9年级上册物理 内能 热传递 逐字稿-2,737字
师:上节课我们认识了一些小车,有的利用重力势能转化为动能运动,有的利用弹性势能转化为动能运动。今天再来认识一辆小车,它管内只有空气,你们能让它动起来吗?请看老师演示。
小车此时的动能由一种与分子热运动相关的能量转化而来,这就是今天要学的内能。要认识内能,先回顾分子动理论。同学们还记得分子动理论的内容吗?
生:分子在永不停息地做无规则运动,这叫分子热运动;分子间有相互作用的引力和斥力;分子间有空隙。
师:对。我们借助乒乓球和弹簧模型来说明分子间的引力和斥力。当分子间距较大时,它们互相吸引;当分子间距较小时,它们互相排斥。这种相互作用和弹性势能很像。类比物体的动能和势能,你们觉得分子有动能和势能吗?
生:有,因为分子在运动,所以有分子动能;分子间有相互作用力,所以有分子势能。
师:没错,物体动能和势能的总和是机械能,那么物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和是什么呢?
生:是内能。
师:对,汽油、柴油燃烧释放的能量,摩擦生的热,都属于内能。我们看这辆运动的小车,此时管内的空气有内能吗?为什么?
生:有,因为小车的机械能是管内空气的内能转化来的。
师:那静止时的小车,管内的空气有没有内能呢?为什么?
生:有,因为空气分子在永不停息地做无规则运动。
师:所以,一切物体都有内能吗?为什么?
生:一切物体都有内能,因为一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动。
师:那是不是一切物体都有机械能呢?
生:不是,只有正在运动、被举高或发生弹性形变的物体才具有机械能。
师:我们再看这辆小车,空气本身有内能,为什么只有加热后的空气内能才能转化为小车的机械能呢?这说明了什么?
生:加热后空气温度发生了变化,内能可能跟温度有关。
师:它们之间是什么关系呢?我们观察一个实验,同时在盛有冷水和热水的两个小烧杯中各滴入一滴红墨水,看看哪杯水中红墨水扩散得快。你们观察到什么现象?说明了什么?
生:温度越高,红墨水扩散得越快,说明分子运动得越剧烈,分子动能越大,物体内所有分子动能总和越大,即内能越大。
师:所以我们可以说,物体温度越高,内能越大。现在看这三杯水,a是大烧杯,b、c是中烧杯,三杯液体液面一样高,a、c两烧杯水温都是70摄氏度,b烧杯水温是30摄氏度,哪一杯水的内能最大,哪一杯最小呢?我们先来比较b、c两烧杯的水。
生:b、c水量一样,但c烧杯水温高,所以c烧杯水的内能较大。
师:那a、c两杯水怎么比较?
生:a、c两杯水温度相同,但a杯水质量大,含有的分子数多,所以a烧杯内所有分子动能和势能总和大,内能大。
师:所以a烧杯水的内能最大,b烧杯水的内能最小。那在不改变水的质量的前提下,有哪些方法可以增大b杯水的内能呢?
生:用火烧、不停地搅拌这杯水、用热水泡它、不停地摩擦烧杯壁、用手捂、放到太阳底下晒、不停地摇晃这杯水。
师:同学们能将这些方法分类吗?
生:用火烧、热水泡、用手捂、太阳晒是一类;搅拌、摩擦烧杯、摇晃是另一类。
师:看左侧这些方法,它们有什么共同点?
生:火、热水、手、太阳都比水热,这些物体和冷水之间都存在温度差。
师:为什么存在温度差就可以改变冷水的内能呢?在这个过程中另一个物体的内能会怎样变化?我们用其中一种方法,把这杯冷水放入大杯热水里泡一泡,看看有什么发现。现在有一杯热水,一杯冷水,用温度传感器测一下温度,热水温度约56.7摄氏度,冷水温度33.2摄氏度。现在把冷水放入热水中,等一段时间看两杯水温度变化。好,过了一段时间,两杯水温度不再变化,看看现在两杯水的温度。