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1、第一节 温度与内能 学案学习目标：1、知道温度的概念，能说出生活和自然环境常见的温度值。能用温度术语描述生活中的“热”现象。2、了解液体温度计的工作原理，会使用温度计测量温度。知道测量度的方法有许多种。3、知道温度的常用单位和国际单位制单位。4、根据分子动理论，用类比的方法建立内能的概念。5、通过探究活动，认识改变物体内能的途径。6、了解“热量”概念。能在生活和相关的物理活动中正确使用热量术语。7、在科学探究活动中，培养了学生初步分析概括能力，具有对科学的求知欲。学法指导：本节学习内能、热量这两个重要的热学物理量及温度计这一重要的测量仪器，应掌握的知识较多，可以用知识网络的形式总结、巩固。本节
2、知识的学习过程，主要运用了观察法、实验探究和类比法。释疑解难1、温度（1）温度表示物体的冷热程度，决定于物体的冷热状态，温度的同低可以凭感觉来判断，但感觉并不完成正确，例如冬天，用手触摸室外的铁块和木块时，会感到铁块更冷些，于是认为铁块的温度比木块的低，实际上它们的温度是相同的，都与气温相同，只是由于铁块比木块善于传热，要准确判断温度的高低需要用温度计来测量。（2）温度的单位温度的常用单位是摄氏度，用表示，摄氏温度是这样规定的：把冰水混合物的温度规定为0摄氏度，把标准大气压下沸水的温度规定为100摄氏度，0摄氏度和100摄氏度间分成100等份，每一等份是摄氏温度的一个单位，叫做1摄氏度，20读
3、作20摄氏度，不能读成20度，温度的国际单位是开尔文，简称开，用K表示。2、温度计（1）常用温度计有实验室温度计，寒暑表和体温计，它们是根据液体热胀冷缩的原理制成的。三种常见温度计的比较项目种类实验室温度计体温计寒暑表构造玻璃泡上部是均匀细管（水银）玻璃泡上方有一段细的缩口（水银）玻璃泡上部是均匀细管，有一个刻度板（酒精）测量原理液体的热胀缩液体的热胀缩液体的热胀缩刻度范围-201103542-3050分度值10.11区别玻璃泡上方有段细的缩口读数不能离开被测物体读数可以离开人体读数不能离开被测物体读数（2）使用温度计前：选择量程合格的温度计，若待测温度高于温度计的最高温度，温度计会胀破；若待
4、测温度低于温度计的最低温度，则测不出温度值。认清温度计的分度值，以便测量时能准确读数。使用温度计时：应将温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中，不能碰到容器底和容器壁。温度计的玻璃泡浸入待测液体中要稍候一会儿，待示数稳定后再读数。读数地玻璃泡 能离开被测液体，否则示数会降低。同时，视线要与温度计中液柱的上表面相平，若斜视会产生误差。如图068所示。3、物体的内能（1）物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和叫做物体的内能，内能是指物体内所有分子具有的以量，而不是指单个分子的能量。（2）决定物体内能大小的因素主要是物体质量、温度和体积，因为质量决定了分子的数目，温度决定了分子热运动的
5、快慢，而体积与分子势能有关。（3）内能与机械能的区别与联系内能是物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和；机械能是整个物体做机械运动时具有的动能和势能的总和。物体的内能与温度密切相关；物体的机械能与温度无关。物体的内能大小取决于物体的质量、体积和温度，一切物体在任何情况下都具有内能；物体的机械能大小取决于物体的质量，相对位置和速度，在一定条件下，机械能可能为零。机械能和内能可以相互转化。（4）内能的国际单位是焦耳，简称焦，用“J”表示。4、改变物体内能的两种途径改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，这两种方式是等效的。做功改变物体的内能，实质是内能和其他形式的能的相互转化，
6、对物体做功，它的内能增加，是其他形式的能转化为内能；物体对外做功，它的内能减少，是内能转化为其他形式的能。用热传递的方式改变物体的内能，实质是内能在物体间的转移，能的形式不变，物体吸收了热量，它的内能就增加，物体放出了热量，它的内能就减少。5、热量热量是物体通过热传递方式所改变的内能。（1）热量本身不是能量，不能说某个物体具有多少热量，也不能比较两个物体热量的大小。（2）热量是物体在热传递过程内能的变化量，所以说它是一个过程量，是内能变化的量度，若无热传递发生，则不存在热量。（3）热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。（4）热量的单位是焦耳，热量通常用Q表示。6、温度、热量、内能的联
7、系和区别区别：温度是指物体的冷热程度，从分子动理论的观点来看，温度是分子热运动激烈程度的标志，热量是物体通过热传递方式所改变的内能，是内能的变化量，内能是物体内所有分子由于热支动而具有的动和分子之间势能的总和。联系：在不发生物态变化时，一个物体吸收了热量，它们的内能增加，温度升高；一个物体放出了热量，它的内能减少，温度降低。在发生物态变化时，物体吸收了热量，内能增加，温度可能不变；物体放出了热量，内能减少，温度可能不变。自我检测1、王楠同学测量体温后，体温计的示数如图069所示，体温计的分度值是_，他的体温是_。2、在古代，人类就掌握了钻木取火的方法，钻木之所以能取火，可以用下面的三句话来解释
8、：甲：木头内能增大，温度升高乙：达到木头的着火点，使木头燃烧起来丙：钻木头时克服摩擦做功这三句话的正确顺序是：A.甲乙丙 B.丙甲乙 C.乙甲丙 D.甲丙乙3、关于热量和热传递，下列说法正确的是（ ）A.温度高的物体含的热量一定多 B.比热大的物体含有的热量一定多C.热总是从含有热量多的物体传递到含有热量少的物体D.热总是从温度高的物体传向温度低的物体参考答案：1、0.1；36.5 2、B 3、D交流园地课外空间1、为什么有的温度计里装酒精，有的装水银。天气冷了，温度计里的液柱一天天在下降；天气暖了，这个液柱又一天天回升，它能迅速告诉我们气温的变化。温度计中的液柱是什么物质呢？红色的液柱通常是
9、酒精，银白色的液柱是水银，为什么有的温度计里装酒精，有的装水银呢？原来酒精和水银各有不同的职能，酒精是很“耐寒”的，它在-117才会凝固，就是在地球上温度最低的南极洲，酒精温度计也能用，水银就不同了，在-39就凝固，水银凝固后失去了流动性，即使周围的温度继续下降，水银也不能再指示温度了。在我国东北有些地区冬季的气温常在-40，因此这些地方只适宜用酒精温度计。酒精温度计还有一个优点，就是读数清楚。因为酒精柱的膨胀能力比水银要大几十倍，在同样的温度变化下，酒精温度计中的红色酒精柱（加红颜色）比水银温度计里银白色水银柱升降变化要显著得多。可是酒精也有个大缺点，就是同样质量的酒精和水银，要使它们都升高
10、1所需的热量，酒精比水银多。使酒精升高（或降低）1的热量大约可使水银升高（或降低）20。对于同样的温度变化，水银温度计比酒精温度计又灵敏得多。因此做科学实验或测量人体温度，一般都用水银温度计。水银温度计还有一个优点，就是能用来测量高温，因为它的沸点高达356。除了用水银、酒精做液柱的温度计以外，还有丙酮、甲醇、苯、乙醚、甘油等物质做液柱的温度计。2、温室效应当太阳辐射能达到地球表面时，地球大气层中的CO2和水蒸气等在允许太阳能透过产到达地面的同时，即吸收太阳和地面的长波辐射，也把部分长波辐射能反射回地球表面，使地球表面温度升高，这犹如把地球置进了一个巨大的“玻璃罩”内，“玻璃罩”允许太阳辐射透
11、过，但却阻止地面温度上升，这种作用叫做“温室效应”，如图070所示。3、趣味实验温室效应试验取两只250ML的锥形瓶。一只装满制得的二氧化碳气体，另一只内是空气，用连有温度计的单孔橡皮塞塞住瓶口，把它们彼此靠近地置于实验桌上，锥形瓶底部放一块面积大于两个锥形瓶瓶底面积的黑色纸板，如图071所示。在锥形瓶上方用功率为100W的反射灯泡均匀地照射，观察瓶内温度升高的情况。约1min2min内，装有二氧化碳的锥形瓶内温度高出邻瓶78。在这个实验中黑色纸板的存在是吸收可见光产生红外辐射引起温室效应气体变暖的要素。这个实验相对简单，而且也只是粗略地测试温室效应。4、热力学发展简史第一阶段：从远古到18世
12、纪初。这是系统科学还没有建立的阶段，人们只是在生产和生活上，利用热来达到生产和生活的目的。如考古发掘出来的史前的陶器，上古时时期的铜器和铁器，显示了古代用火制造的器具，以及生活中用火的情景等。由于古代和中世纪生产发展比较缓慢，人们在生产上和生活中所积累的知识不够丰富，所以热学还不能作为一门系统科学建立起来。对于热的本质的理解，也只能是一些不成熟的想法，还不能成为科学的理论。如，中国古时候的五行说（五行说认为万物的根本是五样东西，它们是指土、火、木、金、土），把火作为万物的根本之一；古希腊的赫喇利突，提出的四元素说（四元素是指土、水、火、气），也把火当作自然界的一个独立的基本元素。在这阶段，古希
13、腊还有另一个学说，认为火是一种运动的表现形式，这个学说是根据摩擦生热的现象而提出的，但是却被埋没了约2000年，到了17世纪，当实验科学开始发展时，得到了一些哲学家和科学家的支持，其中表达得最明确的是培根(Francis Bacon,1561-1626)，他根据摩擦生热的现象认为，热是物体微小的运动。第二阶段：从18世纪初到19世纪中叶。这是热机发展和热学实验发展的阶段。18世纪初，在欧洲由于航海和海外贸易的巨大发展，钢铁和各种工业品的需要大大增加，出现了蒸汽机。1763年，瓦特（James Watt, 1736-1819）给蒸汽机加上了一个分离的冷凝器，大大提高了蒸汽机的效率。以后他又作出了
14、其他改进，因而使蒸汽机可以方便地应用到其他工业部门。蒸汽机在工业上的广泛应用促进了工业的迅速发展，同时，人们对蒸汽机的效率提出更高的要求。这样就促使人们对于水和蒸汽以及其他物质的热的性质作深入的研究，因而推动了热学实验的发展。在热学实验里，第一个问题是温度的测量。随着温度计的不断改进，人们确定了温标，从而能对各种物质的热的性质作定量的研究，这些都为热学这门科学的建立积累了所需要的资料。在这一个时期，关于热的本质的讨论经历了由热质说到运动说的过程。热质说能成功地解释混合量热法的规律，但是不能解释摩擦生热中出现的情况。由于当时关于热与机械运动相互转化的思想还没有明确提出，电磁现象的研究还刚刚开始，
15、电磁现象与热的关系还没有被揭示出来，化学现象与热的关系也还没有弄清楚，能量守恒定律才建立起来。卡诺（1796-1832）在热机工作原理方面作了出色的工作，他总结了热机工作过程的最本质的东西，发现热机必须工作在两个热源之间，一个高温热源供给热量，一个低温热源吸收热量，只有这样，热机才能有效地把从高温热源所供给的热量转化为有用的机械功。卡诺在这篇论文中提出了热机的最高效率的概念，并且得到了可逆机效率的最高的定理。直到1850年，在能量守恒定律建立以后，克劳修斯才从卡诺定理中发现热力学第二定律。第三阶段：19世纪后半叶。这是热力学定律建立和完善的阶段。1842年迈尔（18141878）发表论文阐述能量守恒定律，这是人们公认的第一个发表这个定律的人。虽然这个定律是建立应该归功于不同国家的不同科学家，他们都独立地发现了这个定律，而且从各个方面丰富这个定律。然而，迈尔的这篇论文在当时并没有引起物理学界的重视。能量守恒定律得到物理学界的公认，是在焦耳（1818-1889）的实验工
