功、一、1．知道絕熱過程的含義。2．從熱力學(xué)的角度認識內(nèi)能的概念。3．理解做功與內(nèi)能改變之間的關(guān)系。4．知道熱傳遞過程中，物體吸收（放出）熱量，溫度升高（降低），內(nèi)能改變。5．了解熱量的概念，熱量的單位是焦耳。二、1．通過觀察、思考，知道物體的內(nèi)能是系統(tǒng)的一個狀態(tài)量。2．通過探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力、提高學(xué)生科學(xué)思維水平。3．通過類比方法，幫助學(xué)生建立內(nèi)能的概念。三、情感、1．通過主動參與學(xué)習(xí)活動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。2．通過實驗活動，培養(yǎng)學(xué)生的實事求是的科學(xué)態(tài)度。1．做功與內(nèi)能改變關(guān)系的探究。2．熱量與內(nèi)能改變關(guān)系的探究。3．內(nèi)能概念的建立。內(nèi)能概念的建立。一、指導(dǎo)學(xué)生實驗：冬天手冷，通常采取什么辦法變暖和？演示實驗：活塞快速壓縮氣體，猜猜會發(fā)生什么？指導(dǎo)學(xué)生實驗：沒有熱源，有什么辦法讓桌子上的鐵絲變熱？演示實驗：銅管中的氣體被橡皮塞密封，給你一條繩子，有沒有辦法把橡皮塞彈開？引出猜想：做功可改變物體的熱學(xué)狀態(tài)。二、1．提出問題：如何探究做功和系統(tǒng)熱學(xué)狀態(tài)改變之間的確切關(guān)系呢？①用什么物理量標(biāo)識熱學(xué)狀態(tài)？②我們應(yīng)該選擇固、液、氣哪個系統(tǒng)研究比較好？為什么？③手舉量熱器量筒，問：放入水后，還需什么器材？④問：溫度可以用溫度計監(jiān)測了，裝置完善了嗎？⑤問：如何做功呢？用什么方式做功呢？⑥討論：我們該如何設(shè)計機械做功呢？用手?jǐn)嚢鑶?？①焦耳實驗是如何測定做功的？②這個實驗需要滿足什么條件？③焦耳實驗是如何準(zhǔn)確測量做功的？④我們需要記錄哪些實驗數(shù)據(jù)？表格怎么設(shè)計？⑤介紹這個實驗的結(jié)論。系統(tǒng)僅通過外界做功與外界進行能量交換，不從外界吸熱也不向外界放熱，此過程稱為絕熱過程。重物下落驅(qū)動輪葉旋轉(zhuǎn)，攪拌絕熱容器內(nèi)的液體，從而使其升溫，實現(xiàn)狀態(tài)變化。結(jié)論：只要重力所做的功相同，容器內(nèi)水溫上升的數(shù)值都是相同的，即系統(tǒng)狀態(tài)的變化是相同的。①如何設(shè)計電流做功？②這個實驗需要滿足什么條件？③如何準(zhǔn)確測量電流做功的？④介紹：當(dāng)時條件所限，焦耳改用重物帶動發(fā)電機做功來實現(xiàn)。⑤介紹這個實驗的結(jié)論。電流通過電熱絲使絕熱容器內(nèi)的液體溫度升高。結(jié)論：在絕熱過程中，只要系統(tǒng)所做的電功相等，其溫度上升的幅度一致，表明系統(tǒng)的狀態(tài)變化相同。4．引導(dǎo)得出實驗結(jié)論：對于絕熱系統(tǒng)，從狀態(tài)1到狀態(tài)2，做功的值是一個定值，與具體做功的過程、方式無關(guān)。組織討論：從狀態(tài)1到狀態(tài)2，系統(tǒng)做的功是定值，與做功的過程、方式無關(guān)，這說明了什么？我們有沒有類似的經(jīng)驗：確定了初狀態(tài)、末狀態(tài)，中間做功就是定值了，跟做功方式無關(guān)了？分析動能定理、動量定理、重力勢能，思考確定初末狀態(tài)后，過程量也被唯一確定了。引導(dǎo)學(xué)生得出：一個狀態(tài)存在一個特定的物理量，此物理量應(yīng)該是能量。每個熱力學(xué)系統(tǒng)必然包含一個僅取決于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，該量在系統(tǒng)兩個狀態(tài)間的差異與絕熱過程中外界對系統(tǒng)所做的功相關(guān)聯(lián)。我們把這個物理量稱為系統(tǒng)的內(nèi)能。得出功和內(nèi)能改變關(guān)系：在絕熱過程中，系統(tǒng)從狀態(tài)1變化至狀態(tài)2時，其內(nèi)能的增加量△??等于外界對系統(tǒng)所做的功??，即△??=??。（1）組織學(xué)生實驗：③組織學(xué)生解釋現(xiàn)象。（2）兩位同學(xué)上臺演示實驗：②現(xiàn)象：橡皮塞彈開，可樂瓶里充滿白霧?？偨Y(jié)：做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能。功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度。（1）外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加。在絕熱過程中，內(nèi)能的增量就等于外界對系統(tǒng)做的功。即Δ??＝??2－??1＝??。（2）系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少。在絕熱過程中，系統(tǒng)對外界做多少功，內(nèi)能就減少多少，即??＝Δ??。例題1：下圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可在N內(nèi)壁上滑動。假設(shè)筒內(nèi)氣體與外界無熱交換，在M下滑過程中（答案：例題2：地面附近有一正在上升的空氣團，它與外界的熱交換忽略不計。已知大氣壓強隨高度增加而降低，則該空氣團在上升過程中（不計氣團內(nèi)分子間的勢能）（答案：師：有熱從高溫端傳到低溫端，究竟有多少熱過去？我們把這個量稱為熱量。熱量從高溫端傳到低溫端的過程叫熱傳遞。展示實驗：燒烤金屬絲并引導(dǎo)：在金屬絲里傳遞熱量的方式叫熱傳導(dǎo)。提問：上方空氣也熱，熱量是怎么傳上來的？通過冷熱空氣對流將熱量傳遞上來的，這叫熱對流。提問：在火的側(cè)邊也能感受到熱，熱量又是怎么過來的？主要不是熱對流，是熱輻射，什么叫熱輻射？高溫物體向外輻射電磁波，稱為紅外線，具有顯著的熱效應(yīng)。人體接收到這種輻射時會感受到熱量，因此熱輻射是指高溫物體向外輻射電磁波的過程。教師總結(jié)：熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射。分析三種方式的特點：熱傳導(dǎo)：熱通過物體傳遞的方式稱為熱傳導(dǎo)，不同物質(zhì)的導(dǎo)熱能力各異。易于傳導(dǎo)熱量的物體被稱為熱良導(dǎo)體，所有金屬均屬此類。反之，不易傳導(dǎo)熱量的物體則被稱作熱不良導(dǎo)體，例如空氣等。橡膠、絨毛、棉紗、木頭、水、油等。熱對流：靠液體或氣體的流動來傳遞熱的方式，熱對流是液體和氣體所特有的熱傳遞方式。熱輻射：熱能通過高溫物體以電磁波的形式沿直線輻射，這種過程不依賴介質(zhì)，在真空中也能進行。溫差越大，物體表面顏色越深，其向外輻射的熱能也越強。提問：熱傳遞過程究竟是怎么進行的，熱量又是如何從高溫端傳到低溫端的？我們能否親眼見證傳熱過程？引導(dǎo)：熱傳遞過程最明顯的痕跡是什么？生：引導(dǎo)提問：感知到溫度變化也就間接感受到了熱傳遞，有什么辦法可以感知到溫度變化？生：實驗器材：感溫勺子、操作：現(xiàn)象：理答：感溫材料，遇到不同的溫度會顯示不同的色彩，可以幫助我們觀察熱傳遞。實驗儀器：熱感攝像儀、銅絲、打火機（酒精燈）、顏色相同材料一致的背景、步驟：銅絲、手機固定，手機攝像頭對準(zhǔn)銅絲，用酒精燈給金屬絲一端加熱，觀察攝像儀里的現(xiàn)象?，F(xiàn)象：熱量從高溫端逐漸向低溫端傳遞，能看到傳遞的動態(tài)效果。師：通過熱感儀可以看到熱量從高溫端向低溫端傳遞。提問：熱傳遞過程何時終呢？終結(jié)的特征是什么？生：反問：親眼見證過嗎？實驗儀器：透明上下層玻璃管、熱水、冷水、熱感攝像儀、步驟：在玻璃管下層注入熱水，隨后加入不同量的冷水，開啟隔熱板后，分別將兩個溫度計置于上下兩層水中，并利用熱感儀觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：在熱對流作用下，熱感儀顯示上下層亮度一致，溫度相同；同時，溫度傳感器也確認了這一溫度一致性。教師總結(jié)：熱傳遞結(jié)束的特征是兩個系統(tǒng)等溫。那么如果物體間要發(fā)生熱傳遞，有什么條件？4．發(fā)生熱傳遞的條件：當(dāng)物體之間或物體的不同部分之間存在溫度差時才能發(fā)生熱傳遞。例題3：關(guān)于熱傳遞，下列說法正確的是（答案：提問：對于這杯水，攪拌即摩擦做功可使其內(nèi)能增加；若不攪拌，不做任何做功，如何實現(xiàn)其內(nèi)能的提升？生：提問：熱傳遞時如何使系統(tǒng)內(nèi)能增加的？將熱量從其他物體轉(zhuǎn)移到這個系統(tǒng)中來。提問：內(nèi)能的增量和傳遞的熱量有什么關(guān)系？引導(dǎo)提問：假設(shè)有2J的熱量從外界轉(zhuǎn)移到這個系統(tǒng)當(dāng)中，內(nèi)能如果改變？生：反問：熱傳遞能不能使系統(tǒng)內(nèi)能減少？如何去描述？生：提問：將2J的熱量從這個系統(tǒng)轉(zhuǎn)移出去，系統(tǒng)內(nèi)能怎么變化？生：教師總結(jié)：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)由狀態(tài)1通過單一傳熱過程轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)2時，其內(nèi)能增量ΔU等于外界傳遞給系統(tǒng)的熱量Q，即ΔU=Q。當(dāng)熱量轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)當(dāng)中，稱為吸熱，內(nèi)能增加。當(dāng)熱量從系統(tǒng)轉(zhuǎn)移出去，稱為放熱，內(nèi)能減少。6．內(nèi)能與熱量的區(qū)別：（1）內(nèi)能是一個狀態(tài)量，一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能。（2）熱量是過程量，表示熱傳遞過程中內(nèi)能的改變。（3）如果沒有熱傳遞，就沒有熱量可言，但此時仍有內(nèi)能。師：做功和熱傳遞均可改變系統(tǒng)內(nèi)能，對于某一系統(tǒng)（如水），二者均能使其內(nèi)能增加2焦耳，效果相同但途徑不同。提問：做功和傳熱有什么區(qū)別？引導(dǎo)提問：從能量守恒角度思考，內(nèi)能增加，能從哪來？內(nèi)能減少，能又去了哪？師：能的流動對于做功和熱傳遞具有不同的特性，因此有必要從能的流動角度來比較二者之間的區(qū)別。提問：從做功的角度來說說生活中有哪些實例是通過做功使內(nèi)能增加的，增加的內(nèi)能從哪來？生：搓手摩擦生熱，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；通電電阻發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為熱能；太陽能熱水器將光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。反問：反過來，內(nèi)能減少，能量又去了哪？給大家2分鐘時間討論下，到時候一起分享下。生：反問：內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成電能？生：理答：燒煤發(fā)電，內(nèi)能是直接轉(zhuǎn)化為電能嗎？他內(nèi)能先轉(zhuǎn)化為機械能，推動發(fā)電機發(fā)電。反問：有沒有直接從內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能的例子？實驗器材：溫差發(fā)電器、冷水、操作：現(xiàn)象：現(xiàn)象解釋：溫差發(fā)電利用水流，熱水與冷水形成溫差，通過熱傳遞產(chǎn)生熱流，進而實現(xiàn)發(fā)電。反問：內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成光能嗎？生：教師總結(jié)：其他形式的能量與內(nèi)能可相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化過程中能量的形式發(fā)生變化。熱傳遞僅是將系統(tǒng)的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到另一物體上，其本質(zhì)仍為內(nèi)能，能量形式未變。做功和熱傳遞在本質(zhì)上是不同的：做功使物體的內(nèi)能改變，是其他形式的能量和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化（不同形式能量間的轉(zhuǎn)化）。熱傳遞使物體的內(nèi)能改變，是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移（同種形式能量的轉(zhuǎn)移）。如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體封閉于絕熱容器內(nèi)，容器內(nèi)設(shè)有一可移動的絕熱活塞。今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體（答案：2．如圖所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側(cè)裝有氣體，右側(cè)為真空?，F(xiàn)將隔板抽掉，使左側(cè)氣體自由膨脹直至達到平衡，則在此過程中（不計氣體的分子勢能）（答案：3．下列說法正確的是（答案：4．一個鐵塊沿斜面勻速滑下，關(guān)于物體的機械能和內(nèi)能的變化，下列判斷中正確的是（答案：5．如圖所示，絕熱容器內(nèi)有一質(zhì)量固定的活塞，上部封閉氣體，下部為真空?；钊c器壁無摩擦，置于真空中的彈簧一端固定