烈的甲醛气味，这是由于甲醛分子_造成的.研究表明吸入或接触甲醛会对人体造成多种危害，因此应尽量避免吸入或接触甲醛.无规则运动 例典例分析新课讲解讨论二、分子热运动2.分子热运动【实验目的】观察分子运动与温度的关系【猜想与假设】分子运动越快，温度越高【实验器材】【实验步骤】（1）将红墨水滴入冷水中，观察其扩散现象。（2）将红墨水滴入热水中，观察其扩散现象。新课讲解归 纳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。新课讲解讨论 三、分子间的作用力 分子间既有斥力又有张力是什么力使得两块铅块结合在一起？实验观察1实验观察2气体被压缩时都会产生“抵抗”，要是压缩液体和固体呢？实验观察3测力计的示数为什么会变大？新课讲解归 纳当r=r0 引力=斥力当rr0 引力 斥力当rr0 引力 10r0 无作用力 某老师引导学生理解固体、液体和气体的微观结构时，带领学生们做游戏.用人群的状态类比物体的状态，如图所示，图中的甲、乙、丙三种情景分别对应的是（）A.固态、液态、气态B.气态、固态、液态C.固态、气态、液态D.液态、气态、固态C解析：由固态、液态、气态的微观模型可知，固态分子的排列十分紧密，粒子之间有强大的作用力，有一定的体积和形状；气态分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动；图丙中的情景介于图甲和图乙之间，属于液态分子的排列结构。例典例分析课堂小结一、分子动理论.物质是由分子、原子构成的。.分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象）。.分子间存在着相互作用的引力和斥力。二、分子运动的快慢与温度有关 温度越高，分子的无规则运动越剧烈。1.下列现象中能说明“一切物质的分子都在不停地做无规则运动”的是（）A.在房间里喷洒一些香水，整个房间会闻到香味 B.长期堆放媒的墙角，墙壁内较深的地方也会发黑 C.早晨扫地时，常常看到室内阳光下尘土飞扬 D.开水中放一块糖，整杯水都会变甜ABD2.物体中大量分子做热运动的速度，跟下列因素有关的是（）A.物体温度的高低 B.物体运动速度的大小 C.物体密度的大小 D.物体机械能的大小A4.当红墨水分别滴入热水和冷水中时，可以发现热水变色比冷水快，这说明温度越高，水中大量分子的热运动_。越剧烈3.“墙内开花墙外香”主要涉及的物理知识是_。扩散现象5.下列现象中能用“分子的无规则运动”观点加以解释的是（）A、春天，柳絮飞舞 B、夏天，玉兰飘香C、秋天，落叶纷飞 D、冬天，瑞雪飘飘B机械运动嗅觉机械运动 机械运动第十三章 内能第2节 内能l 1.了解内能的概念，知道内能与物体温度的关系。l 2.知道热传递过程中，物体吸收热量，温度升高；放出热量，温度降低，内能发生改变。l 3.了解热量的概念，热量的单位是焦耳。l 4.知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。信息捕获思考推动壶盖运动的能量来自何方？来自壶内水蒸气的内能运动的足球具有运动能 我在动,也有动能噢！运动的分子呢？构成物质的分子在不停地做热运动，同样具有动能，而分子间具有相互作用力，又使得它们具有势能。构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳（J）注意：一切物体在任何情况下都有内能一、内能机械能与内能有什么区别？机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。内能和什么因素有关情境再现同一物体，温度越高分子无规则运动越剧烈它的内能就会越多对比分析 对比分析：反过来说呢？温度越高分子无规则运动越剧烈组成这个物体的所有分子的动能总和增加这个物体的内能也就增加扩散越快分子动能就越大（2）物体的内能大小还与分子数目（物体质量）有关温度相同时，分子数目越多（质量越大）物体内能越大。（3）内能还与物体的状态有关因为状态变了，分子间距就发生变化，分子势能就随之变化，所以内能改变。（1）同一物体，内能的大小看温度！内能的大小跟物体的温度、质量、体积、状态等有关；当物体温度升高时，内能会增大。归 纳下列有关物体内能的说法中，正确的是（）A.0的物体没有内能B.内能是物体内部一部分分子做无规则运动所具有的能C.内能是物体具有的动能和势能的总和D.一切物体都有内能D机械能 内能是物体内部所有分子的分子动能和分子势能的总和，一切物体在任何时刻任何温度下都具有内能。例典例分析 给你一根粗铁丝，你有几种办法升高它的温度，增大它的内能？二、物体内能的改变使铁丝温度升高1用火烧2太阳晒3用手焐4用手搓5.用纱布摩擦6用锤敲7反复弯折用温度更高的物体使铁丝温度升高温度升高的过程，往往伴随着运动A.物体吸热内能增加B.物体放热温度升高温度降低内能减少讨论:热传递改变内能的实质是什么?内能发生转移高温物体低温物体转移到(不同物体之间)高温部分 低温部分(同一物体之间)1.热传递改变内能思考：内能改变多少可以用什么来量度呢？内能改变多少可用传递的热量的多少来量度.热量:在热传递过程中，传递的能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳，符号是（J）。内能改变多少可用传递的热量的多少来量度？想一想:生活中哪些地方是利用热传递(三种方式)来改变内能的.晒太阳 烧水水变热 放在热烫中的金属勺子变热了搓手时手变热了滑下时摩擦发烫了钻木取火内能增加了2.做功改变内能【实验目的】做功能否改变物体的内能【猜想与假设】对物体做功可能使物体 的内能增加【实验器材】活塞、硝化棉、厚玻璃筒【实验步骤】用力压缩活塞，观察现象。2.实验探究做功能否改变内能活塞压缩空气，空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉燃点，硝化棉燃烧归 纳 归纳【实验目的】做功能否改变物体的内能？【猜想与假设】物体对外做功可能使物体 的内能减少【实验器材】瓶塞、玻璃瓶、打气筒【实验步骤】用打气筒往瓶子里面打气，观察现象瓶塞跳起，且瓶内出现水雾，水蒸气液化。说明获得了动能，瓶内空气对瓶塞做了功，水蒸气液化，空气温度降空气膨胀对瓶塞做功，空气温度降低，内能减小低了。归 纳 归纳1.内能的定义物体内部所有分子无规则运动的动能和分子相互作用的势能的总和叫物体的内能。2.改变内能的方法（1）热传递（2）做功下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是（）A.物体温度升高，一定吸收了热量B.物体放出热量时，温度一定降低C.物体温度升高，内能一定增加D.物体内能增加时，温度一定升高物体温度升高可能是对物体做了功，也可能是物体吸收了热量.解析：改变物体内能的方式有做功和热传递，它们在改变物体的内能上是等效的.C物体的温度升高，其内部分子的动能增加，所以内能一定增加.当晶体在熔化和凝固时，分别吸收和放出热量，而温度保持不变，所以B、D选项错误.例典例分析热传递和做功改变物体的内能是等效的。3.内能改变多少的量度（1）热传递（2）做功传递的热量来量度做功的多少来量度1.下列说法中正确的是（）A0的物体没有内能B温度高的物体内能一定大C物体的温度升高，它的内能增加D物体的内能增加，它的温度一定升高C2.如图，礼花筒利用筒内的高压空气膨胀，将彩带喷向空中，产生喜庆效果。则高压空气膨胀过程中（）A对外做功内能增加 B分子热运动加剧 C向外界传递热量 D内能转化为机械能 D【内能与热量的区别】（1）内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和势能的总和，是一个状态量，常说“具有多少内能”；（2）热量是指在热传递过程中，转移的那部分内能，是一个过程量，常说“吸收热量”或“放出热量”，“传递热量。不能说“物体具有或含有热量”。第十三章 内能第3节 比热容课时1 比热容及其应用目 录CONTENTS1 学习目标 2 新课导入3 新课讲解 4 课堂小结5 当堂小练 6 拓展与延伸7 布置作业学习目标1.会比较不同物质的吸热能力。2.了解比热容的概念，知道比热容是物质的特性之一。3.知道水的比热容比较大，会用比热容解释简单的生产和生活中的现象。同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一样。白天，海水凉，沙滩烫脚。傍晚，沙滩凉了下来，海水却还暖暖的，这是为什么呢？今天我们就先来探究这个问题。仔细阅读左图漫画，你发现了什么？为什么会出现这样的现象呢？新课导入沙子的吸热能力强？水的吸热能力强？思 考新课导入思 考新课讲解讨论（1）烧开水时，烧开一壶水和烧开半壶水需要的热量哪个多？（2）把一壶水烧到60和烧到90，哪个需要的热量多？（1）水吸收的热量与水的质量有关，水的质量越大吸收热量越多。（2）水吸收的热量与水温升高多少有关，水温升高越多吸收热量越多。一、探究不同物质吸热的影响因素1.探究水吸收的热量与哪些因素有关新课讲解【实验目的】比较不同物质的吸热情况【猜想与假设】不同物质的吸热能力不同【实验器材】【实验步骤】（1）用天平称取100 g水和100 g食用油，分别装入相同的烧杯中。（2）用温度计测量水和食用油的初温，均为26。停表2.探究不同物体吸热的影响因素点击画面播放动画新课讲解（3）把两个规格相同的加热器放入两烧杯中，接通电源开始加热，同时计时。（4）分别记录两种物质的温度达到46、66 所用的时间。【实验数据】【实验分析】质量相同的水和食用油，升高相同的温度，水加热的时间较长，说明水吸收的热量较多。新课讲解【实验结论】不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。吸收热量多的，吸热能力强；吸收热量少的，吸热能力弱第十三章内能比较物质吸热能力的另一种方法：质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。升高温度低的，吸热能力强；升高温度高的，吸热能力弱。归 纳二、比热容新课讲解思 考 如何科学地比较不同物质的吸热本领呢？质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不相等，两种物质吸热本领不同。质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等，两种物质吸热本领不同。新课讲解2.公式：3.单位：Q：吸收的热量。m：物体的质量。t：升高的温度。J(kg)读作：焦耳每千克摄氏度1.定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这一物质的比热容。（c）经过科学测定，发现一般情况下，不同的物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收的热量不同。物质的这种性质，用物理量比热容来表示。一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。比热容用符号c 表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg)。什么是比热容?新课讲解讨论一下新课讲解讨论一下物质 质量 升温 吸热A杯水1kg 10 4.2104JB杯水2kg 5 4.2104J计算比较下表中哪杯水的比热容更大？【水的比热容】4.2103 J(kg)1 kg水温度升高1 吸收4.2103 J的热量。【意义】1 kg水温度降低1 放出4.2103 J的热量。Q=c m t 新课讲解 辨析：比热容跟密度相似，也是物质的一种属性。1.吸收的热量越多，比热容越大。()3.物质的比热容与Q、m、t 无关。()总结：2.比热容越大，吸收的热量越多。()新课讲解讨论一下 阅读表格中的数据，你能获得哪些信息？结论1.在目前发现的物质中，水的比热容最大。2.水和冰比热容不同,物质比热容还与状态有关。3.通常固体的比热容比液体小。新课讲解归 纳 煤油的比热容是2.1103J/(kg)，表示的物理意义_，将一杯煤油倒掉一半后，它的密度_，它的质量_，它的比热容_。(后三空均填“变大”“不变”或“变小”)1 kg的煤油在温度升高或降低1 时所吸收或放出的热量是2.1103 J不变 变小 不变【解析】是比热容的计算式，而不是比热容的决定式。比热容与物质的种类和状态有关，与物体吸热或放热的多少、温度高低及温度改变量、质量大小无关。D例典例分析新课讲解由 得,关于同一种物质的比热容，下列说法正确的是()A.若质量增大一倍，则比热容减小一半B.若质量增大一倍，则比热容增大一倍C.若吸收的热量增大一倍，则比热容增大-倍D.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关Q=c m t 新课讲解 三、比热容的应用 制冷 供暖 气候调节1.c水最大，吸收相同Q，t不会太大。2.c水最大，t变化相同，放出Q更多。新课讲解 沙石比热容，白天阳光照射 热，温度升得，晚上 热，温度降得，日夜温差。反之，沿海地区，水比热容，故日夜温差。想想这是哪个地方的谚语，为什么？谚语：早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。小 吸 快快大大 小新课讲解 水比热容比沙石大，白天 热，岸上气温比海面气温升的，使空气对流，近地面风从 吹来。晚上 热，海面温度，风从 吹来。看图思考海陆风成因，为什么？海陆风快 吸海边 散 高陆地点击画面，播放动画新课讲解同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一样。白天，海水凉，沙滩烫脚。傍晚，沙滩凉了下来，海水却还暖暖的，这是为什么呢？因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。新课讲解归 纳 煤油的比热容是2.1103J/(kg)，表示的物理意义_，将一杯煤油倒掉一半后，它的密度_，它的质量_，它的比热容_。(后三空均填“变大”“不变”或“变小”)1 kg的煤油在温度升高或降低1 时所吸收或放出的热量是2.1103 J不变 变小 不变【解析】水的比热容不随质量改变而改变。例典例分析新课讲解汽车发动机用水做冷却剂，这是利用了水的比热容 的性质。一杯水倒出一半后，剩下水的比热容（填“变大”“变小”或“不变”）。不变 大新课讲解归 纳（1）因为水的比热容较大，一定质量的水升高一定温度可吸收较多的热量。（2）一定质量的水降低一定温度能放出的热量比较多。（3）夏天，太阳照到海面上，海水在升温过程中吸收大量的热，所以不觉得热；冬天，海水由于外界温度太低而要放出大量的热，使气温不至于降得太低，所以不觉得冷。（4）沿海水多，内陆砂石、泥土多，水的比热容比泥土、砂石 的大，白天当它们吸收相同的热量后水温升高较小，砂石、泥土的温度升高较大；而夜晚放出相同的热量后砂石、泥 土又会降得较多。新课讲解应用 分析致冷根据公式Qcmt可知：相同质量的水和其他液体相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，降温效果好散热根据公式Qcmt可知：相同质量的水和其他液体相比，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果好调节气温沿海地区的温度变化比内陆地区小，原因：根据公式tQ/cm可知：相同质量的水和沙石相比，吸收相同的热量，水升高的温度小，所以沿海地区的温度变化小运用公式法理解水的比热容大的三种应用：归 纳课堂小结比热容含义定义水的比热容大的应用改变运动状态使物体形变形状改变（拉伸、压缩或弯曲）体积改变速度大小发生改变运动方向发生改变速度大小和运动方向同时发生改变力的作用效果归 纳新课讲解当堂小练1.烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下列物理量中，不 发生改变的是()A.质量 B.重力 C.比热容 D.体积 cbaC2.质量相等，初温相同的abc三种不同液体，分别用 三个完全相同的电加热器加热，加热过程中，温度 随时间变化的图线如图所示，根据图线，把三种液 体的比热容按从大到小的顺序为。t/t/min当堂小练A B C D3.以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（）（多选）A汽车的发动机用循环流动的水来冷却 B生活中往往用热水取暖C夏天洒水降温 D滩涂湿地温差小ABD当堂小练4.将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c 铁c 铝）放在沸水中煮一段较长的时间，则它们吸收的热量（）A铁块和铝块吸收的热量一样多 B铝块比铁块吸收的热量多C铁块比铝块吸收的热量多 D条件不足，无法确定 B当堂小练5.小明从表中提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是（）A.汽车发动机用水来冷却效果好B.液体的比热容都比固体大C.同种物质在不同状态下比热容值不同D.质量相等的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多 几种物质的比热容（J/kg）水 4.2103干泥土 0.84103酒精 2.4103铜 0.39103冰 2.1103铝 0.88103水银 0.14103铅 0.13103B水吸收发动机散的热在散热器处释放循环往复达到制冷拓展与延伸点击画面，播放动画第十三章 内能第3节 比热容课时2 热量的计算l 根据比热容理解热量运算公式。l 根据比热容进行简单的热量计算。l 掌握用算术法计算出物体温度升高时吸收的热量。5千克的水温度升高10,要吸收多少热量?1 kg5 kg1 5 kg1 10 4.2103 J4.2103 J 5 kg4.2103 J 5 kg10 C水=4.2103J/（kg）思 考 思 考热量的计算 根据物质比热容的定义可计算出该物体吸收或放出的热量为=Ct吸=C（t-t。）放=C（t。-t）C 比热容 t 变化温度初温末温注意单位统一.m 的单位是kg（1）吸热公式：Q吸_；放热公式：Q放_。【注意】热量计算中温度变化的给出一般有两种情况：一是给出物体的初温和末温，在这类问题中，要找准初温t0,末温t，切不可张冠李戴；二是直接给出物体的温度变化，审题时注意区别“升高”、“升高了”与“升高到”的不同，“升高”、“升高了”指的是公式中的t=tt0,“升高到”指的是公式中的t。热量的计算（2）由公式Q=cm t可导出，对同一种物质来说，比热容并不随热量、质量和温度的变化量而发生改变，所以不能说明比热容c与Q、m、t 有关，也不能说c与Q 成正比，与m 和t 的乘积成反比。热量的计算（3）热平衡方程（Q吸=Q放）在热传递过程中，若无热量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即_;若有热量损失,且损失的热量为Q损，则有_。Q放=Q吸 Q放=Q吸+Q损热量的计算例：将质量为4kg的水从20加热到0需要吸收多少热量？已知：C水=4.2103J/（kg）t。=20 t=80 m=4kg解：根据吸=C（t-t。）得 吸=C（t-t。）=4.2103J/（kg）4kg(80-20)=1.008106J求：求：Q Q吸例：某同学将一杯质量是200、温度是5的冷水倒入一杯质量是100、温度是85 的热水中，混合后的水温度最高是多少？（若没有热量损失）解：设混合后的水温为t根据 Q放=Q吸 和=Ct 得 解得 t t=31.7=31.7C1（t01-t）=C2（t-t02）1（t01-t）=2（t-t02）0.1kg（85-t）=0.2kg（t-5）用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，如图所示是它们的温度随时间变化的关系图像，据此判断甲物质10min吸收的热量为()A5.04105J B4.2105J C2.52105J D条件不足，不能计算C珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时，她先把一枚70克的铁钉放入火焰中心加热足够长的时间，然后用一把绝热钳夹住铁钉，立即放入盛有水的绝热容器中，已知绝热容器原来装有92克20的水，后来水温不再升高后，测得水温为80已知铁的比热容0.46103J/（kg），求：（1）水升温过程中吸收的热量。（2）火焰中心的温度。解：（1）水吸收的热量：Q吸 c水m水（t t水0）4.2103J/（kg）0.092kg（80 20）23184J(2）铁钉放出的热量：Q放 Q吸 23184 J 火焰中心的温度:没有热量损失时，两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；最后两物体温度相同，称为达到热平衡。热平衡方程：Q放=Q吸