物理选修3选修3-3第七章 分子动理论5 内能教学设计

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§11.4 物体的内能 热量一、复习引入：关于分子间的相互作用力：1．分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的是分子引力和斥力的合力，我们把它叫做分子力。2．分子力随分子间距离变化的关系：①当r=r0=10-10m，分子力表现为0。②当rf斥，分子力表现为f引④当r>10r0时(即r=10-9m)， f引=f斥=0， 分子力F合=0 既然分子间有存在力的作用，当分子间距变化时，分子力要做功，而做功的过程就是能力转化的过程，这节课我们就来学习有关能量：二、新课教学（一）分子的动能 温度 阅读课本这一块知识，思考：1．分子的动能：分子因为不停地做无规则运动而具有的能量叫分子动能。大量分子的运动速率不尽相同，因此各个分子的动能并不相同，在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的平均值分子的平均动能：物体里所有分子的动能的平均值温度升高，物体分子的热运动加剧，分子热运动的平均动能也增加，温度越高，分子热运动的平均动能越大。决定因素：温度是物体分子热运动的平均动能的标志2．温度问：我们以前对温度是如何定义的？分析：初中定义温度是表示物体的冷热程度,这是温度的宏观含义。而今天我们说的温度是物体分子热运动的平均动能的标志是温度的微观含义（即从温度的分子动理论来看的）。（二）分子势能物体由于地球的吸引，物体与地球之间的势能我们叫做重力势能，同样分子间存在相互作用力，分子间具有由他们的相对位置决定的势能，我们把它定义为分子势能1．分子力做功和分子势能之间的关系。问：大家回忆一下，重力做功跟重力势能之间有什么关系？分析：重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加。实际上分子力做功跟分子势能的变化也有类似的关系，只是分子力表现为斥力和引力，分子力做正功，分子势能减少，分子力做负功，分子势能增加。2．决定分子势能的因素a.从微观上看，分子势能和分子间距离r有关：①当r>ro时，分子力为引力，当两分子间距r减小至ro过程中，分子力做正功，分子势能减小；当两分子间距r逐渐增加的过程中，分子力做负功，分子势能增大。②当rro时，分子力表现为引力，分子势能随r的增大而增大；当rro）时，分子势能为零。又因为物体的体积变化时，分子间的距离发生变化，分子势能随着发生变化。b.宏观上，分子势能和体积有关。（三）分子势能1．内能：物体中所有分子的动能和势能的总和叫做物体的热力学能，也叫热能。注：一切物体都具有内能。2．决定物体内能的因素：摩尔数、温度和体积(四)改变内能的两种方式在热学研究当中经常要涉及内能的改变，什么样的物理过程可以改变物体的内能呢？学生阅读课本相关知识。总结做功可以改变物体的内能举例：锯条锯木头，温度升高，内能增加，“摩擦生热”。气体压缩或膨胀时做功，内能发生变化。如柴油机的点火方式。热传递可以改变物体的内能内能改变的量度a.用功的数值来量度在做功的过程中，外界对物体做了功，物体内能就增加；物体对外做功，物体内能就减少，此时有W=△E。b.用热量来量度，外界传给物体热量，或物体吸收热量，物体内能就增加；物体传给外界热量，或物体放出热量，物体内能减少，此时有Q＝△E。做功和热传递对改变物体的内能时等效的。5．内能和机械能的区别 ①内能是由大量分子的热运动和分子间的相对位置所决定的能量；而机械能是由于物体做机械运动而具有的能量②任何物体的内能一定不等于0，而机械能可以为0③物体可以同时具有内能和机械能五、巩固和练习课本练习四作业：练习卷《物体的内能 能量》