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1、第十三章 內(nèi)能第1節(jié) 分子熱運動【學習目標】1、知道物質(zhì)是由分子組成的,一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動; 2、能識別擴散現(xiàn)象,并能用分子熱運動的觀點進行解釋; 3、知道分子熱運動的快慢與溫度的關(guān)系; 4、知道分子之間存在相互作用力;【學習過程】一、探究學習:擴散現(xiàn)象猜想:打開香皂盒聞到香味,說明香氣的分子發(fā)生了 。下面我們再來通過討論實驗來體會分子是運動的。往盛有水的燒杯中,滴入紅墨水,過一會兒,觀察到 現(xiàn)象。上面的實驗是一種擴散現(xiàn)象。即不同的物質(zhì)在接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象,叫做擴散。在我們?nèi)粘I钪?,擴散現(xiàn)象很常見。請舉出幾個例子,看誰觀察得細致。通過所舉例子我們可以看出擴散能發(fā)生在
2、 體和 體之間、 體和 體之間??茖W家們把磨得很光的鉛片和金片緊壓在一起,在室溫下放置5年后再將它們切開,可以看到它們互相滲入約1 mm深。這說明擴散也可以在 體和 體之間發(fā)生。在一個燒杯中裝半杯熱水,另一個同樣的燒杯中裝等量的涼水。用滴管分別在兩個杯底注入一滴墨水,比較兩杯中墨水的擴散現(xiàn)象有什么不同。想想議議:1)2)一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。由于分子的運動跟溫度有關(guān),所以這種無規(guī)則的運動叫做分子的熱運動。2、分子間的作用力這是一個鉛塊,我們知道它是由 組成的,組成它的分子在不停地運動著,那么為什么鉛塊沒有飛散開?是什么原因使它們聚合在一起呢?(學生討論)是分子間的引力作用使鉛
3、分子聚合在一起的。演示實驗 將兩個鉛柱的底面削平、削干凈,然后緊緊地壓在一起,如圖(a)兩塊鉛就會結(jié)合起來,下面吊一個重物都不能把它們分開。這個實驗表明 。 分子間的引力使得固體和液體能保持一定的體積,那么,我想把粉筆壓縮得短一些,容易做到嗎?為什么? (學生討論)因為分子之間還存在另一種作用力斥力。正是由于斥力的存在,使得分子已經(jīng)離得很近的固體和液體很難進一步被壓縮。分子之間既有引力又有斥力,這就好像被彈簧連著的小球。當分子間的距離很小時,作用力表現(xiàn)為斥力;當分子間的距離稍大時,作用力表現(xiàn)為引力。如果分子相距很遠,作用力就變得十分微弱,可以忽略。三、課堂收獲:四、自我檢測: 1、下列現(xiàn)象中不
4、能說明一切物體里的分子都在做無規(guī)則運動的是:A、SARS病毒可以通過飛沫傳播B、像一杯水中滴入紅墨水,過一會兒整杯水都紅了C、把磨得很光的鉛片和金板長久緊壓在一起,金板中滲有鉛,鉛板中滲有金D、配制過氧乙酸消毒液時,能聞到刺鼻的氣味2、下列現(xiàn)象能用分子動理論解釋的是:A、沙塵暴來臨時,漫天沙塵B、“八月桂花遍地香”時,到處都能聞到桂花的芳香C、掃地時,室內(nèi)塵土飛揚D、把兩塊表面平滑干凈的鉛塊壓緊,一段時間后不容易把它們拉開3、下列說法中正確的是:A、物體運動的越快,它的分子的無規(guī)則運動也越快B、液體凝固成固體后,分子的無規(guī)則運動就停止了C、固體被壓縮到分子之間無間隙才不能被壓縮D、溫度越高,分
5、子的無規(guī)則運動越劇烈4、下列現(xiàn)象中,支持分子間存在引力的證據(jù)是:A、兩塊表面平滑干凈的鉛塊相互緊壓后會黏在一起B(yǎng)、固體和液體很難被壓縮 C、磁鐵能吸引大頭針D、破鏡不能重圓5、劣質(zhì)的裝修材料含有超標的甲醛等有毒有機物。用它們裝修房屋,會造成室內(nèi)環(huán)境污染,這表明 。用膠粘劑可以把裝修板粘在一起,這說明 。6、分子看不見、摸不著,不好研究,但我們可以通過墨水的擴散現(xiàn)象來認識它(從宏觀現(xiàn)象揭示微觀本質(zhì))。將墨水分別滴入冷水和熱水中,通過觀察現(xiàn)象可知:溫度越高, 過程越快,這說明溫度越高, 。五、拓展如圖(b)所示,把一塊表面干凈的玻璃板掛在彈簧測力計下面,手持彈簧測力計上端,把玻璃板放到剛好和一盆水
6、的水面接觸,再慢慢向上提彈簧測力計,觀察到玻璃板未離開水面時的彈簧測力計的示數(shù)比離開水面后的示數(shù)大,請用我們學過的物理知識解釋這種現(xiàn)象。知識點梳理 1)物質(zhì)的構(gòu)成:分子、原子 2)分子熱運動實驗:根據(jù)實驗現(xiàn)象:不同的物質(zhì)在相互接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象,叫做擴散。 固體之間的擴散可用:煤堆舉例研究擴散現(xiàn)象與哪些因素有關(guān)結(jié)論:一切物質(zhì)都在不停地做無規(guī)則運動,溫度越高,分子運動越劇烈。由于分子的運動與溫度有關(guān),所以這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動。兩個杯子中分別盛有質(zhì)量相同的熱水和冷水,向其中放入足夠的糖塊,哪杯甜?擴散現(xiàn)象對人類生活的影響:好處:腌制雞蛋,壞處:人造木板粘接劑的甲醛擴散在空氣中造成污
7、染。3)分子間的作用力鉛柱實驗實驗表明:鉛柱的分子之間存在引力。分子之間有間隙,但固體和液體很難壓縮,因為除了引力以外分子之間還存在斥力。填表:第二節(jié) 內(nèi)能一、【教學目標】1.知道內(nèi)能的初步概念及內(nèi)能跟溫度的關(guān)系.2.知道做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能.3.培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力和分析歸納問題的能力.二、【重點與難點】內(nèi)能概念;改變內(nèi)能的兩種方式.三、【教學方法】教師演示講授,學生邊學邊實驗,師生共同分析討論。四、【教學過程】引入新課1、 內(nèi)能運動的物體具有動能,運動的分子同樣具有動能,構(gòu)成物質(zhì)的分子在不停地做熱運動,溫度越高,分子的熱運動的速度越大,除此之外,由于分子之間存在相互作用
8、力,所以分子之間具有勢能,叫做分子勢能。內(nèi)能就是分子動能及分子勢能的總和。內(nèi)能的單位是焦耳(J), 飛在空中的足球,除了有機械能外,還有內(nèi)能。請問:內(nèi)能和足球的運動速度有關(guān)嗎? 一切物體都有內(nèi)能。溫度升高內(nèi)能增加,溫度降低,內(nèi)能減少。新課教學(1)物體的內(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。物體內(nèi)部的每一個分子都在運動,都受分子作用力,但每單個分子的動能和勢能,不是物體的內(nèi)能。內(nèi)能是指物體所有分子無規(guī)則運動的動能和勢能的總和。內(nèi)能也不同于機械能。物體的動能跟物體的速度有關(guān),物體的重力勢能跟物體被舉起的高度有關(guān)。一個鋼球是否運動,是否被舉高,這只能影響鋼球的機
9、械能,并不是能改變鋼球內(nèi)分子無規(guī)則運動的動能和勢能。那么物體的內(nèi)能跟什么有關(guān)呢?(2)內(nèi)能的變化:物體內(nèi)能既然是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的動能和勢能的總和,那么當分子運動加劇時,物體的內(nèi)能也就增大。上節(jié)課我們曾進過:物體的溫度升高,其內(nèi)部分子的無規(guī)則運動加劇。科學的論斷,必須要有證據(jù),在物理學中,通常是用實驗來證實論斷的。今天我們同樣用實驗來證實上面的論斷。實驗演示:取三只燒杯,分別倒入冷水、溫水和熱水,然后分別向三只杯內(nèi)緩慢地滴入幾滴墨汁,觀察比較三只杯內(nèi)墨擴散的快慢。實驗結(jié)果表明:溫度越高,擴散過程越快。擴散得快,說明分子無規(guī)則運動的速度大,即分子無規(guī)則運動激烈。因此:物體的內(nèi)能跟溫度有
10、關(guān)。溫度升高時,物體的內(nèi)能增加。溫度降低時,物體的內(nèi)能減小。正是由于內(nèi)能跟溫度有關(guān),人們常常把物體的內(nèi)能叫做熱能,把物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。(3)一切物體都有內(nèi)能。這是因為物體內(nèi)的分子永不停息地無規(guī)則運動著。熾熱的鐵水,溫度很高,分子運動激烈,它具有內(nèi)能。冰冷的冰塊,溫度雖低,其內(nèi)部分子仍在做無規(guī)則運動,它也具有內(nèi)能。(4)內(nèi)能和機械能通過機械能和內(nèi)能的對比,進一步幫助學生理解內(nèi)能概念。分析在水平光滑桌上滑動的木塊具有什么能。首先木塊有勢能,也有動能棗統(tǒng)稱為機械能。機械能與整個物體的機械運動情況有關(guān)。木塊內(nèi)部的分子做無規(guī)則運動,且分子間有作用力,木塊有內(nèi)能。內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的
11、勢運動和分子間的相互作用有關(guān)。小 結(jié)(1)內(nèi)能不是單個分子具有的,而是所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和。(2)內(nèi)能所指的動能是所有分子做無規(guī)則熱運動的動能的總和。這種無規(guī)則的熱運動,是分子在物體內(nèi)部自身不停的“分子運動”,而不是隨著物體整體一起所做的運動。物體作為整體運動所具有的動能是機械能不是內(nèi)能。(3)內(nèi)能所指的分子勢能是分子間相互作用使分子具有的勢能。作為物體整體跟地球的相互作用而具有的重力勢能是機械能,不是內(nèi)能。所以內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的能量。板書設(shè)計第二節(jié) 內(nèi)能一、物體的內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和 1內(nèi)能不同于機械能 2一切(運動、靜止、高
12、溫、低溫)物體都有內(nèi)能 3內(nèi)能與溫度的關(guān)系二、物體內(nèi)能的改變熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能:燒熱的工件放在冷水中。在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少叫做熱量,熱量的單位也是焦耳。物體吸收熱量時內(nèi)能增加,放出熱量時內(nèi)能減少。(發(fā)燒時用冷毛巾給頭部降溫) 那么除了熱傳遞外,還有那些途徑改變物體的內(nèi)能呢?(摩擦生熱)以上現(xiàn)象表明:做工也可改變物體內(nèi)能。2、 溫室效應什么是溫室效應?溫室效應對人類的影響。說說當今人類的那些行為加劇了溫室效應。3、 隨堂練習 第三節(jié) 比熱容一、教學目標:1知識與技能嘗試用比熱容解釋簡單的自然現(xiàn)象能根據(jù)比熱容進行簡單的熱量計算了解比熱容的概念,知道比熱容是物質(zhì)的一種屬性2過程與方法
13、通過探究,比較不同物質(zhì)的吸熱能力通過閱讀“氣候與熱污染”,了解利用比熱容解釋海邊與沙漠晝夜溫差問題,并了解一下“熱島效應”3情感態(tài)度與價值觀利用探究性學習活動培養(yǎng)學生自己動腦筋想辦法解決問題的能力教學重點與難點重點:比熱容的概念和熱量有關(guān)計算 難點:理解比熱容概念并能利用它解釋有關(guān)現(xiàn)象教學過程:一:自主探究:(學)1、比熱容一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比,叫做這種物質(zhì)的比熱容。 單位是1、引入:引導學生閱讀教材,在學生理解“水溫度升高時吸收的熱量和水的質(zhì)量、溫度升高的度數(shù)有關(guān),水的質(zhì)量越大,溫度升高的度數(shù)越多,吸收的熱量越多”的基礎(chǔ)上,讓學生討論所有的
14、物質(zhì),在質(zhì)量相等、溫度升高的度數(shù)也相等時,吸收的熱量之間的關(guān)系。2、(1)演示實驗:出示盛有等質(zhì)量的水和煤油的兩只燒杯,但我們明顯地看出兩者的體積不相同,這是為什么?(請學生回答)不同的物質(zhì)其密度不同,密度是物質(zhì)的屬性。介紹電加熱器(俗稱:“熱得快”),強調(diào)電加熱器每一秒鐘放出的熱量是一定的,兩個電加熱器是相同的,在相同的時間里它們放出的熱量也是相等的。請兩名同學幫助觀察溫度計,并隨時報告溫度。實驗結(jié)果:煤油溫度升得快。這表明質(zhì)量相等的水和煤油在溫度升高的度數(shù)相同時,水吸的熱量比煤油多。(2)比熱容:教師指出:換用其他物質(zhì),重復上述實驗,得到的結(jié)果是類似的。就是說,質(zhì)量相等的不同物質(zhì),在溫度升
15、高的度數(shù)相同時,吸收的熱量是不同的。這跟我們在測量物體質(zhì)量時,遇到的情況相似;相同體積的不同物質(zhì),質(zhì)量一般不相同。當時為表示物質(zhì)的這一特性,引入了密度的概念棗某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量。那么,現(xiàn)在我們應該怎樣表示上述實驗所反映的物質(zhì)特性呢?(啟發(fā)學生討論,在此基礎(chǔ)上歸納出比熱容的概念)單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容,簡稱比熱。比熱是通過比較單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫升1時吸收的熱量,來表示各種物質(zhì)的不同性質(zhì)。二、完成預習作業(yè)(驗)1:對于同一種物質(zhì),質(zhì)量越大,升高的溫度越多,則它吸收的熱量越_.2:對于不同的物質(zhì),例如一種是水,一種是沙子,如果它們的質(zhì)量相同,升高的溫度的度數(shù)
16、也相同,那么它們吸收的熱量是否相同呢?你認為下列哪個猜想正確( )A.水吸收的熱量多 B.沙子吸收的熱量多 C.水和沙子吸收的熱量多3;為了探究:比較不同物質(zhì)的吸熱能力猜想:_(填“水”或“煤油”)的吸熱能力較強.需要的器材:_.實驗前需考慮的問題:(1)怎樣得到質(zhì)量相等的水和煤油?是不是還需要其它的器材?(2)怎樣保證水和煤油吸收相同的熱量?(3)測量溫度時應注意些什么?結(jié)論:不同物質(zhì),在質(zhì)量相等,溫度升高的度數(shù)相同時,吸收的熱量是_的,也就是說不同物質(zhì)的吸熱能力是_的. (填“相同”或“不同”)4:為了表示不同物質(zhì)在吸熱能力上的差別,物理學里引入了_這個物理量.即:_的某種物質(zhì),溫度升高_
17、所吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的_.用符號_表示,它的單位是_,符號是_.水的比熱容是_,它的物理意義是: _ _.另外:比熱容的概念還可以表述為:單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度_1所_的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容.5:我國北方樓房中都裝有“暖氣”,用水做散熱的介質(zhì),把熱量帶到房中取暖,用水做介質(zhì)有什么好處?生活和生產(chǎn)中,還有沒有用水來加熱或散熱的情況?試舉例.答: 。6:試計算下列物質(zhì)吸收的熱量.(已知水的比熱容是4.2103J/(kg)(1).質(zhì)量為1kg的水,溫度升高1所吸收的熱量是多少?(2).質(zhì)量是2kg的水,溫度升高1所吸收的熱量是多少?(3).質(zhì)量為mkg的水,溫度升高1所吸收的熱量是多少?(
18、4).質(zhì)量為mkg的水,溫度升高2所吸收的熱量是多少?(5).質(zhì)量為mkg的水,溫度從10升高到80所吸收的熱量是多少?(6).質(zhì)量為mkg的水,溫度從t0升高(降低)到t所吸收的熱量是多少?如果以Q代表物體吸收的熱量,c代表物質(zhì)的比熱容,m代表物體的質(zhì)量,t0和t分別是加熱前后物體的溫度,通過以上計算,可以總結(jié)出一個計算熱量的公式:Q=_,如果要計算物體降溫時放出的熱量,那么公式又應是Q=_.三:交流合作(講)1、 分小組討論預習作業(yè),然后分組抽問答案,教師糾正個別錯誤。2、 教師抽問剛才學習中存在的問題并由其他組的學生或教師解答。問題(1): (2): (3): 3、由教師重點強調(diào)指出:對
19、于演示實驗:在探究活動之前,先要讓學生討論得出實驗所用的水和沙子的質(zhì)量相等,水和沙子升高的溫度要相等(適當強調(diào)升高溫度)。在此基礎(chǔ)上要引導學生選擇實驗器材和注意點(如天平、盛放水和沙子的杯子要型號相同、加熱所使用的酒精燈型號要相同),可以想到吸收熱量的多少就是根據(jù)酒精燈加熱時間的長短來決定,既加熱相同的時間,代表水或沙子吸收的熱量相同。在實驗前要提示學生:實驗所研究物質(zhì)在質(zhì)量相等、溫度升高相等時,吸收熱量是否相等?(讓學生帶著問題,去觀察演示實驗)實驗過程中所需要觀察的實驗現(xiàn)象。實驗前后需要記錄的物理量(加熱前后水和沙子的溫度)實驗前對酒精燈加熱位置的確定也是本實驗的一個要點。實驗中可以同時完
20、成兩個結(jié)論的探討:(1)在加熱的過程中發(fā)現(xiàn)沙子的溫度升高的比水的要快;說明:質(zhì)量相同的水和沙子,吸收相同的熱量沙子升高的溫度比水的大(2)要讓沙子和水升高相同的溫度所需要的加熱時間的比較;說明:質(zhì)量相同的水和沙子升高相同的溫度水吸收的熱量比沙子的多總結(jié)上面的實驗,質(zhì)量相等的不同物質(zhì),升高相同的溫度吸收的熱量是不同的(可以類比密度),這說明不同物質(zhì)在這種性質(zhì)上是不同的,這跟我們在測量物體質(zhì)量時,遇到的情況相似;相同體積的不同物質(zhì),質(zhì)量不相同,當時為表示物質(zhì)的這一特性,引入了密度的概念-某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量。那么,現(xiàn)在我們應該怎樣表示上述實驗所反映的物質(zhì)特性呢?(啟發(fā)學生討論,在此基礎(chǔ)上歸納出比
21、熱容的概念)從而引出比熱容的概念。比熱容的單位是有熱量、質(zhì)量和溫度的單位共同組成的組合單位,可對應其物理意義來相互對應理解。比熱容也是物質(zhì)的一種屬性,這個問題可以列舉一些具體的例子來讓學生去加深理解。如:一滴水與一盆水的比熱容是相等的、一根鐵釘一段鐵絲的比熱容是相等的給學生介紹比熱容表,以某種物質(zhì)為例子,對其作全面的解析,并同時介紹出比熱容的注意點,如:同種物質(zhì)在不同狀態(tài)下的比熱容是不同的比較出水的比熱容較大,一并帶出其在生活、生產(chǎn)中的應用和一些自然現(xiàn)象。小結(jié)熱量的計算公式:吸收(放出)的熱量=物質(zhì)的比熱容物體的質(zhì)量升高(降低)的溫度 即:Q=Cmt四:當堂搶答練習(測)1、在1atm下,2k
22、g的初溫為20的水,吸收了7.0105J的熱量后,水的溫度( )A升高到100 B升高到83.3 C升高到103.3 D不能確定2、下列事例中沿海地區(qū)晝夜溫差小于沙漠地區(qū);在北方嚴寒的冬天,用水來作為傳熱的介質(zhì),給居民區(qū)供“暖氣”;冬天戶外的自來水管常有凍裂;農(nóng)民伯伯為了防止植物在夜間被凍壞,傍晚時常給田里灌水;在海邊,白天風常常是從海面吹向陸地;水利發(fā)電;冬天,北方地區(qū)為了防止地窖里的菜被凍壞,常常在地窖里放一桶水。不是利用水的比熱容較大的是( )A B C D3、體積為12的由同種物質(zhì)組成的甲、乙兩物體,吸收相同的熱量后,它們升高的溫度之比為_,它們的比熱容之比為_。4、一杯酒精用去了一半
23、,它的( )A質(zhì)量和比熱容都變?yōu)樵瓉淼囊话?B質(zhì)量和比熱容都不變C質(zhì)量為原來的一半,比熱容不變 D質(zhì)量不變,比熱容為原來的2倍5、某同學在做“研究影響物質(zhì)吸熱多少的因素”實驗時,得到如下數(shù)據(jù):物質(zhì)實驗次數(shù)質(zhì)量(kg)升高的溫度()吸收的熱量(J)水10.0510210020.10104200煤油30.0510105040.10102100(1)分析第一次和第三次或第二次和第四次的實驗數(shù)據(jù),可以得出什么結(jié)論?(2)分析第一次和第二次或第三次和第四次的實驗數(shù)據(jù),可以得出什么結(jié)論?五、學習評價(評)1、評選出本節(jié)課的聰明1、2、3號2、本節(jié)課你:學到了哪些知識?有哪些收獲? 哪些問題自己還不理解:
24、評價本堂課自己的表現(xiàn)(自學過程是否投入、聽老師講課注意力是否集中、討論問題是否參與等):如何解釋:沙灘溫度比海水溫度高。暖氣用水作為傳熱介質(zhì),有沒有道理?2、熱量的計算練習:第四節(jié) 內(nèi)能的利用第一節(jié) 內(nèi)能的利用(一)教學目的1知道利用內(nèi)能的兩種重要方式:加熱和做功。2知道熱機中能的轉(zhuǎn)化。(二)教具鐵架臺,試管,試管夾,試管塞,水等。(三)教學過程1復習什么是內(nèi)能?如何才能改變物體的內(nèi)能?(答略)敘述能量守恒定律(略)。2引入新課由能量守恒定律可以看出,轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化是能量運動的普遍形式。人類在利用能量方面所從事的主要工作正是廣泛地尋找其來源,有效地控制其去處,以達到駕馭它,利用它,讓它為人類造福的
25、目的。那么人們是如何利用內(nèi)能的呢?這一節(jié)我們就來討論這個問題。3進行新課板書:(第二節(jié) 內(nèi)能的利用)(1)利用內(nèi)能來加熱教師:任何物體都具有內(nèi)能,內(nèi)能的利用也是隨處可見的。我們天天吃飯,那么生米是如何變成熟飯的?學生:是通過加熱,利用燃料燃燒放出的內(nèi)能使米變熟。教師:類似的例子還有哪些?學生:冬季取暖利用了內(nèi)能。學生:熱水袋暖胃利用了內(nèi)能。(教師還可補充一些加熱的例子,如工廠的熱處理、吹制玻璃工藝品等)教師:上面的例子有一個共同特點,都是直接利用內(nèi)能轉(zhuǎn)移來加熱物體的,這是利用內(nèi)能的一種方式。板書:一、直接加熱物體教師:用內(nèi)能直接加熱物體,可以有多種方法。目前人們最普遍運用的還是用火直接加熱?;?/p>
26、,是人類文明的象征,它促進了社會的進步,也為人民群眾的生活提供了方便。同時我們也應看到,煙囪林立,家家生火,也有它不利的一面。首先是能源浪費大。早在100多年前,門捷列夫就曾說過:“燒煤等于燒盧布”。因為煤、石油、天然氣等本身都是寶貴的化工原料,其產(chǎn)品遍及醫(yī)藥、化工、紡織、交通運輸?shù)雀鱾€領(lǐng)域,將它們付之一炬,就失去了自然資源綜合利用的機會。再加上直接燃燒效率較低,勢必造成很大的浪費。其次是對環(huán)境的污染。燃燒后的廢渣、廢氣中含有大量有害物質(zhì),這就造成了對大氣、環(huán)境的污染。為了趨弊興利,人們做出了種種努力。例如在冬季取暖問題上,把各家生火取暖改為分片供熱(暖氣)。用效率高的鍋爐替代簡易爐灶。有些地
27、區(qū)還采用了大型工業(yè)鍋爐的余熱實行集中供熱的方式。在家庭用火上,推廣了以(煤)氣代煤,從而提高了內(nèi)能的利用率,降低了能耗,同時也保護了環(huán)境。(2)利用內(nèi)能來做功當然,節(jié)能降耗還有很多途徑,如改燒煤為用電就是其中之一。教師:提到用電,同學們知道電是怎么生產(chǎn)出來的嗎?學生:是發(fā)電機發(fā)出來的。教師:不錯,是發(fā)電機發(fā)出來的。那么發(fā)電機利用的又是什么能量?為了說明這個問題,我們來看一個實驗。演示:書中所示的實驗。教師:誰來說一下該實驗中能量的轉(zhuǎn)化過程?學生:燃燒酒精放出的內(nèi)能,傳遞給水蒸氣,水蒸氣內(nèi)能增加,增大到一定程度就能推動塞子做功,水蒸氣的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的動能。(機械能)(以上回答可在教師的引
28、導下完成)教師:這是利用內(nèi)能的另一種方式。板書:二、對物體做功教師:發(fā)電廠發(fā)電就利用了上述實驗原理。發(fā)電廠,首先要用煤加熱鍋爐中的水,水蒸氣獲得內(nèi)能后,帶動發(fā)電機工作,水蒸氣的一部分內(nèi)能先轉(zhuǎn)化為發(fā)電機的機械能。接著發(fā)電機又在運轉(zhuǎn)過程中把機械能轉(zhuǎn)化為電能。(后一轉(zhuǎn)化將在電學中學習)利用上面實驗的原理,人們還制造出了汽油機、柴油機、噴氣發(fā)動機等。這些機器的共同之處都是利用內(nèi)能來工作的。我們稱之為熱機板書:熱機:把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器熱機的發(fā)明,是在17世紀末期。近300年來,經(jīng)過人們的不斷研制和改進,它已成為人們生產(chǎn)、生活中重要的動力機器。熱機做為工業(yè)化生產(chǎn)飛速發(fā)展的催化劑,必將會扮演越來越重要
29、的角色。熱機的種類很多,我們將在后面幾節(jié)介紹它們中的幾種。4小結(jié)(略)5布置作業(yè)(1)知道內(nèi)能利用的兩種方式。知道什么是熱機(2)閱讀:熱機的發(fā)展。熱機知識點概要:1、 熱機實驗(蒸汽機的工作原理): 熱機就是利用內(nèi)能做功的機械。熱機的種類很多:蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機。內(nèi)燃機:燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。分為汽油機和柴油機。2、 汽油機 多數(shù)汽油機是來保證連續(xù)工作的。3、 柴油機柴油機是通過壓縮空氣直接點燃柴油的,汽缸頂部內(nèi)有火花塞,有個噴油嘴。課堂深化教學目標 1知識與技能了解四沖程汽油機的基本工作原理從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要
30、意義通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移,認識熱機效率2過程與方法通過演示實驗使學生了解可以利用內(nèi)能來做功利用動畫、圖片或模型講解四沖程汽油機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理通過閱讀“科學世界”了解現(xiàn)代汽車的一些常識通過學生討論了解燃料的熱值和熱機效率3情感態(tài)度與價值觀通過演示實驗培養(yǎng)學生觀察和分析問題的能力通過閱讀“科學世界”擴展學生的知識面教學重點與難點重點:汽油機的工作原理及能的轉(zhuǎn)化過程,燃料的熱值難點:熱機中的能量轉(zhuǎn)化及損失,了解熱機效率教學課時:1時教學過程:引入新課用酒精燈給試管中的水加熱,由于燃料在試管外燃燒,熱量損失較大,內(nèi)能的利用率較低。能不能把燃料移到內(nèi)部去燃燒,來獲得更大的動力?進行新課內(nèi)燃機:燃料
31、在氣缸內(nèi)燃燒的熱機(1)汽油機最常見的內(nèi)燃機,以汽油或柴油為燃料,分別叫做汽油機和柴油機我們首先介紹汽油機構(gòu)造(出示模型或掛圖。邊指示邊講解)。進氣門,排氣門,火花塞,氣缸,活塞,連桿,曲軸。(介紹名稱的同時,介紹各部分的功能)沖程:活塞從氣缸一端運動到另一端叫做一個沖程工作原理。(邊動作邊講解,并提醒學生注意觀察活塞、氣門、連桿、曲軸的動作情況)內(nèi)燃機的工作過程以一個循環(huán)為一個單元,一個循環(huán)又分為四個沖程開始工作前,活塞位于氣缸上端,進、排氣門均關(guān)閉。工作時,活塞由上向下運動,進氣門打開,排氣門仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大,壓強減小,空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這是第一個沖程活塞運動到最下端
32、,就開始轉(zhuǎn)為向上運動。這時進氣門、排氣門都關(guān)閉,混合氣體被強行壓縮,使氣體的溫度升高,壓強增大。這是第二個沖程壓縮結(jié)束時雖然溫度較高,但未能達到燃料的燃點。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間,火花塞產(chǎn)生電火花,使燃料猛烈燃燒,產(chǎn)生高溫高壓氣體,高溫高壓燃氣推動活塞由上向下運動,通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。實現(xiàn)了內(nèi)能向機械能的轉(zhuǎn)化。這是第三個沖程做功沖程結(jié)束,活塞繼續(xù)由下向上運動,進氣門關(guān)閉,排氣門打開,燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。這是最后一個沖程此后,活塞又由上向下運動,從此進入下一輪循環(huán)。能的轉(zhuǎn)化。教師:汽車在開動前,是如何使內(nèi)燃機起動的?學生回答后總結(jié):通過外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來,由曲軸通過連桿帶動活塞運
33、動,消耗機械能來幫助內(nèi)燃機完成吸氣、壓縮兩個沖程內(nèi)燃機一旦開始做功,內(nèi)能就會轉(zhuǎn)化成曲軸的機械能。這時曲軸獲得的機械能一部分通過做功,一部分通過飛輪(與曲軸相連的質(zhì)量較大的輪子)保存起來。然后依靠飛輪的慣性再反過來向外輸出帶動曲軸轉(zhuǎn)動,靠消耗飛輪的機械能完成排氣以及下一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣內(nèi)燃機就可連續(xù)工作下去了。打開flash課件,讓學生理解汽油機的工作原理。(2)柴油機柴油機與汽油機有共同的地方,也有不同之處。柴油機與汽油機的相同點:都是內(nèi)燃機;一個工作循環(huán)都要經(jīng)歷四個沖程柴油機與汽油機的不同點:構(gòu)造方面:柴油機沒有火花塞,而在相應位置上安裝的是噴油嘴;工作過程上:吸入的氣體不同(汽油機吸入的是什么?
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