华师大版-科学-九年级上册-科学：第七章《内能》学案（华师大版九年级上）
第五章内能
【概念与规律】
一、物体的内能
1、分子的热运动
（1）扩散现象（diffusion）：说明一切物体内部的分子都在永不停息地运动，温度越高，扩散现象越激烈。
（2）分子的热运动（movement of heat）：构成物体的大量分子的无规则运动。
2、分子间的作用力
分子之间存在着相互作用的引力和斥力，分子之间的作用力与分子间的距离有关。
3、物体的内能
（1）内能是指物体内部分子热运动的动能以及分子间相互作用的势能的总和。内能与温度和体积有关，也与物质质量有关。在国际单位制中，内能的单位是焦耳。
（2）物体的温度升高，物体的内能增加。因为分子无规则运动加快，分子的动能增加；还因为一般物体受热体积膨胀，分子间距离增大，分子的势能增加。
（3）物体可以没有机械能，但在任何情况下物体总具有内能，物体的内能不同于物体的机械能。
4、改变物体内能的两种途径
（1）改变物体的内能有两种方式：一种是做功，另一种是热传递(heat transfer)。
热传递只发生在温度不同的两个物体之间，或一个物体的温度不同的两个部分间。它们是温度不同的两物体间能量转移的过程，即能量从高温物体转移到低温物体。热传递的结果使两个物体的温度趋于均衡。在热传递的过程中转移的能量，称之为热量(quantity of heat)。
改变系统内能的另一途径是做功，对物体做功也能达到的改变其内能的目的。reveal
（2）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
（3）热传递的三种方式：
①热传导（conduction of heat）：两者必须直接接触；
②对流（convection）：发生在液体或气体内部；
③热辐射（heat radiation）：沿直线传递，不需要直接接触，不需要媒介。
d o 二、比热容(specific heat capacity)
1、比热容(简称比热)
polybag（1）比热是物质的一种特性。不同物质比热一般不同,同种物质不同状态下比热不同；
（2）概念：单位质量的某种物质，温度每升高1℃所吸收的热量。符号为c；
（3）比热容的单位：焦耳/（千克·℃）；
（4）水的比热容最大，为4.２×１０３焦耳/（千克·℃）。
2、热量的计算
（1）运用公式Q吸=cm（t－t0）和公式Q放=cm（t0－t）进行计算时，要分析清楚：放热或吸热的是哪个物体？各物理量分别是多少？如果题中有几个物体间发生热传递，每个物体相关的量要区分标注，以免混淆不清。
（2）在运用公式Q=cm△t进行计算时，要注意△t的含义：改变的温度，即升高或降低的温度。
（3）由公式c＝Q吸/m(t－t0)，可知某种物质的比热在数值上等于它吸收的热量与质量和温度变化的乘积的比值，但不能说某种物质的比热与所吸收的热量成正比，与质量和温度变化的乘积成反比。
三、热机(heat engine)
humor1、燃料的热值（heat value），用ｑ表示
（1）概念：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。（单位：焦耳/千克）
（2）计算公式：Q=mq （如果不是完全燃烧，还要乘以转化比例）
huazhuang2、热机
（1）概念：利用燃料燃烧时释放出的热量，使工作物质的内能转化为机械能的发动机。
（2）蒸汽机、内燃机、汽轮机、燃气喷气发动机和火箭喷气发动机都是热机。
（3）内燃机（internal combustion engine）：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
（4）常见的内燃机是汽油机和柴油机，两者的主要区别是：构造上，汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；点火方式也不同，前者是点燃式，后者是压燃式；吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气的混合气体，而柴油机吸入的是空气；柴油机的热效率比汽油机高。
（5）内燃机的工作过程包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气，四个冲程为一个工作循环，活塞来回各两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
（6）能的转化：在压缩冲程中，机械能转化为热能；在做功冲程中，热能转化为机械能。
3、火箭（rocket）
（1）火箭是目前唯一能使物体达到宇宙速度，克服或摆脱地球引力，进入宇宙空间的运载工具。火箭的速度是由火箭发动机工作获得的火箭的速度与发动机的喷气速度成正比，同时随火箭的质量比增大而增大。
单级火箭不可能把物体送入太空轨道，必须采用多级火箭，以接力的方式将航天器送入太空轨道。
火箭用于运载航天器叫航天运载火箭，用于运载军用炸弹叫火箭武器(无控制)或导弹(有控制)。
航天运载火箭一般由动力系统、控制系统和结构系统组成，有的还加遥测、安全自毁和其他附加系统。
一般来讲火箭身上有三大系统：结构系统，动力系统，控制系统。结构系统是它的躯壳；动力系统是它的心脏，由燃料部分和发动机部分组成；控制系统好比它的大脑，指挥火箭飞多快，怎样飞和飞到哪儿。
（2）根据所使用的燃料、氧化剂的不同可以把火箭分为：液体火箭和固体火箭。
【启迪与拓展】
例1在0℃的房间内，放在地面上的铅球（）
A．具有机械能B．没有机械能C．具有内能D．没有内能
分析：
机械能与物体的机械运动的情况有关。物体由于机械运动，被举高或发生弹性形变，它就具有机械能。如果物体没有运动，物体就没有动能，如果物体在地面上，以没有弹性形变，物体就没有势能，没有动能和势能的物体，没有机械能。一切物体不论它的温度高低如何，都具有内能。答案为C。
例2下列实例中物体的内能是如何改变的？
（1）用锯条锯木头，锯条会发热。
布兰妮经典歌曲（2）电冰箱的压缩机在压缩某种液体的蒸气时使蒸气温度升高；
（3）打开高压瓶的塞子，高压气体冲出后温度降低。
分析：
根据对物体做功(包括克服摩擦做功和压缩气体做功)和物体内能改变的关系去考虑。（1）是用克服摩擦做功的方法，将机械能转化为内能，使锯条的内能增加，温度升高；（2）是用压缩气体做功的方法，将机械能转化为内能，使蒸气的内能增加，温度升高；（3）高压气体膨胀对外做功，气体内能减少，温度降低，气体的内能转化为动能等。
例3一个物体温度升高，则（）
A．它含有的热量增加 B．它一吸收了热量
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C．一定对物体做了功 D．它的内能增加
分析：
kilometer热量是表示在热传递的过程中，传递能量的多少，因此不能说物体“含有热量”，所以A错。一个物体温度升高，它的分子运动一定加快，内能增加，所以D正确。改变物体内能的方
法能两种，做功和热传递，两种方法对改变物体的内能是等效的，因此不能肯定是做功或热传递。所以B、C也错。
例4下列事例中，不属于通过热传递改变物体内能的是（）
A．用酒精灯加热杯里的水
B．人晒太阳觉得暖和
C．金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手
D．用打气筒打气，筒壁会发热
分析：
改变物体的内能有做功和热传递两种方式。A、B、C三项都是通过热传递将一个物体的内能转移到另一物体内。D中，打气筒打气时，压缩气体做功和克服摩擦做功，把机械能转化成内能，不属于通过热传递改变物体的内能。答案为D。
例5白炽电灯泡通电发光，从灯丝发热直至发光，其内能的改变是通过______实现的，灯泡的玻璃泡壁也会发热，其内热的改变是通过_____途径实现的。denny
分析：
电流具有电能，电流通过用电器时也要做功，电流所做的功通常称为电功，根据焦耳定律，当电流通过电阻时，电能将转化为内能使电阻的温度升高，而白炽电灯泡的灯丝是钨丝绕制的，实质上是一个电阻，所以通电时发热、内能增加是由于电流做功的结果。
一般灯泡都将空气抽去了，连接灯丝与泡壁的都是玻璃，玻璃是热的不良导体，灯泡壁的灯丝通电时发热是由于高温灯丝通过热辐射方式将内能传递给了它。
例6质量相等的铁块和铝块，吸收了相等的热量，升高的温度是否相同？为什么？如果要使它们升高相同的温度，哪个吸收的热量多？
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分析：
可从比热的定义进行比较。质量相等的铁块和铝块，吸收相等的热量后，升高的温度不相
同，这是因为铝的比热大于铁的比热，要使它们升高相同的温度，铝块应吸收较多的热量。
例7沙漠地区为什么会有早穿皮袄午穿纱的奇特现象？沿海地区可能出现这种现象吗？
分析：
沙漠地区多砂石，砂石比热小，夜间砂石散热，温度降低较多，因而出现早晨气温较低。午间在阳光照射下，砂石吸热后温度升高较快，气温迅速上升，因而出现早、午气温差别较大的奇特现象。沿海地区多水，水的比热较大，夜间海洋与沙漠地区同样散热，海洋的温度降低不多，早晨气温就不太低；同理，白天气温也不会升高得太快，所以沿海地区不会出现早穿棉袄午穿纱的现象。
