【内能】
内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和,它反映了物质内部的能量状态。分子动能是指分子由于热运动而具有的能量,分子势能则是分子间相互作用力导致的能量。内能是微观粒子的集体表现,而非单个分子的简单加和。
【内能与温度的关系】
物体的内能与温度密切相关。当温度升高时,物体内分子的热运动加剧,分子动能增大,从而导致内能增大。值得注意的是,这一过程是不可逆的,即一旦物体的温度升高,其内能也会随之增加,即使后来温度降低,内能也不会恢复到原来的水平。
【改变内能的两种方式】
改变物体内能有两种基本方式:热传递和做功。热传递是能量从高温物体转移到低温物体的过程,如用热水袋取暖、用嘴呵气等。做功则是通过外力对物体进行压缩或拉伸,从而改变其内能,如锻打工件使其变热、磨刀石磨刀使其发热。
【热量】
热量是表示热能转移的量,它不是物体本身的属性,而是能量转移的一种形式。在热传递过程中,热量从高温物体流向低温物体,如通过炉火加热物体,或者通过热传导使物体温度升高。
【教学过程】
教学过程中,首先回顾了扩散现象及其意义,说明分子的无规则运动。接着,通过实验引导学生理解内能的概念,并探讨了内能与温度、体积、状态的关系。通过分组探究活动,学生实践了改变内能的两种方式,如摩擦使手暖和、加热使铁丝烫手等,从而加深了对内能改变方式的理解。
【迁移应用】
在实际应用中,物体吸收热量,其内能会增加;反之,放出热量,内能会减少。温度、热量和内能之间并不总是简单的线性关系,如温度不变时,物体的内能可能增加也可能减少,这取决于是否发生做功。同时,热量的传递并不总是从内能多的物体传向内能少的物体,而是取决于两者之间的温度差。
【总结】
本学案旨在让学生掌握内能的基本概念,理解内能与温度、体积、状态的关系,以及改变内能的两种基本方式——热传递和做功。通过实验和实践活动,增强学生的理解和应用能力,帮助他们更好地解释日常生活中与内能相关的现象。