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高中物理熱和內(nèi)能的教案
一、教材分析
本節(jié)講述另一類熱力學(xué)過程——熱傳遞過程以及熱傳遞與改變內(nèi)能的關(guān)系。首先介紹熱傳遞的三種方式:熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射。進(jìn)而分析系統(tǒng)在單純的熱傳遞過程中系統(tǒng)內(nèi)能的變化，自然引出熱量與系統(tǒng)內(nèi)能概念的區(qū)別與聯(lián)系，最后研究做功與熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能上的異同。
二、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1．了解熱傳遞的三種方式。
2．知道熱傳遞是改變系統(tǒng)內(nèi)能的一種方式。
3．能區(qū)分熱量與內(nèi)能的概念。
4．知道熱傳遞與做功對(duì)改變系統(tǒng)的內(nèi)能是有區(qū)別的
過程與方法
能舉例說明熱傳遞能夠改變系統(tǒng)內(nèi)能
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
了解感受能量的轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)我們學(xué)習(xí)物理、探索自然的興趣。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn)：熱傳遞對(duì)內(nèi)能的改變。
難點(diǎn)：熱量與內(nèi)能的區(qū)別
四、學(xué)情分析
本節(jié)內(nèi)容稍簡(jiǎn)單，易于學(xué)生接受。
五、教學(xué)方法
自主學(xué)習(xí)、討論、講解
六、課前準(zhǔn)備
鐵絲、布、酒精燈
七、課時(shí)安排1課時(shí)
八、教學(xué)過程
�。ㄒ唬╊A(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
基礎(chǔ)知識(shí)提問：
1、焦耳的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？
2、什么是內(nèi)能？?jī)?nèi)能于什么有關(guān)？
�。ǘ┣榫耙�、展示目標(biāo)
想一想，使一段鐵絲的溫度升高有哪些方法？
回答：將鐵絲來回多次彎折，用布摩擦，將鐵絲放在火上燒，與高溫物體接觸……
教師：可以通過做功改變物體內(nèi)能，今天我們來學(xué)習(xí)改變物體內(nèi)能的另一種方式——熱傳遞。
�。ㄈ┖献魈骄�、精講點(diǎn)播
教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材62頁有關(guān)內(nèi)容，思考并回答問題。
�。�1）什么是熱傳遞？
�。�2）熱傳遞有幾種方式？舉例說明。
（3）熱傳遞過程的實(shí)質(zhì)是什么？
1．熱傳遞
（1）熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分，叫做熱傳遞。
�。�2）熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射。
�。�3）熱傳遞的實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)移
①熱傳導(dǎo)：不借助于物質(zhì)的宏觀移動(dòng)，而靠分子、原子等粒子的熱運(yùn)動(dòng)，使能量由高溫物體（或物體的高溫部分）向低溫物體（或物體的低溫部分）傳遞的過程，這種過程在氣體、液體和固體中都能發(fā)生。
�、跓釋�(duì)流：流體依靠宏觀流動(dòng)而實(shí)現(xiàn)熱傳遞的過程，在對(duì)流過程中伴隨著大量分子的定向運(yùn)動(dòng)。熱對(duì)流又分自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流。自然對(duì)流——當(dāng)流體內(nèi)部存在溫度梯度，進(jìn)而出現(xiàn)密度梯度時(shí)，高溫處流體的密度—般小于低溫處（水在0～4oC 時(shí)的反常膨脹現(xiàn)象除外），這時(shí)如果流體的密度由小到大對(duì)應(yīng)空間位置的由低到高，在重力作用下，流體便開始作宏觀的定向流動(dòng)，密度小處溫度較高的流體向上運(yùn)動(dòng)，而溫度低處密度較大的流體填充過來，行成了流體的對(duì)流，從而使能量從高溫處向低溫處傳遞。強(qiáng)迫對(duì)流——靠外來的作用使流體在高溫處與低溫處之間作循環(huán)流動(dòng)而傳遞熱量的過程，例如制冷系統(tǒng)內(nèi)工作物質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)就是靠壓縮機(jī)的工作強(qiáng)迫實(shí)現(xiàn)的。
③熱輻射：不依賴于物質(zhì)的接觸而由熱源自身的溫度作用借助電磁波傳遞能量的方式。溫度的高低決定著輻射的強(qiáng)弱。溫度較低時(shí)，主要以不可見的紅外線進(jìn)行輻射，溫度較高時(shí)，熱輻射最強(qiáng)的成分在可見光區(qū)。如太陽就是通過熱輻射的形式將熱經(jīng)宇宙空間傳給地球的。
2．熱和內(nèi)能
對(duì)于一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱也能改變系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)。
熱量是在單純的傳熱過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度。
當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過絕熱過程達(dá)到狀態(tài)2時(shí)，內(nèi)能的增加量 等于外界對(duì)系統(tǒng)傳遞的熱量Q，即 。
引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材63頁有關(guān)內(nèi)容，思考并回答問題。
�。�1）怎樣理解熱量？能否說某一物體具有多少熱量？為什么？
�。�2）傳遞的熱量與內(nèi)能改變滿足什么關(guān)系?
�。�3）做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。做功和熱傳遞在改變內(nèi)能，有何不同？
回答：
�。�1）熱量表征物體間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少。只有在改變物體內(nèi)能的過程中，說熱量才有意義。所以，不能說物體含有多少熱量。
�。�2）傳遞的熱量與內(nèi)能改變的關(guān)系
�、僭趩渭儫醾鬟f中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少。即ΔU= Q吸
②在單純熱傳遞中，系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少。即Q放= -ΔU
�。�3）熱傳遞，是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。即內(nèi)能從物體的一部分傳到另一部分，或從一個(gè)物體傳遞給另一物體。做功，是物體的內(nèi)能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化。如內(nèi)能與機(jī)械能、內(nèi)能與電能等發(fā)生轉(zhuǎn)化。
典例例題
例1 如果鐵絲的溫度升高了，則（ ）
A.鐵絲一定吸收了熱量 B.鐵絲一定放出了熱量
C.外界可能對(duì)鐵絲做功 D.外界一定對(duì)鐵絲做功
解析：做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的，溫度升高可能是做功，也可能是熱傳遞。故C正確。
答案：C
友情提示：鐵絲的溫度升高從結(jié)果我們無法判斷是哪種方式改變了內(nèi)能，因?yàn)樽龉蜔醾鬟f對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。
例2 下列關(guān)于熱量的說法，正確的是 （ ）
A.溫度高的物體含有的熱量多
B.內(nèi)能多的物體含有的熱量多
C.熱量、功和內(nèi)能的單位相同
D.熱量和功都是過程量，而內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量
解析：熱量和功都是過程量，而內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量，所以不能說溫度高的物體含有的熱量多，內(nèi)能多的物體含有的熱量多；熱量、功和內(nèi)能的單位相同都是焦耳。選C、D
答案：C、D
友情提示：注意區(qū)分狀態(tài)量與過程量的不同特點(diǎn)
課后練習(xí)1、（1）內(nèi)能增加（2）內(nèi)能減少
課后練習(xí)2、鉛的比熱是0.13×103J/kg℃
設(shè)增加的內(nèi)能為ΔU
ΔEk= mv2-0 ①
ΔU= ΔEk×80℅＝c m Δt ②
�、佗诼�(lián)立并代入數(shù)值得：Δt=123℃
�。ㄋ模┓此伎偨Y(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)
�。ㄎ澹┌l(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)
九、板書設(shè)計(jì)
1．熱傳遞
（1）熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分，叫做熱傳遞。
（2）熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射。
�。�3）熱傳遞的實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)移
2．熱和內(nèi)能
�。�1）熱量表征物體間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少。只有在改變物體內(nèi)能的過程中，說熱量才有意義。所以，不能說物體含有多少熱量。
�。�2）傳遞的熱量與內(nèi)能改變的關(guān)系ΔU= Q
�、僭趩渭儫醾鬟f中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少。
�、谠趩渭儫醾鬟f中，系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少。
�。�3）熱傳遞，是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。即內(nèi)能從物體的一部分傳到另一部分，或從一個(gè)物體傳遞給另一物體。
做功，是物體的內(nèi)能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化。
十、教學(xué)反思
本節(jié)還需加強(qiáng)學(xué)生的能量的觀點(diǎn)，使學(xué)生能從不同的角度認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象，解感受能量的轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)我們學(xué)習(xí)物理、探索自然的興趣。
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