师:同学们,咱们上节课学习了分子动理论的内容,现在我来提问一下,分子动理论的内容是什么?我找同学来说一下。
生:分子热运动是分子在不停的做无规则运动。
师:很好,分子在不停做无规则运动。还有补充吗?
生:物质是由分子和原子组成的,分子的直径是10的-10次方米。
师:请坐。还有其他同学补充吗?
生:分子间有扩散现象,扩散现象跟温度的高低有关系,温度越高,扩散现象越剧烈。
师:请坐。还有吗?
生:分子间有相互作用力,就是分子间有势能,引力和斥力互相存在,同时存在。
师:非常好,请坐。同学们回答得都很全面,现在我们来总结一下,分子动理论的内容就是:一切物质都是由分子或者原子组成的;分子在不停地做无规则运动;分子间存在着相互作用的引力和斥力。这就是分子动理论的核心内容。
师:在这之前,我们还学习了动能和势能。我想找同学来说一下,什么样的物体具有动能?
生:一切运动的物体都具有动能。
师:请坐,回答正确。那动能大小与什么因素有关呢?
生:动能大小与速度还有质量有关。
师:很好。那什么样的物体具有重力势能?
生:被举高的物体具有重力势能。
师:也就是说一切被举高的物体,都具有重力势能。那重力势能大小与什么因素有关呢?
生:与高度和质量有关。
师:对,物体被举的高度越高、质量越大,它具有的重力势能就越大。那什么样的物体具有弹性势能呢?
生:物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
师:请坐。弹性势能大小与什么因素有关呢?其实和弹性形变的程度有关,形变程度越大,弹性势能越大。
师:我们知道,动能和势能统称为机械能。通过上节课学习的分子动理论,我们知道一切分子都在不停的做无规则运动,分子间存在相互作用的引力和斥力。那么把分子运动具有的动能,和分子间相互作用具有的势能加在一起,就是咱们今天这节课要学习的内容——内能。咱们这节课学习第十三章第二节:内能。
师:大家来比较一下,运动的篮球它具有什么能?
生:动能!
师:对,运动的篮球有动能,同时它还具有重力势能,是不是?分子在不停的做无规则运动,那么分子具不具有动能呢?
生:具有!
师:当然具有。一切物体的分子都在不停地做无规则运动,既然分子在运动,那分子就具有动能,我们把分子的这个动能叫做分子动能。
师:大家看,这块大石块在高处会往下落,为啥往下落呢?
生:因为地球对它有吸引力!
师:没错,由于地球的吸引,石块和地球之间相互吸引,石块就具有了重力势能。再看这个苹果,成熟后会下落,也是因为它和地球之间有引力,从而具有重力势能。
师:刚才我们说了,分子间存在相互作用的引力,那你说分子间有没有势能呢?
生:有!
师:对,分子间因为有相互吸引的力,所以分子间也具有势能。再看这个弹簧,上面放个物体,物体由于受重力作用,对弹簧有压力,弹簧被压缩,弹簧的各个部分之间相互排斥,此时弹簧由于相互排斥而具有弹性势能。那互相排斥的分子间,有没有势能呢?
生:有!
师:当然有,分子间存在相互作用的斥力,同样会让分子具有势能。
师:我们来总结一下,运动的篮球具有动能,运动的分子也具有动能,叫做分子动能;物体和地球因为相互吸引、被压缩的弹簧因为相互排斥而具有势能,分子间因为有引力和斥力,所以也具有势能,叫做分子势能。
师:我们说动能和势能之和叫做机械能,这是从宏观角度来说的。那么从微观角度,物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能之和,叫做什么能呢?
生:内能!
师:非常正确,就把它叫做内能。
师:我想问大家一个问题,静止在地面上的物体,它的机械能是多少?
生:0!
师:为什么是0?
生:因为动能为0,势能也为0,所以机械能为0。
师:回答得很对。那现在我问大家,静止在地面的这个物体,它的内能是不是0呢?
生:不是!
师:为什么不是?
生:因为分子还在不停地做无规则运动,所以它还具有分子动能;分子间也存在相互作用,也具有分子势能。
师:太棒了!所以说,物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能之和,就叫做这个物体的内能。大家在记这个定义的时候,一定要注意,是物体里所有分子的动能和势能之和,叫做这个物体的内能,内能是整个物体所具有的,不是单个分子的。
师:我们知道一切物体的分子,都在不停地做无规则运动,所以分子总有动能,也总有势能。因此,一切物体在任何情况下都具有内能。因为物体的分子运动是永不停息的,所以任何一个物体,不管是炙热的铁块,还是冰冷的冰块,在任何情况下都具有内能。
师:接下来我们探究下一个问题,内能大小与什么因素有关呢?首先我们探究内能与温度是否有关。大家还记得咱们之前做过的实验吗?准备一杯热水、一杯凉水,往里面各滴一滴红墨水,哪个杯子里的墨水扩散得快?
生:热水!
师:对,热水里的墨水扩散得快,这证明了温度越高,分子运动越剧烈。分子运动越剧烈,分子动能就越大,那么物体所有分子的动能总和就越大,内能也就越大。
师:所以说,温度越高,物体的内能越大;温度升高,物体的内能会增大。但大家要注意,温度不是决定内能大小的唯一因素。内能还与什么有关呢?我们知道动能与质量有关,其实内能也和质量有关,质量越大,分子数量越多,内能就越大。除此之外,还与物体的状态有关,比如说固体、液体、气体,分子间的距离不一样,引力和斥力的大小也不一样,分子势能就不一样,内能也就不同。
师:总结一下,影响内能大小的因素有温度、质量、状态等。温度升高,内能增加,但温度不是唯一的影响因素。
师:既然物体具有内能,那我们如何改变它的内能呢?现在我取一根铁丝,大家思考一下,如何能够改变这根铁丝的内能?
生:用热水给它加热一会,温度就升高了,分子运动变快,内能就变大了。
师:这个方法可以。还有其他方法吗?大家小时候都玩过滑梯吧,从滑梯上滑下来之后,屁股会感觉怎么样?
生:热了!
师:对,屁股会发热,这是因为屁股和滑梯之间摩擦做功,使温度升高了。那结合这个例子,大家想想,还有什么方法能让铁丝热起来?
生:拿砂纸磨一磨铁丝,它的温度会变高。
师:很好。还有吗?
生:用手反复弯折铁丝。
