第十三章熱和能
第1節(jié)分子熱運動
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
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(kuò)散現(xiàn)象，并能用分子熱運動的觀點進(jìn)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(xué)習(xí)過程】
一、了解分子運動論
自然界存在著各種熱現(xiàn)象：物體溫度的變化，物質(zhì)狀態(tài)的變化，物體熱脹冷縮的現(xiàn)象等。這些熱現(xiàn)象的解釋，都涉及到熱現(xiàn)象的本質(zhì)是什么？這也是人類長期探索的問題，直到17世紀(jì)和18世紀(jì)期間，人們才開始認(rèn)識到熱現(xiàn)象是由物質(zhì)內(nèi)部大量微粒的運動引起的，這種認(rèn)識逐漸發(fā)展成為一種科學(xué)理論：分子運動論。到19世紀(jì)建立了能量的概念，人們又逐漸認(rèn)識到與熱現(xiàn)象相聯(lián)系的能量——內(nèi)能，用分子運動論和內(nèi)能的觀點，可以解釋很多熱現(xiàn)象。
分子運動論主要內(nèi)容為：1、物質(zhì)有分子組成；2、分子在不停的做無規(guī)則運動；3、分子間存在相互作用的引力和斥力。
二、探究學(xué)習(xí)：擴(kuò)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(kuò)散現(xiàn)象。即不同的物質(zhì)在接觸時彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象，叫做擴(kuò)散。在我們?nèi)粘Ｉ钪校瑪U(kuò)散現(xiàn)象很常見。請舉出幾個例子，看誰觀察得細(xì)致。
通過所舉例子我們可以看出擴(kuò)散能發(fā)生在 體和 體之間、 體和 體之間。
科學(xué)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(kuò)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(kuò)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(xué)生討論）
是分子間的引力作用使鉛分子聚合在一起的。
[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(xué)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(jìn)一步被壓縮。
請看課本圖16．1-6
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(dāng)分子間的距離很小時，作用力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)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(yuǎn)，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、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(biāo)的甲醛等有毒有機(jī)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(kuò)散現(xiàn)象來認(rèn)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(xué)過的物理知識解釋這種現(xiàn)象。
五、板書設(shè)計
擴(kuò)散現(xiàn)象
分子間的作用力
第二節(jié) 內(nèi)能
【教學(xué)目標(biāo)】
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(xué)生的觀察能力、思維能力和分析歸納問題的能力.
【重點與難點】
內(nèi)能概念;改變內(nèi)能的兩種方式.
【教具】
上面固定有條形磁鐵的小車兩輛,試管及橡皮塞,兩個相同的燒杯,內(nèi)能、機(jī)械能互變演示器(J·鐸爾實驗儀),硝化棉,乙醚,高錳酸鉀晶體,紗帶,鋼鋸條,粗鐵絲,冷、熱水,小球,火柴等.
【教學(xué)方法】
教師演示講授,學(xué)生邊學(xué)邊實驗,師生共同分析討論。
【教學(xué)過程】
引入新課
分子動理論告訴我們，分子永不停息地?zé)o規(guī)則運動著。那么公司也同一切運動物體具有動能一樣，也具有動能。分子動理論還告訴我們：分子之間有相互作用力。這又使分子具有勢能。
新課教學(xué)
(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(jī)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(jī)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(dāng)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(jìn)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(xué)的論斷，必須要有證據(jù)，在物理學(xué)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(kuò)散的快慢。
實驗結(jié)果表明：溫度越高，擴(kuò)散過程越快。擴(kuò)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?zé)o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(jī)械能
通過機(jī)械能和內(nèi)能的對比，進(jìn)一步幫助學(xué)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(jī)械能。機(jī)械能與整個物體的機(jī)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(jī)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(jī)械能，不是內(nèi)能。
所以內(nèi)能是不同于機(jī)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(jī)械能
2．一切(運動、靜止、高溫、低溫)物體都有內(nèi)能
3．內(nèi)能與溫度的關(guān)系
二、改變物體內(nèi)能的方法：
1．熱傳遞 熱量：傳遞內(nèi)能的多少
2．做功
課后反思：
第三節(jié) 比熱容
教學(xué)目標(biāo)：
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(jìn)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
☆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(yīng)”．
3．情感態(tài)度與價值觀
☆利用探究性學(xué)習(xí)活動培養(yǎng)學(xué)生自己動腦筋想辦法解決問題的能力．
教學(xué)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(xué)過程：
一：自主探究：（學(xué)）
1、引入：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材平P 130前面的“？”，在學(xué)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(xué)生討論所有的物質(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(xué)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(qiáng)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(xué)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(fù)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(dāng)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(yīng)該怎樣表示上述實驗所反映的物質(zhì)特性呢？（啟發(fā)學(xué)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)。
3、引導(dǎo)學(xué)生看書P131----133，鉤出重點知識，在不懂之處打上問號。
二、完成預(yù)習(xí)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)也相同,那么它們吸收的熱量是否相同呢?你認(rèn)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(qiáng).
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(yīng)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(xué)里引入了_________這個物理量.即：_________的某種物質(zhì),溫度升高_(dá)______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4.2×103J/(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?
（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(yīng)是Q=________________.
三：交流合作（講）
1、 分小組討論預(yù)習(xí)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(xué)習(xí)中存在的問題并由其他組的學(xué)生或教師解答。
問題（1）：
（2）：
（3）：
3、由教師重點強(qiáng)調(diào)指出：
1對于演示實驗：在探究活動之前，先要讓學(xué)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(dāng)強(qiáng)調(diào)升高溫度）。在此基礎(chǔ)上要引導(dǎo)學(xué)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(xué)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(xué)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(dāng)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(yīng)該怎樣表示上述實驗所反映的物質(zhì)特性呢?(啟發(fā)學(xué)生討論，在此基礎(chǔ)上歸納出比熱容的概念)從而引出
比熱容的概念。
2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(yīng)其物理意義來相互對應(yīng)理解。
3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(xué)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(xué)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(yīng)用和一些自然現(xiàn)象。
4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(dāng)堂搶答練習(xí)（測）
1、在1atm下，2kg的初溫為20℃的水，吸收了7.0×105J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①沿海地區(qū)晝夜溫差小于沙漠地區(qū)；②在北方嚴(yán)寒的冬天，用水來作為傳熱的介質(zhì)，給居民區(qū)供“暖氣”；③冬天戶外的自來水管常有凍裂；④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；⑤在海邊，白天風(fēng)常常是從海面吹向陸地；⑥水利發(fā)電；⑦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．③⑤⑥ B．②⑥⑦ C．③⑥⑦ D．⑤⑥⑦
3、體積為1∶2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，它的（ ）
A．質(zhì)量和比熱容都變?yōu)樵瓉淼囊话?nbsp; 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(xué)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
1
0.05
10
2100
2
0.10
10
4200
煤油
3
0.05
10
1050
4
0.10
10
2100
（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(xué)習(xí)評價（評）
第十四章內(nèi)能的利用
第一節(jié)內(nèi)能的利用
（一）教學(xué)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(jī)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(xué)過程
1．復(fù)習(xí)
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(dá)到駕馭它，利用它，讓它為人類造福的目的。
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(jìn)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(xué)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(xué)生：冬季取暖利用了內(nèi)能。
學(xué)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?；穑侨祟愇拿鞯南笳?，它促進(jìn)了社會的進(jìn)步，也為人民群眾的生活提供了方便。同時我們也應(yīng)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(jī)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(hù)了環(huán)境。
(2)利用內(nèi)能來做功
當(dāng)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(xué)們知道電是怎么生產(chǎn)出來的嗎？
學(xué)生：是發(fā)電機(jī)發(fā)出來的。
教師：不錯，是發(fā)電機(jī)發(fā)出來的。那么發(fā)電機(jī)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(xué)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(jī)械能）
（以上回答可在教師的引導(dǎo)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(jī)工作，水蒸氣的一部分內(nèi)能先轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的機(jī)械能。接著發(fā)電機(jī)又在運轉(zhuǎn)過程中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。（后一轉(zhuǎn)化將在電學(xué)中學(xué)習(xí)）
利用上面實驗的原理，人們還制造出了汽油機(jī)、柴油機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等。這些機(jī)器的共同之處都是利用內(nèi)能來工作的。我們稱之為熱機(jī)
板書：
熱機(jī)：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器
熱機(jī)的發(fā)明，是在17世紀(jì)末期。近300年來，經(jīng)過人們的不斷研制和改進(jìn)，它已成為人們生產(chǎn)、生活中重要的動力機(jī)器。熱機(jī)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的角色。熱機(jī)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(jī)
(2)閱讀：熱機(jī)的發(fā)展。
第二節(jié) 熱機(jī)
教學(xué)目標(biāo)
1．知識與技能
●了解四沖程汽油機(jī)的基本工作原理．
●從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識燃料的熱值．
●了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義．
●通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，認(rèn)識熱機(jī)效率．
2．過程與方法
●通過演示實驗使學(xué)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(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理．
●通過閱讀“科學(xué)世界”了解現(xiàn)代汽車的一些常識．
●通過學(xué)生討論了解燃料的熱值和熱機(jī)效率．
3．情感態(tài)度與價值觀
●通過演示實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析問題的能力．
●通過閱讀“科學(xué)世界”擴(kuò)展學(xué)生的知識面．
教學(xué)重點與難點
重點：汽油機(jī)的工作原理及能的轉(zhuǎn)化過程，燃料的熱值．
難點：熱機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化及損失，了解熱機(jī)效率．
教學(xué)課時：1時
教學(xué)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(jìn)行新課
內(nèi)燃機(jī)：燃料在氣缸內(nèi)燃燒的熱機(jī)
(1)汽油機(jī)
最常見的內(nèi)燃機(jī)，以汽油或柴油為燃料，分別叫做汽油機(jī)和柴油機(jī)我們首先介紹汽油機(jī)
①構(gòu)造（出示模型或掛圖。邊指示邊講解）。
進(jìn)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
②工作原理。
（邊動作邊講解，并提醒學(xué)生注意觀察活塞、氣門、連桿、曲軸的動作情況）
內(nèi)燃機(jī)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(jìn)、排氣門均關(guān)閉。工作時，活
塞由上向下運動，進(jìn)氣門打開，排氣門仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)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，就開始轉(zhuǎn)為向上運動。這時進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，混合氣體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強(qiáng)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(dá)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?xì)馔苿踊钊缮舷蛳逻\動，通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。實現(xiàn)了內(nèi)能向機(jī)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(jìn)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(jìn)入下一輪循環(huán)。
③能的轉(zhuǎn)化。
教師：汽車在開動前，是如何使內(nèi)燃機(jī)起動的？學(xué)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動，消耗機(jī)械能來幫助內(nèi)燃機(jī)完成吸氣、壓縮兩個沖程內(nèi)燃機(jī)一旦開始做功，內(nèi)能就會轉(zhuǎn)化成曲軸的機(jī)械能。這時曲軸獲得的機(jī)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(jī)械能完成排氣以及下一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣內(nèi)燃機(jī)就可連續(xù)工作下去了。
打開flash課件，讓學(xué)生理解汽油機(jī)的工作原理。
(2)柴油機(jī)
柴油機(jī)與汽油機(jī)有共同的地方，也有不同之處。
①柴油機(jī)與汽油機(jī)的相同點：都是內(nèi)燃機(jī)；一個工作循環(huán)都要經(jīng)歷四個沖程
②柴油機(jī)與汽油機(jī)的不同點：
構(gòu)造方面：柴油機(jī)沒有火花塞，而在相應(yīng)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(jī)吸入的是什么？柴油機(jī)吸入的只是空氣）；
壓縮情況不同（問：汽油機(jī)壓縮沖程末溫度、壓強(qiáng)多大？柴油機(jī)壓縮沖程末，氣體體積要小得多。所以壓強(qiáng)更大，溫度更高，這個溫度早已超過了柴油的燃點）；
點火方式不同（汽油機(jī)靠火花塞點火。柴油機(jī)由于壓縮氣體溫度已超過柴油燃點，從噴油嘴噴入霧狀柴油便可立即燃燒。這種方式稱為壓燃式）；
用途方面：柴油機(jī)比汽油機(jī)便宜，但汽油機(jī)一般比柴油機(jī)輕巧，所以汽油機(jī)通常用在飛機(jī)、小汽車、摩托車及一些小型農(nóng)用機(jī)械上。而柴油機(jī)一般用在艦船、載重汽車、拖拉機(jī)、坦克以及發(fā)電機(jī)等大型設(shè)備上。
小 結(jié)（略）
布置作業(yè)
（l）簡述四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程。
（2）回答下列問題：
①內(nèi)燃機(jī)的四個沖程順序能顛倒嗎？為什么？
②內(nèi)燃機(jī)一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動幾次？曲軸轉(zhuǎn)動幾周？
第三節(jié) 熱機(jī)效率
教學(xué)目標(biāo)
1知道內(nèi)能的利用與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。
2常識性了解熱機(jī)的效率及提高熱機(jī)效率的途徑。
3培養(yǎng)學(xué)生重視提高保護(hù)環(huán)境的意識。
重點
熱機(jī)的效率
難點
提高熱機(jī)效率的途徑
教具
演示
教學(xué)過程設(shè)計
一． 復(fù)習(xí)提問：什么是機(jī)械效率？
二． 新課引入：熱機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，它跟所有機(jī)械一樣，也有效率的問題，這一節(jié)我們就來討論這個問題。
三． 新課內(nèi)容。
1．熱機(jī)是利用燃料來做功的裝置。
化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能（做功）。
2．熱機(jī)的效率：用來做有用功那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。
熱機(jī)效率是熱機(jī)性能的一個重要指標(biāo)。
熱機(jī)的各種損失中，廢氣占最多，應(yīng)減小廢氣的能量損失。
由于損失的原因比較多，所以熱機(jī)的效率一般都較低。（參閱課本中的幾種熱機(jī)的效率，內(nèi)燃機(jī)的能流圖以及火電站的能流圖。）
3．如何提高熱機(jī)效率的效率？
讓燃料盡可能充分燃燒，減小內(nèi)能損失，運動部件潤滑良好。
4．內(nèi)能對環(huán)境的影響。
（1）廢氣污染（CO、SO、酸雨），
（2）噪聲污染。
5．保護(hù)環(huán)境，減小污染措施。
（1）改進(jìn)燃燒設(shè)備，采取集中供熱，加裝消煙除塵裝置。
（2）提高內(nèi)能的綜合利用率。
把直接燒煤、燃油改為燒其工業(yè)副產(chǎn)品；把內(nèi)能的一次利用變?yōu)槎啻卫茫ㄈ缬糜酂峁┡龋?div style="height:15px;">
我國政府歷來重視環(huán)境問題，把發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境放到了同等重要的位置。只要我們大家都能像重視生命一樣重視環(huán)境，責(zé)無旁貸地承擔(dān)起保護(hù)環(huán)境的義務(wù)，難題也就變得不難了，就一定能使天更藍(lán)、水更清。
1. 知識與技能：
注意觀察靜電實驗現(xiàn)象，對電荷種類的研究產(chǎn)生興趣，能主動利用簡易器材動手做靜電小實驗, 激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣；
鼓勵學(xué)生自己查找資料、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會、初步認(rèn)識科學(xué)及相關(guān)知識對人類生活的影響
2、思考：當(dāng)空氣干燥時用塑料梳子梳頭發(fā)，為什么頭發(fā)會隨梳子“飄”起來；如果我們身上穿了化纖衣服，衣服會粘在皮膚上，在晚上脫衣時，有時會發(fā)出響聲，甚至出現(xiàn)火花。這些現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么？
小 結(jié)：物體具有了吸引輕小物體的性質(zhì)，我們就說物體帶了電，或說物體帶了電荷。習(xí)慣上把帶了電的物體叫做帶電體。用摩擦的方法使物體帶電叫摩擦起電。
