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第十三章内能与热机
第一节物体的内能
【教学课时】2课时。
【教材分析】
本节课是在学生认识了热现象之后，进一步探究热现象本质的开始篇，由此开始了解内能，了解热的本质。所以本节课在此起着承上启下的作用。在课程标准中，本节温度只要求学生能知道生活中常见的温度、知道常见液体温度计的原理和使用方法，认识物理与社会的关系，从热岛效应让学生了解环境温度对人们生活的影响，尝试对环境温度发表自己的见解。温度是一切热过程的表观表现，又是生活中的最熟悉的物理现象或物理量之一，学生在小学科学课中即已接触过关于温度的概念，了解了常用温度单位及其标定方法。内能跟初二时所学的看不见的运动有一定的联系，这要求学生要重拾旧课本，使知识前后连通。内能是比较抽象的物理概念，因为内能与分子的热运动相关，而分子的热运动与温度紧密相联，故将内能的概念的建立放在温度之后，并用与机械能作类比的方式来建立，限于初中学生的认识与能力，改变内能的途径是通过生活事例与实验分析来认识的。
（第1课时）
【教学目标】
1、知道温度的概念，知道温度的常用单位和国际单位制中单位。
2、了解液体温度计的工作原理，熟悉使用温度计的过程，掌握它的使用方法。
3、体会对温度进行准确测量的必要性，养成采集科学准确数据的好习惯。
4、培养学生的观察能力。
【教学重点】
液体温度计的原理和摄氏温度的规定。
【教学难点】
温度计的使用。
【实验器材】
各种温度计各一只，演示温度计一只，三只烧杯，分别盛冷水、温水、热水。
【教学过程】
〖引入新课〗
热现象是指物体的冷热程度有关的物理现象，例如，大家在小学自然课中学过的物体的热胀冷缩就属于热现象。我们生活中都用哪些词来形容物体的冷热程度。
开水和烧红的铁块都很烫，但它们烫的程度又有很大的区别。所以，在物理学中，为了准确地描述物体的冷热程度，我们引入了温度这一概念。
〖新课教学〗
一、温度
1、引出温度的概念。
2、提出自学要求，在课本上划出温度的概念，常用单位及单位符号。
常用的表示温度的方法是摄氏温度。温度计上有一个字母℃，它表示摄氏温度。摄氏温度是这样规定的：把冰水混合物的温度规定为0度，沸水温度规定为100度。0度和100度之间分成100等分，每一等分叫1摄氏度，写作1℃。例如，人体正常温度为37℃，读作37摄氏度。
3、梳理总结，能说出生活中和自然环境中常见的温度值，并能用温度术语描述生活中的“热”现象。
二、温度计
〖演示〗请一位同学将手伸入三只分别盛冷水、温水、热水烧杯中并说明感觉。
教师：从这个实验中可知凭感觉来判断物体的温度高低是很不可靠的。要准确地测量物体的温度需要使用温度计。温度计的种类很多，有实验用温度计，家庭用的温度计--寒暑表，医用温度计--体温计，等等。
1．构造和原理
实验用温度计的玻璃泡内装有水银、酒精或煤油。泡上连着一根细玻璃管，管壁厚，壁上有刻度。当温度升高时，泡内的液体膨胀，液面上升；温度下降时，泡内液体收缩，液面下降。从液面的位置可读出温度的数值。所以，实验用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩的性质来测量温度的。
2．体温计
(1)体温计是用什么液体的什么性质来测量温度的?(是利用水银的热胀冷缩的性质来测量温度的。)
(2)它的刻度范围是从多少度到多少度?(刻度范围是从35℃到42℃。)刻度范围为什么是这样?
(3)它的最小一格是多少度?(最小一格表示0.1℃）
(4)测体温时，为什么要把体温计夹在腋下近10分钟?(因为只有时间足够长，才能使体温计中水银的温度跟人体温度相等。)
(5)测体温前，为什么要拿着体温计用力下甩?(因为体温计的玻璃泡上方有一段很细的缩口，水银收缩时，水银从缩口处断开，管内水银面不能下降，指示的仍然是上次测量的温度，所以再用时必须向下甩。)
3．绝对零度和热力学温度
宇宙中可能达到的最低温度大约是负273摄氏度，这个温度叫绝对零度。科学家们提出了热力学温度，它的单位是开尔文，用K表示。
热力学温度是以绝对零度即负273摄氏度为起点。－273℃=0K，0℃=273K，100℃=373K。所以，摄低温度的数值加上273就等于热力学温度。
练习：
(1)水的沸点=____℃=____Ｋ(2)沸水的温度=____℃=____Ｋ
(3)绝对零度是____℃=____Ｋ(4)人体正常体温是____℃=____Ｋ
三、温度计的使用
我们在使用温度计前，应该认真观察温度计，首先观察温度计的量程。温度计的量程是温度计能测量的温度范围。因为被测物体的温度低于温度计的最低温度值，则无法进行测量；被测物体的温度超过了它能测量的最高温度，不但不能测出结果，还会使温度计内的液体把温度计胀破。所以使用温度计前应先观察它的量程，选用量程合适的温度计。还要观察温度计的分度值。
注意事项：
1．使用前应观察温度计的量程和最小刻度值。
2．使用时应：（估、放、读、取）
（1）估：首先估计被测液体的温度，选取合适量程的温度计
（2）放：应使玻璃泡全部浸入被测液体中，不得接触容器底和容器壁。
（3）读：待温度计液柱稳定后再读数，读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线要与液柱上表面相平。
（4）取：实验完毕取出温度计并放回原处。
四、学生实验
实验步骤
1．倒一杯热开水，先估计它的温度，再测出它的温度。数据填入表格
2．再往热水杯中倒入一些冷水，先估计，后测量，把数据填入表中。
3．再倒入少量冷水，先估计，后测量，把数据填入表中
五、小结：师生共同进行。
六．作业：预习第二课时的内容。
【板书设计】
第十二章内能与热机
第一节温度与内能
一．温度
1、物体的冷热程度叫温度。
2、读法：5℃读：5摄氏度；-5℃读：负5摄氏度或零下5摄氏度。
二．温度计
1、常见的温度计：实验室用温度计；寒暑表；体温计。
2、原理：利用液体的热胀冷缩性质
3、体温计量程：35℃至42℃，分度值是0.1℃
三．热力学温度（T=t+273k）
四．正确使用温度计
1．使用前应观察温度计的量程和最小刻度值。
2．使用时应：（估、放、读、取）

（第2课时）
【教学目标】
1、知道为什么是内能，物体的内能是不同于机械能的另一种形式的能量。
2、知道物体温度改变时，内能随之改变。
3、通过探究活动，认识改变物体内能的途径。
4、知道热量的初步概念及热量的单位——焦耳。
5、在科学探究活动中，培养了学生初步分析概括能力，具有对科学的求知欲。
【教学重点】
1、内能的概念和其与温度有关。
2、改变内能的方式：做功
3、热传递和内能改变的关系
【教学难点】
1、内能、热量概念的建立。
2、用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热等常见的物理现象。
3、判定内能改变的方式。
【实验器材】
空气压缩器、铁丝、墨水，三只烧杯分别倒入冷水、温水和热水。
【教学过程】
〖引入新课〗
复习提问：
1、分子动理论的内容是什么？
2、物体怎样才具有动能和重力势能。
3、扩散现象表明了什么？
〖新课教学〗
1．内能的概念：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物体的内能。
2．内能大小与温度有关。
（1）演示实验：分别滴入墨水观察扩散情况。
（2）实验表明什么（教师作适当启发）。
结论：温度越高，分子的无规则运动越激烈，物体内能就越大。
（3）：热运动：物体内部大量分子做无规则运动称为热运动。内能也常称热能。
3．一切物体都具有内能（任何情况下都具有）。
4．内能与机械能的区别：（让学生讨论，并归纳回答，教师作启发诱导）
——内能是物体内部分子运动所具有的能量，而机械能是与物体的机械运动有关，是整个物体的情况。
5．改变内能的方式。
物体的内能跟物体的温度有关，温度越高，物体的内能越大。也就是说当物体的温度发生了变化时，它的内能就发生了变化。如何改变物体的温度，同学们能够从生活实际上举出许多的事例。
一．做功
〖演示〗压缩空气引火实验。
（1）出示压缩空气引火器，简单介绍它的构造。取绿豆粒大小的一块干燥硝化棉，用镊子把棉花拉得疏松一些，放入玻璃筒底。将活塞涂上少许蓖麻油(起润滑和密封作用)，放入玻璃筒的上口。此时要提醒学生注意观察筒内的棉花。迅速地压下活塞，可看到硝化棉燃烧发出的火光。
（2）分析现象：组织学生议论实验现象说明了什么，从而得出压缩空气做功，使空气内能增大，温度升高引起棉花燃烧。
（3）生活事例：实际这种现象在日常生活中，同学们也遇到过。例如，在给自行车轮胎打气时，打气筒也会变热，这也是由于压缩空气的缘故。用其他的方法对物体做功，也能使物体内能增加，摩擦生热就是一个例子。让学生解释课本的事例，并列举其他事例。
（4）归纳学生所举事例，得出结论：对物体做功，物体的内能就会增大。
师：同学们所举的事例都是做功使物体的内能增加，做功能不能使物体的内能喊小呢?
〖演示〗气体膨胀温度降低的实验。（说明时间够用的话补充这一实验）
（1）在瓶内装入少量的水。实验时告诉学生，由于水的蒸发，瓶内存在水蒸气。由于水蒸气是无色透明的，所以水蒸气是看不到的。提醒学生注意观察瓶塞跳起时容器中有什么现象。
（2）分析现象：瓶塞跳起是水蒸汽对瓶塞做功，那么水蒸气的内能就减小，温度就降低，水蒸气就液化成小水珠，就是我们看到有雾的产生。
（3）结论：物体对外做功，物体的内能就会减小。
内能的改变可用做功来量度。做功改变物体内能实质是机械能与内能之间的相互转化。
二．热传递
通常物体温度的升降，反映出内能的改变。那么一个物体温度的升高除了摩擦生热外还有其他方法吗？
观察图，并引导学生概括热传递共同特点。
1．热传递：列举事例说明热传递的现象。
①物体间存在温度差——发生热传递的条件，直到物体的温度相同为止。
②高温物体温度降低，低温物体温度升高。
③归纳：热传递现象实质是：内能从高温的物体传到了低温的物体或从同一物体的高温部分传向低温的部分。（即是内能的转移）
6．热量
热量：热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。由于热传递过程中，内能总是从高温物体传向低温物体，所以高温物体的内能减少，叫做放出了热量；低温物体的内能增加，叫做吸收了热量。在热传递过程中，总是存在着放热物体和吸热物体，物体放出或吸收的热量越多，它的内能的改变越大。热量的单位：焦（j）
通过做功改变物体内能时，可以用功来量度内能的改变；用热传递改变物体内能时，可用物体放出热量和吸收热量的多少来量度。热量和功都可以用来量度物体内能的改变，所用的单位也应该相同，都是焦耳。
〖小结〗师生共同进行。
〖作业〗
【板书设计】
第一节温度与内能
1．内能的概念。
2．内能大小与温度有关。
3．改变内能的两种途径：做功、热传递。
4．热量。单位：焦（j）

第二节科学探究：物质的比热容
【教学课时】
2课时。
【教材分析】
比热容概念是通过科学探究方式建立的，要在科学探究过程中经历制定探究计划和设计实验的过程，要重视通过交流与讨论培养学生的合作的意识，初步具有整体观点。建立了比热容的概念后，更要重视其与自然、生活和社会的联系。本节的习题大多是以比较比热容的大小、热量的计算为主。
（第一课时）
【教学目标】
1、知道什么是物质的比热容，知道比热的单位及其读法。
2、知道比热是物质的特性之一，会查物质的比热表。
3、会根据水的比热较大这一特性来解释一些有关的简单现象。
【教学重点】
理解比热的概念。
【教学难点】
根据水的比热较大这一特性来解释有关的简单现象。
【实验器材】
烧杯，电加热器，空气温度计，水，煤油等。
【教学过程】
〖引入新课〗
一、复习
提问：热传递的实质是什么?什么叫做热量?为什么热量的单位跟功的单位相同?
二、引入
提出问题：水吸热多少与什么因素有关?
根据已有的生活经验说出猜想并说出猜想的依据。鼓励学生大胆猜想，积极发言。
（1）水的质量。
猜想的理由：烧开一壶水比烧开半壶水加热时间长，吸热多
（2）加热后的温度
（3）升高的温度
组织讨论（2）、（3）猜想哪个更合理，说出理由：
烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多，把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多。可见，水在温度升高时吸收的热量和水的质量有关，和温度升高的度数有关，水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量越多。别的物质也是这样的。那么，所有的物质，在质量相等、温度升高的度数也相等时，吸收的热量是不是跟水一样多呢?为了更准确的做出判断要进行实验探究。
〖新课教学〗
1．探究。
与学生共同设计实验方案：选用实验器材、测量什么物理量、记录那些数据、怎样分析实验数据以及实验步骤。并演示实验：图实验。
（一）实验探究：
（1）、提出问题：
水和煤油，问：如果它们质量相同，升高相同的温度，两者吸收的热量是否相同。由此提出怎样的研究课题，由学生总结。
（2）、设计实验与制定计划：
讨论：选择哪两种物质加热进行对比，加热液体好还是固体好；如何控制变量；测量那些物理量；用什么器材。
方案一：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。
方案二：质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。
（3）进行实验与收集证据：
按照设计方案，分组实验，小组成员合作，注意操作规范。设计记录表格，准确记录数据。
（4）分析与论证：
做好两种物质的数据对比，学会分析数据，探究结论，先小组交流意见，再师生共同交流，最后确定实验结论。
（5）评估：
交流实验的得与失，操作是否规范，实验误差的原因，结论是否恰当，描述是否准确等等。
＃实验结果：煤油温度升得快。这表明质量相等的水和煤油在温度升高的度数相同时，水吸收的热量比煤油多。
2．比热容。
换用其他物质，重复上述实验，得到的结果是类似的。就是说，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。怎样来表示各种物质的这种物质上的不同呢？-----在物理学中就用比热容来表示。
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。比热容是物理的一种性质，它只与物质的种类有关，与物质的体积和质量等因素无关。
3．比热的单位：在国际单位制中，比热的单位是焦／（千克℃)，读作焦每千克摄氏度。符号：J/(kg℃)
单位质量的某种物质温度降低1℃放出的热量和它温度升高1℃吸收的热量相等。数值上也等于它的比热容。
4．查比热表：
观察比热容表，了解常见物质比热容。
学会读表，引导学生寻找规律，让学生说出自己的发现：
（1）比热容是物质的特性，不同物质比热容一般不同
（2）同种物质状态不同时比热容不同
（3）液体的比热容一般比固体的比热容大
5．比热容的物理意义
（1）水的比热是4.2×103J/(kg℃)。它表示1千克的水当温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是是4.2×103焦。
（2）查铜、铅、铝等物质的比热，并与水的比热作比较。得出水的比热最大。
水比热大的特点，在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。
（3）为什么夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。
〖小结〗通过一些具体问题的讨论，使学生进一步理解比热的概念。
〖作业〗课本
【板书设计】
第二节科学探究：物质的比热容（第1课时）
一、探究物质的比热容
相同物质质量不相等，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。
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。
二、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。
三、比热的单位是焦／（千克℃)，读作焦每千克摄氏度。符号：J/(kg℃)
（第二课时）
【教学目标】
1加深比热的概念的理解，学会根据比热容进行热量计算。
2理解热量的计算公式。
【教学重点】
理解热量的计算公式。
【教学难点】
热量计算公式的应用。
【教学过程】
〖引入新课〗
一．复习
1．什么叫做比热？比热的单位是什么？怎样读？
2．水的比热是多少？它表示什么物理意义？
3．比较下列物质谁的比热大：一滴水和一桶水？一枚铁针和一支铁棒？0℃的水和100℃的水？
二．引入。
以水的比热为例，说明它的物理意义，使1千克的水温度升高1℃，需要吸收4.2×103焦的热量，完成下列表格。
质量升高温度吸收热量
1kg1℃4.2×103J
2kg1℃
2kg2℃
从填上表格引入热量的计算，并启发学生得出热量计算用比热×质量×升高的温度。
〖新课教学〗
一、公式理解。Q＝cmΔt
1．吸热公式及理解。
（1）Q吸＝cm（t-t0）用Δt升=(t-t0)表示升高的温度可写成Q吸＝cmΔt升
式中的Q吸是吸收的热量，单位是J；c是物质的比热；m是物质的质量，单位是kg；t0初温，t是末温，单位是℃。
（2）公式的应用。
例题1要把2kg温度地20℃的水加热到100℃，至少需供给多少热量？
解：水的比热容c＝4.2×103J/(kg℃),水的初温L1＝20℃，末温L2＝100℃。
2kg水吸收的热量是
4.2×103J/(kg.℃)×2kg×（100℃－20℃）＝6.72×105J。
所以，至少需供给6.72×105J的热量。
2．放热公式的理解。
（1）Q放＝cm（t0－t）用Δt降=(t0－t)表示降低的温度可写成Q放＝cmΔt降
（2）公式的应用。
例题2质量是100kg的铁锭，温度从1.3×103℃降到30℃，放出多少热量？
解：根据比热容的定义式也可以计算物体降温放出的热量，只是公式中的温度差必须改为(t1－t2)。
钢的比热容c＝0.46×103J/(kg℃),钢锭的初温t1＝1300℃，末温t2＝30℃。
100kg钢锭放出的热量是
0.46×103J/(kg℃)×100kg×（1300℃－30℃）＝5.84×107J
〖小结〗
回扣目标，总结学到了什么，有哪些疑问，及时补救。
1、学生容易把t0和t混淆，所以要告诉学生记忆的方法：有标脚“0”的就可想到“一切从零开始”就表示开始的温度即初温。没有标脚的就是末温。）
2、区别“升高”、“升高了”、“升高到”和“降低”、“降低了”、“降低到”。
〖作业〗
课本
【板书设计】
第二节科学探究：物质的比热容（第2课时）
公式理解。Q＝cmΔt
1．吸热公式及理解。
（1）Q吸＝cm（t-t0）用Δt升=(t-t0)表示升高的温度可写成Q吸＝cmΔt升
式中的Q吸是吸收的热量，单位是J；c是物质的比热；m是物质的质量，单位是kg；t0初温，t是末温，单位是℃。
2．放热公式的理解。
（1）Q放＝cm（t0－t）用Δt降=(t0－t)表示降低的温度可写成Q放＝cmΔt降

第三节内燃机
【教学课时】
1课时。
【教材分析】
通过四冲程内燃机工作原理的学习，使学生了解内燃机的主要结构；大致了解内燃机工作时，能量的转化与转移情况；了解内燃机在现代生活特别是交通方面的应用。
【教学目标】
1.常识性了解汽油机的基本构造和工作原理。
2.常识性了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。
3.常识性了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。
【教学重点】
内燃机的基本构造和工作原理。
【教学难点】
内燃机的工作过程。
【教学方法】
讲解与阅读指导并行。
【实验器材】
内燃机示教模型(带电灯指示)，教学挂图。
【教学过程】
〖引入新课〗
复习提问：
1、改变物体内能的两种方式是什么？
2、内能有哪两方面的主要作用？
新课引入
热机是指把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。热机应用历史上从蒸汽机到内燃机，内燃机有汽油机及柴油机等,大多数交通工具,都使用它们。我们有必要学习内燃机原理。
〖新课教学〗
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。
1．汽油机：指出汽油在汽油机汽缸内燃烧、生成高温高压燃气，燃气推动活塞而做功，燃气内能转化为活塞运动的机械能。
（1）构造（图）。(出示模型或挂图。边指示边讲解)。进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。(介绍名称的同时，介绍各部分的功能)
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端的单向运动叫做一个冲程。
（2）工作原理。如图
(边运转模型边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况)
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。
1．〈吸气冲程〉开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门军关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。
2．〈压缩冲程〉活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程。
3．〈做功冲程〉压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞向上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程。
4．〈排气冲程〉做功冲程结束，活塞继续向下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两周，对外做一次功。
（3）能的转化：在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成。
2．柴油机：用柴油作燃料的内燃机。
（1）学生根据图，描述柴油机的工作过程。
（2）思考：一个工作循环有四个冲程，活塞运动2次，燃油燃烧1次，对外做功1次。问在不做功的冲程活塞为什么也会运动？
（3）柴油机与汽油机的区别：
①柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程。
②柴油机与汽油机的不同点：构造方面：些油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴。吸入的气体不同，点火方式不同。使用范围。
〖小结〗
汽油机工作原理：
吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程
进气门打开关闭关闭关闭
排气门关闭关闭关闭打开
活塞向下运动向上运动向下运动向上运动
主要作用混合汽油可燃气被吸入压缩燃气温度升高燃气对外做功废气排出
惯性惯性内能转化为机械能
通过曲杆对外做功惯性
汽油机和柴油机的区分：
汽油机柴油机
相同点吸气、压缩、做功、排气四个冲程内燃机
不
同
点构造上火花塞喷油嘴
点火方式点燃式压燃式
优点轻便便宜,功率大,效率高。
〖作业〗
课本
【板书设计】
第三节内燃机
1、汽油机：用汽油作为燃料的内燃机
构造：进气门、排气门、火花塞、气缸、活塞、连杆、曲轴
工作原理：工作过程以一个循环为一个单元，一个循环四个冲程
2、柴油机：用柴油作燃料的内燃机
【教学反思】

第四节热机效率和环境保护
【教学课时】
1课时。
【教材分析】
注重学生发展，改变学科本位。本节阐述了有关燃料的热值，热机效率等物理概念，还涉及了科技发展史（热机的发展），生物，化学知识（酸雨的形成和生物的影响），环境保护（大气污染）等方面的内容。通过具体分析，使学生认识到在利用燃料内能方面，也不可避免地会有一部分内能转化和转移到其他方面，因此要建立热机效率的概念，并与机械效率作联系和类比。使学生了解内燃机的发展对人类进步起到的作用，同时要使学生认识到它给环境带来的污染问题。
【教学目标】
１、建立热值概念。知道热值是燃料燃烧放热的特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算。
２、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率，及提高热机效率的意义所在。
３、了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能简述热机的使用产生的排放物对环境不良影响，培养自觉的环保意识。
【教学重点】
了解热机效率及提高热机效率的途径，知道在利用热机形成的环保问题。
【教学难点】
热机效率的理解，并能用热机效率进行简单计算。
【教学过程】
〖引入新课〗
人要生存，离不开能量，机器要运转，也离不开能量，而内能又是人类和各种动力机械主要利用的能量形式之一。而燃料的燃烧正是这一来源的主要途径。下面我们先来讨论燃料及与燃料有关的问题。
（1）燃料的特点：能够燃烧，并放出热量；燃料燃烧的过程是化学能变为内能的过程。
（2）介绍燃料种类（固体、液体、气体），
（3）举例说明不同的燃料燃烧时放出热量不同。
〖新课教学〗
一、燃料的热值。
热值：1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量。符号：q
（1）单位：焦/千克。（J/kg）。或气体燃料的热值：J/m3
（2）热值的物理意义:
干木柴的燃烧值是1.2×l07焦物理意义是1千克的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×l07焦。
（3）公式：Q=mq或q=Q/m
（4）例题：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
析：从热值表中查得柴油的热值是q＝3．3×107J/kg，则
Q=mq＝4kg×3．3×107J/kg=1．32×108J
二、热机效率。
热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。热机效率是热机性能的一个重要指标。
（1）热机的效率：用来做有用功那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
（2）学生分析图的热机燃料燃烧能量走向示意图讨论如何提高热机效率的效率？让燃料尽可能充分燃烧，减小内能损失，运动部件润滑良好。
三、环境保护。
1．内能对环境的影响。
（1）废气污染（CO、SO、酸雨），
（2）噪声污染。
2．保护环境，减小污染措施。
（1）改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。
（2）提高内能的综合利用率。
把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。
（3）充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。
〖小结〗
我国政府历来重视环境问题，把发展经济与保护环境放到了同等重要的位置。只要我们大家都能像重视生命一样重视环境，责无旁贷地承担起保护环境的义务，难题也就变得不难了，就一定能使天更蓝、水更清。
〖作业〗课本
【板书设计】
第四节热机效率和环境保护
一、燃料的热值。
热值：1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
（1）符号：q
（2）单位：焦/千克。（J/kg）。或气体燃料的热值：J/m3
（3）热值的物理意义:
（4）公式：Q=mq或q=Q/m
二、热机效率。
三、环境保护。
【教学反思】

延伸阅读

初三物理第十三章热和能导学案

课型授课时间学生姓名
分子热运动
一、学习先知
(一)学习目标:
1.了解宇宙世界的组成及物质的构成。2.通过课本三种物质状态模型形象地了解三种物态特征。3.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。4.能知道课本的各个小实验说明或验证了什么。
(二)自主预习:
一、学生阅读课本P26-P27，回答下列问题。
1.物质是由什么构成的，它的大小通常以_________作单位来量度,我们一般用_________来观察它.
2.我们身边的物质一般以_________、_________、____________的形式存在.
3.固态物质的特点是什么?液态物质的特点是什么?气态物质的特点是什么?在课本上找出来并用铅笔划出来.
物质从液态变为固态时,体积如何变化?是不是所有物质都具有此特点?如果不是,你能举个反例吗?液态变为气态时体积又如何变化?
二、导学环节
二、仔细阅读课本P29,从图11.2-1、图11.2-2以及图11.2-3演示的四个实验(包括第一段的实验)中体会什么样的现象是扩散现象?它们都有什么共同的特点?你能举出具体扩散现象的实例吗?

讨论:图11.2-2及图11.2-3中为什么让密度大的物质放在底部,倒过来行吗?这里面有什么科学道理?

三、阅读课本P30中间部分,讨论并回答下列问题.
1.猜测一下课本演示实验中,哪杯水中扩散现象快,你认为影响扩散快慢的因素是什么?你能举出一例支持你的结论吗?

2.前面几个实验能否说明分子在不停地运动着?

3.扩散现象还能说明什么?

4.什么叫热运动?它与温度的关系是什么?
四、阅读课本P30下半部分至P31内容,完成下列任务.
1.图11.2-5的说明说明了什么?

2.固体和液体很难被压缩是为什么?

结合图11.2-6理解分子之间的作用力的存在形式
三、当堂检测
1.固体、液体、气体其分子间的相互作用力的强弱,由小到大排列的次序是_________.
2.围绕太阳运行的九大行星中,轨道离太阳最近的是______,轨道离太阳最远的是_______,地球处在离太阳比较近的第_______条轨道上.
3.将以下内容根据物体尺寸的大小,按从小到大的顺序重新排列:①地球②生物体③银河系④太阳系⑤分子⑥原子核⑦细胞⑧电子;_____________________.
4.铁、牛奶、水晶、白酒、水银、饼干;按物态把它们分成两类:一类是_______态,包括__________________,另一类是______态,包括____________________.
5.两滴水银相互接近时,能自动地汇成一滴较大的水银,这表明水银分子间存在着_____力
6.将50ml的水和50ml的酒精充分混合,混合后水与酒精的总体积将_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)100ml,上述现象说明分子之间有________.
7.“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”,这是南宋诗人陆游的《村居书喜》中的两句诗,对于前一句,从物理学的角度理解为:花朵分泌的芳香油分子________加快,说明当时周边的气温突然__________.
8.晚上在屋里点燃一支蚊香,很快整个房间都可以闻到它的气味,这是气体的______现象,温度越______(填“高”或“低”)这一过程越快.
12.下列事件中,能表明分子在不停地做无规则运动的是()
A扫地时,灰尘四起B花开时,花香满园C下雪时,雪花飘飘D刮风时,黄沙扑面
13.把两块表面干净平整的铅压紧就能结合在一起,把打碎了的两块玻璃用多大的力都不能将它们拼合在一起,其原因是()
A铅的分子间有引力,而无斥力
B玻璃分子间有斥力,而无引力
C分子之间的引力和斥力是同时存在的,只不过因两铅块分子之间的距离能靠近到引力大于斥力的程度.
15.把磨得很光得铅片和金片紧压在一起,在室温下放置5年后很难再将它们分开,可以看到它们互相渗入约1mm深,这一现象说明了()
A固体由分子组成B固体的分子在不停地运动
C固体地分子间存在引力D固体地分子间存在斥力
17.下列现象中,能够说明分子间存在引力的是()
A端面磨平的铅棒压紧后能够吊住大钩码
B两瓶气体,抽掉中间的隔板后气体逐渐混合
C墨水在热水和冷水中扩散快慢不同
D铅板和金板长时间压紧在一起,铅和金会互相渗透
四、学生/教师反思:
课型授课时间学生姓名
内能
一、学习先知
(一)学习目标:
1.物体的内能,内能与机械能的区别,影响物体内能的因素2.改变内能的方法.3.做功和热传递的联系与区别.4.温度、内能和热量的区别.
(二)自主预习:
1.物体的内能,内能与机械能的区别,影响物体内能的因素
由于物体由大量分子构成,而分子都在不停地做无规则运动,且分子间存在着相互作用力,因此每个分子既有分子动能又有分子势能,物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和就是物体的内能.
一切物体都有内能,但是一个物体不一定具有机械能.例如:停在水平地面上的汽车既没有动能,也没有势能,因此它没有机械能,但它有内能.
由于物体的内能和物体内的分子有关,所以那些影响分子运动快慢和分子间作用强弱的因素(如物体的温度、体积、质量、物质种类、物质状态等)会影响物体内能的大小.由于影响物体内能的因素比较复杂,在初中阶段不做较深的要求,同学们只需知道:同一物体在物态变化不变时,温度升高,内能增大;温度降低,内能减小.而不同物体不能只以温度作为标准来衡量内能大小,还与其它因素有关,现不做研究,所以如果说温度越高的物体内能越大,这就错了.只能说同一物体,温度越高,内能越大.
2.改变内能的方法.
改变内能的方法有两种:做功和热传递.对物体做功或物体从外界吸收热量,内能会增大;物体对外做功或向外界放热,内能会减小.例如:冬天如果感到手冷,可以有多种方法提高手的温度,如靠近火炉或暖气片、手捧一杯热水,双手相互摩擦或双手相互拍击等,这些方法都能使手的内能增大.其中手靠近火炉或暖气片、手捧一杯热水属于热传递,而双手互相摩擦和相互拍击属于做功的方法.
3.做功和热传递的联系与区别.
做功和热传递是改变物体内能的两种方法,它们对于改变物体的内能是等效的,但是并不能说这两种方法完全相同,因为它们有着本质的区别:(1)做功的过程是物体的内能与其它形式的能量相互转化的过程;热传递的过程是内能从高温物体向低温物体转移的过程,在这个过程中能量的形式不变.(2)在利用做功改变物体内能的过程中,功的大小量度内能变化的大小;在利用热传递改变内能的过程中,热量大小量度内能变化的大小.
4.温度、内能和热量的区别.
温度、内能和热量是三个既有区别,又有联系的物理量.
温度表示物体的冷热程度,从分子运动的观点来看,温度越高,分子无规则运动的速度就越大,分子热运动就越激烈,因此可以说温度是分子热运动激烈程度的标志.这里还得说明一下单个分子的运动是无意义的,我们这里指的都是大量分子的运动情况.
内能是一种能的形式,它是物体内所有分子无规则运动所具有的动能和分子势能的总和.它跟温度是不同的两个概念,但又有密切的联系,一个物体的温度升高,它的内能增大;温度降低,内能减小.
在热传递过程中,传递内能的多少,叫热量.在热传递过程中,热量从高温物体传向低温物体,或从一个物体的高温部分传向低温部分,高温物体放出了多少热量,它的内能就减少了多少焦,低温物体吸收了多少焦的热量,它的内能就增加多少焦.因此只有转移过程中的这一部分内能才可称为热量,如果脱离热传递过程,热量就没有意义,所以,只能说物体“吸收”或“放出”多少热量,而不能说“具有”多少热量.
温度和热量是实质不同的物理量,它们之间有一定的联系.在不发生物态变化时,物体吸收了热量,它的内能增加,温度(可能)升高;物体放出了热量,它的内能减少,温度(可能)降低.
二、导学环节
三、当堂检测
1.下列事件中物体内能减少的是()
A金属汤勺放进热汤中后会变得烫手B放入电冰箱中的面包温度降低
C一块0℃的冰全部熔化成0℃的水D神舟五号飞船返回舱进入大气层后表面升温
2.下列说法正确的是()
A只要物体吸收了热量,温度就一定升高B只要物体的内能增加了,就一定吸收了热量
C只要物体的温度保持不变,就一定没有吸收热量或放出热量
D物体的温度虽然没有变化,但它的内能有可能增加
3.下列事例中,肯定属于用做功的方法改变物体内能的是()
A秧田中的水被晒热B将牛奶放进冰箱冷冻制冰棒
C磨刀时刀刃发热D热开水变凉
4.关于温度、热传递和热量的说法正确的是()
A温度高的物体具有的热量多B热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体
C温度的的物体含有的热量少D热量总是从热量多的物体传递到热量少的物体
5.冬天双手对搓一会儿就会感到暖和,这是因为_______________________________,利用________的方法使人体温度升高
6.人造地球卫星穿越大气层飞向太空或者返回地面进入大气层的过程中,卫星温度升高,内能增大,这是属于用_________的方法改变内能的例子.
7.烧开水时,壶盖被水蒸气顶起来,水蒸气的内能将_________,这是因为水蒸气______________消耗了内能.
8.下列现象中不属于做功改变内能的是()
A磨刀时刀刃发热B热水逐渐被晾凉
C电钻打孔时钻头会发热D从高空落下的雨滴温度变高
9.下面是某同学物理学习笔记的摘录,其中错误的是()
A做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
B扩散现象表明物体的分子在不停地做无规则运动
C物体的内能的大小只与物体的温度有关
D分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
10.两个物体相接触,热不再从一个物体向另一个物体传递的原因是两个物体具有相同的
A比热容B热量C质量D温度
11.关于做功、热传递和内能的说法错误的是()
A对物体做功一定能使物体的内能增加B做功和热传递都能改变物体的内能
C0℃的物体也有内能D物体吸热,那能增加,温度可能升高
12.下列说法正确的是()
A物体吸收热量,温度一定升高B物体内能增加,温度一定升高
C物体内能减少,温度不一定降低D物体内能减少,一定是放出了热量
13.下列说法正确的是()
A物体运动越快,它的动能越大,内能就越大B静止的物体没有动能,但有内能
C物体内能减少,一定是对外做了功D物体温度升高,一定是从外界吸收热量
14.小华把蚊香片放大电热驱蚊器的发热板上,蚊香片的温度升高.这是通过_______的方法改变蚊香片的内能的;通电一段时间后,整个房间都能闻到蚊香片的气味,这一现象说明了_______________________________________.
四、学生/教师反思:

课型授课时间学生姓名
比热容(第1课时)
一、学习先知
(一)学习目标:
1.知道不同物质的吸热能力不同.2.知道比热容是物质的一种属性.3.理解比热容的概念.4.记住水的比热容.5.了解生活中利用水的比热容大的实例.6.会进行简单的热量计算.
(二)自主预习:
一、思考课本“想想议议”的问题,把你的想法写在下面空白处.
水吸收的热量与水的质量之间的关系
是:______________________________________.
水吸收的热量与水升高的温度之间的关系
是:___________________________________.
结论:对于同一种物质,质量越大,升高的温度越多,则它吸收的热量越________.
问题:对于不同的物质,例如一种是水,一种是沙子,如果它们的质量相同,升高的温度的度数也相同,那么它们吸收的热量是否相同?
你认为下列哪个猜想正确()
A.水吸收的热量多B.沙子吸收的热量多C.水和沙子吸收的热量多
二、1.如果水和沙子的质量相同,吸收的热量也相同,那么它们升高的温度哪个多()
A水B沙子C一样多
探究:比较不同物质的吸热能力
猜想:_______(填“水”或“沙子”)的吸热能力较强.
需要的器
材:___________________________________________.
实验前需考虑的问题:(1)怎样得到质量相等的水和沙子?是不是还需要其它的器材?

(2)怎样保证水和沙子吸收相同的热量?

(3)测量温度时应注意些什么?

结论:不同物质,在质量相等,温度升高的度数相同时,吸收的热量是______的,也就是说不同物质的吸热能力是________的.(填“相同”或“不同”)
2.为了表示不同物质在吸热能力上的差别,物理学里引入了_________这个物理量.
____________的某种物质,温度升高_______所吸收的热量叫做这种物质的__________.用符号_____表示,它的单位是_________________,符号是_______.水的比热容是_________
它的物理意义
是:_____________________________________________.
另外:比热容的概念还可以表述为:单位质量的某种物质,温度______1℃所______的热量叫做这种物质的比热容.
想想议议:我国北方楼房中都装有“暖气”,用水做介质,把热量带到房中取暖,用水做介质有什么好处?生活和生产中,还有没有用水来加热或散热的情况?试举例.
二、导学环节
三、试计算下列物质吸收的热量.
1.质量为1kg的水,温度升高1℃所吸收的热量是多少?

2.质量是5kg的水,温度升高1℃所吸收的热量是多少?

3.质量为1kg的水,温度升高10℃所吸收的热量是多少?

4.质量为5kg的水,温度升高10℃所吸收的热量是多少?

如果以Q代表物体吸收的热量,c代表物质的比热容,m代表物体的质量,t0和t分别是加热前后物体的温度,通过以上计算,可以总结出一个计算热量的公式:Q=_______________
如果要计算物体降温时放出的热量,那么公式又应是Q=________________.

三、当堂检测
1.把质量为2kg,温度为30℃的铝块加热到100℃,铝块吸收的热量是多少?(已知铝的比热容是0.88×103J/(kg℃))

2.有一根烧红的铁钉,温度是800℃,质量是1.5kg,温度降低到20℃,放出多少热量?(已知铁的比热容是0.46×103J/(kg℃))

3.质量为500g的某中物质,温度从20℃降到30℃,吸收了2.1×104J的热量,则这种物质的比热容是多少?它可能是什么物质?

四、学生/教师反思:

课型授课时间学生姓名
比热容（第2课时）
一、学习先知
(一)学习目标:
1.知道不同物质的吸热能力不同.2.知道比热容是物质的一种属性.3.理解比热容的概念.4.记住水的比热容.5.了解生活中利用水的比热容大的实例.6.会进行简单的热量计算.
(二)自主预习:
二、导学环节
例1.关于物质的比热容,下列说法中正确的是()
A一物体切去一半后,剩下部分的比热容减为原来的一半
B吸收热量多的物质,比热容一定大
C质量相同的不同物质,吸收相同热量后,温度高的物质比热容大
D比热容是物质的一种特性,通过测定比热容可以鉴别物质
例2.试利用地理和物理知识解释我国夏季多东南风、冬季多西北风的原因.

例3.一室内游泳池注入质量为6×105kg的水,水温从18℃提高到28℃时,需要吸收的热量是多少?

三、当堂检测
1.关于比热容的概念,下列说法正确的是()
A物体的质量越大,物质的比热容就越小
B吸收的热量越多,物质的比热容就越大
C温度的变化越大,物质的比热容就越小
D比热容跟热量、温度的变化、质量等因素无关
2.对一桶水来说()
A温度高时,比热容B倒掉一半后,比热容减为原来的一半
C结成冰后,比热容与水还是一样大
D液态水的比热容是一个确定值,是水的基本特征之一
3.关于比热容,下列说法正确的是()
A比热容是物质的属性之一,它的物理意义是反映物质吸热或放热本领的大小
B只要温度升高相同,比热容小的物体一定比比热容大的物体吸收的热量小
C温度高的物体比温度低的物体的比热容大
D比热容跟物体的质量有关,质量大的物体的比热容大
4.“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”这句话反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著,其主要原因是砂石比水具有较小的()
A热量B密度C比热容D内能
5.水的比热容较大的性质,在日常生活中有着广泛的应用,下列事例中哪个不是应用这一性质()
A北方冬天,用热水循环来供暖B初春傍晚在秧田里灌水可防止秧苗冻坏
C用水冷却汽车的发动机D夏天给教室洒水,感觉凉爽
6.小明根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论,其中正确的是()
A液体的比热容一定都比固体大
B质量相等的水和煤油,吸收相同热量后,煤油温度变化大
C同一物质发生物态变化后比热容不变
D质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收热量多
7.电热器因清洁卫生,无污染等优点在生活中有着广泛的应用,如果电热水器水箱内装有40kg的水,温度从25℃升高到75℃,水吸收的热量是多少?
8.质量为1kg,温度是20℃的水,吸收8.4×103J热量后,温度升高到多少?

9.质量为500g的铁锅中放有3kg水,把它们从15℃加热到85℃,吸收了多少热量?
(c铁=0.46×103J/(kg℃),c水=4.2×103J/(kg℃))

10.家庭用太阳能热水器与燃气式热水器的初装费，使用年限见下表
热水器名称初装费使用年限可能发生人身事故吗？对环境有污染吗？
太阳能1500元15
燃气式800元5
（1）请你根据所学的知识和生活常识填写上表的空白处
（2）在15年内，使用哪种热水器更经济？
（3）若由你来帮助家长选购，你认为应选上述哪种热水器？简述理由
若这太阳能热水器装水量为100kg，集热管接收太阳能的有效接收面积约为2m2，每小时1m2接收面积上有效接收太阳能约为2.1×106J，则该热水器每小时的水温升高多少？
四、学生/教师反思:

初三物理知识点：内能与热机

初三物理知识点：内能与热机

内能与热机知识点

（二）内能的初步概念

1.内能：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.影响物体内能大小的因素：

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.

质量：在物体的温度、材料、状态相同时，质量越大，物体的内能越大.

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.

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.

3.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.

4.热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动.

（三）内能的改变

1.改变物体内能的方法

（1）做功可以改变物体的内能：

对物体做功物体内能会增加.物体对外做功物体的内能会减少.

做功改变物体内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化.

（2）热传递可以改变物体的内能.

热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象.

热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射.热传递传递的是内能（热量），而不是温度.

热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少.

热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳.热传递的实质是内能的转移.

2.做功和热传递改变物体内能的区别：

由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的.但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变.

（四）比热容与热量

1.比热容

（1）定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1时吸收（放出）的热量.

（2）物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量.

（3）比热容是物质的一种特性，与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关.

（4）水的比热容为4.2×103J/(kg·)，表示：1kg的水温度升高（降低）1吸收（放出）的热量为4.2×103J.

水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等，是因为水的比热容大.

2.热量

（1）计算公式：Ｑ吸＝cm（t－t0），Ｑ放＝cm（t0－t）

（2）热平衡方程：不计热损失Ｑ吸＝Ｑ放

（五）内能的获得——燃料的燃烧

1.热值

（1）定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值.

（2）单位：J/kg

（3）公式：Q＝mq（给出质量q为热值）.Q＝Vq(给出体积)

（4）酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J.

（5）火箭常用液态氢做燃料是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输.

2.炉子的效率

（1）定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比.

（2）公式：η=Q有效/Q总=cm(t-t0)/qm′

（六）内能的利用

1.内能的利用方式

利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程.

利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能的过程.

2.内燃机：它主要有汽油机和柴油机.

（1）内燃机的工作过程：

内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气、压缩、做功和排气冲程.

在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是把内能转化为机械能.另外压缩冲程将机械能转化为内能.

（2）热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率.

公式：η=W有用/Q总=W有用/qm

（3）提高热机效率的途径：

使燃料充分燃烧

尽量减小各种热量损失

机件间保持良好的润滑、减小摩擦.

效率公式总结：

（1）炉子的效率：η=Q有效/Q总=cm(t-t0)/qm′

（2）热机的效率：η=W有用/Q总=Fs/qm或Pt/qm

（3）太阳能热水器的效率：η=Ｑ吸/W太阳=cm(t-t0)/PST

（4）电热水器的效率：η=Ｑ吸/W电=cm(t-t0)/Pt（或UIt）

九年级物理第十三章《内能》教学设计

九年级物理第十三章《内能》教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

1．了解内能的概念，知道任何一个物体都具有内能。

2．知道热量的概念及单位。

3．结合实例分析，知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程。

4．知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。

（二）过程与方法

会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

（三）情感态度和价值观

了解用热传递和做功改变物体内能的方法在生产、生活中的应用，会应用相关知识解释一些现象。

二、教学重难点

本节是由“内能”、“物体内能的改变”两部分内容组成的。内能是构成物体的所有分子，其热运动的运动与分子势能的总和。分子的概念就比较抽象，学生是通过宏观现象来推测微观机理建立的，而内能的概念也非常抽象，内能概念的建立是本节的一个重点和难点；物体的内能与温度有关，两个温度不同的物体会发生热传递，在热传递过程中转移能量的多少就是热量，它不是物体内部所含有的量，而是一个变化量，要区分温度、内能、热量之间的关系，所以对热量概念的建立也是本节重点之一；另外改变物体内能的途径也是本节的教学重点。

重点：内能、热量概念的建立，知道改变物体内能的两种途径。

难点：用类比的方法建立内能的概念。

三、教学策略

内能的概念比较抽象，学生难于直接接受和理解。在教学中可以结合机械能的知识，可用对比的方法，物体由于运动而具有动能，分子也在不停地做无规则运动，所以分子也具有动能；弹簧被压缩或拉伸时具有弹性势能，分子间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间也存在分子势能。内能的大小与温度有关，可以通过物体温度的变化来反映内能的变化。内能改变有两种方法：做功和热传递，这两种改变内能的方法在生活中经常使用到，只是没有上升到理论层面，可以给出生活中常见的内能改变，对内能改变方法进行分类，从而总结出内能改变的两种方法。热传递中转移能量的多少就是热量，它是一个过程量，反映内能的变化量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述，热传递改变内能是能量的转移。做功改变物体内能涉及两个方面，对物体做功和物体对外做功，通过实验来证明做功可以改变物体的内能，其中采用了转化的方法，如压缩空气使其内能增大，转化为棉花的燃烧等。做功改变物体的内能是能量的转化。

四、教学资源准备

多媒体课件、空气压缩引火仪、烧瓶、打气筒、自行车车胎、橡皮管、玻璃管、水、暖水瓶。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景

（5分钟）

演示：给一个回力玩具汽车上紧发条，使其在水平桌面上运动。

小汽车的动能是怎么来的？

学生观察小车运动，得出小车的动能是由弹簧的弹性势能转化而来的。

创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。

引入新课

（5分钟）

演示：从一个装满开水的暖水瓶中倒出一部分水，用软水塞塞紧，注意观察瓶塞。

推动瓶塞的能量来自哪里？

水蒸气具有能量，这就是我们要研究的内能。

学生观察实验，思考问题。

提出猜想，可能是来自于热水（或热的水蒸气）。

结合实验，提出问题，引入新课。

新课内容（25分钟）

内能

展示具有动能的物体的图片和视频。

物体由于运动而具有的能量是动能。分子具有动能吗？

展示具有势能的物体的图片和视频。

弹簧由于发生弹性形变具有弹力，还具有弹性势能。分子间有分子势能吗？

我们把动能和势能统称为机械能，构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能之和叫做物体的内能。

内能和机械能是同种能量吗？你能说出它们的异同点吗？

小结：内能是与机械能不同的一种能量。物体可以没有机械能，但一定有内能。因为分子在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。

结合动能的特点，思考问题。

分子也具有动能，根据分子动理论的初步知识，分子在不停地做无规则运动。

结合势能的特点，知识迁移得出：分子具有分子势能，因为分子间也存在相互作用的引力和斥力。

根据前面的定义，学生讨论。

机械能是与物体整个机械运动情况有关的能量。而内能是与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关，内能是不同于机械能的另一种形式的能。

内能和机械能的单位都是焦耳（J）。

学生进行讨论补充。

利用对比的方法得出内能的概念，注重物理方法培养。

培养对比的物理方法。

内能的大小

猜想：内能大小可能与哪些因素有关？请说说你的猜想依据。

小结：

1．内能的大小与物体的温度有关。同一物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。

2．内能还与物体的质量、状态等有关。

3．一切物体都具有内能。

判断下列物体内能的变化。

1．太阳下的一瓶水，温度升高。

2．一杯水喝掉一半。

3．水结成冰。

学生讨论，进行猜想，同学之间相互补充。

1．内能可能与温度有关，因为温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大，内能越大。

2．内能可能与质量有关，因为质量越大，物体所含分子数量越多。

学生根据影响内能大小的因素判断内能的变化。

培养学生分析问题的能力。

物体内能的改变──热传递

如何判断一个物体内能大小的变化？

把刚煮熟的鸡蛋从开水中拿出放入冷水中，判断鸡蛋和水的内能的变化。并说出理由。

鸡蛋和水的内能发生了改变，它们之间发生了热传递，通过热传递改变了鸡蛋和水的内能。

热会从高温物体传递给低温物体；高温物体的温度会降低内能减少，低温物体的温度会升高，内能增加。

在鸡蛋和水的例子中，热传递的方向？

热量：

1．定义：在热传递中，传递能量的多少。

2．单位：焦耳（J）。

3．物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。

4．内能反映的是热传递过程中内能的变化量，只能用“吸收”或“放出”描述，不能用“具有”、“含有”等词描述。

5．热传递中转移的是热量，不是温度。

你能举出一些利用热传递改变物体内能的例子吗？

讨论：

结合问题，讨论温度、内能和热量的不同点。

一个物体的温度升高，它的内能增加。物体内能增加，温度是否一定升高？举例说明。

小结：内能是能量的一种形式，也是某一时刻的状态量，一切物体都具有内能；热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述。

物体的内能与温度有关，物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。可以根据温度的变化来判断物体内能的变化。

鸡蛋的内能减小，水的内能增大。因为鸡蛋的温度降低，水的温度升高。

热传递从高温的鸡蛋向水传递。

学生讨论，举例。

冬天利用热水袋取暖、发烧时用冷毛巾给头部降温、夏天把食物放入冰箱冷藏等。

学生讨论，进行交流。

物体内能增加，温度不一定升高。如晶体在熔化时，温度不变，内能是增加的；液态晶体在凝固时，温度不变，但要放热，内能减少。

提高学生的物理素养。培养思考、自学能力。

利用生活实例提高学生的学习兴趣。

培养学生合作学习的能力。

物体内能的改变──做功

除了热传递外，还有什么途径可以改变物体的内能？

投影做功改变物体内能的图片和视频，这些图片说明了什么？

分组实验：怎样使一段铁丝的温度升高、内能增大？

器材：一段较粗的软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋、小毛巾等

学生讨论实验方法，并尝试完成实验。

分析论证：你能给这些方法进行分类吗？

你还能举出一些利用做功改变物体内能的一些实例吗？

得出结论：改变物体内能有两种方式：热传递和做功。

演示实验

1．在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。

（1）实验中硝化棉的作用

（2）实验中谁对谁做功？

通过实验可以知道，对物体做功，物体的内能会增加，把机械能转化为内能。

利用打气筒给自行车车胎打气，请一同学用手感觉气筒外壁上下部分的温度，形成此现象的原因？

由此可见，压缩空气做功使空气内能增大是气筒外壁温度升高的主要原因，摩擦在这里是次要的。

2．在烧瓶内盛少量水。利用打气筒给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。

（1）描述观察到的实验现象，此现象形成的原因是什么？

（2）瓶内放水的作用是什么？

（3）实验中谁对谁做功？

本实验中通过水蒸气液化形成水雾来反映气体对外做功时内能减少、温度降低的，也是利用了转化的物理方法。

通过实验可以知道，物体对外做功，内能会减少，把内能转化为机械能。

你能再举出一些物体对外做功内能减少的例子吗？

学生观察图片和视频，这些图片说明了做功可以改变物体的内能。

学生进行实验，可能会出现下列方法：

1．用打火机去烧铁丝，使铁丝的温度升高。

2．把铁丝放在热水袋上，用热水袋焐铁丝。

3．把铁丝反复弯折，使铁丝温度升高。

4．用砂纸反复摩擦铁丝，使铁丝温度升高。

……

方法1和2属于一类，采用了热传递的方法使铁丝温度升高、内能增加。另外两种方法采用做功的方法改变了铁丝的内能。

结合实际生活，学生举例，如摩擦生热、钻木取火等。

学生观察实验，思考提出的问题。

实验中利用硝化棉的燃烧反映了筒内空气内能增加，温度升高，采用了转化的方法。空气内能增加是因为活塞压缩筒内空气做功，把活塞的机械能转化为空气的内能。

打气筒外壁下面温度比上面的温度高，主要的原因是压缩空气做功增加了内能。

学生观察实验，在瓶塞跳出时，可以看见瓶内出现水雾。它是由瓶内水蒸气遇冷液化形成的。利用打气筒给瓶内打气时，压缩瓶内空气做功，空气的内能增加，温度升高，瓶内的水汽化形成大量无色的水蒸气；当瓶内气体冲开瓶塞时，空气推动瓶塞做功，内能减少，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴。

学生结合实际生活，举例。

如打开可乐瓶盖时，会在瓶口出现“雾”；把车胎内的气放掉时，在气门芯处出现小水珠等（可以进行课堂实验）。

培养学生实验动手能力。

利用分类总结的方法得出做功可以改变物体的内能。

结合实例，加强物理与生活的联系

培养学生的观察能力。

培养利用物理知识解决实际问题的能力。

培养学生观察实验、思考实验的能力。

结合实例加强物理与生活的联系，提高学生的学习兴趣。

讨论：

1．利用热传递和做功都可以改变物体的内能，你能说说这两种方法的异同吗？

2．物体吸热，内能一定增加、温度升高吗？对物体做功，物体内能一定增加吗？

结合本节所学内能，学生讨论这两个问题，也可以作为课后的思考题。

培养学生合作学习的能力。

总结（5分钟）

课堂小结：

1．通过这节课你学到了什么？

2．什么是内能？物体的内能大小与温度的关系。

3．温度、内能与热量这三个物理量的关系。

4．改变物体内能的方法。

学生梳理本节课知识内容。

1．本节主要内容是内能和内能的两种改变方法。

2．内能是构成物质的所有分子热运动的动能与分子势能的总和。内能的大小与温度、质量等因素有关，同一物体温度升高，内能增加。

3．热量是热传递过程中转移能量的多少，是能量的变化量。物体的温度升高，内能增大。可以通过物体温度变化反映物体内能的变化。

4．物体内能的改变可以利用热传递和做功的方法，这两种方法在改变物体的内能上是等效的。

培养学生总结归纳的能力。

作业布置

完成《动手动脑学物理》第1、2题。

按要求完成。

知识巩固。

文章来源：http://m.jab88.com/j/26440.html

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