如何理解初中物理內(nèi)能的概念及規(guī)律

【摘要】內(nèi)能的理解主要從分子熱運動相關(guān)的物質(zhì)的構(gòu)成、內(nèi)能的利用相關(guān)的熱機、熱機效率、能量守恒定律等方面理解。內(nèi)容全面、豐富，有很多獨到的見解。對拓展學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生思維習(xí)慣，提高學(xué)生分析問題、解學(xué)問題能力很有幫助。

【關(guān)鍵詞】內(nèi)能;初中物理;概念;規(guī)律

【中圖分類號】G633.7【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）07-0201-01

很多學(xué)生在考試之后總會說，老師：我復(fù)習(xí)的知識，咋沒有考到呢？我的選擇題這次又錯了好多哦。究其原因，是我們的學(xué)生只是記住了知識點，但對知識點的理解把握不住，對知識點可從哪些方面理解把握不住。實際上，我們教師無論采用何種方法，歸根到底是要學(xué)生知道這個知識點怎樣理解。這對拓展學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生思維習(xí)慣、解題習(xí)慣和解題技巧大有益處。實際上，一個知識點怎樣出題來源于一個知識點從哪些方面理解。下面是我在這些年初中物理教學(xué)中對如何理解功和能概念及規(guī)律的總結(jié)。

一、分子熱運動

1.物質(zhì)的構(gòu)成：（1）由分子或原子組成;（2）分子（肉眼看不見）能保持物質(zhì)原來的性質(zhì);（3）分子還可繼續(xù)分下去，無最小微粒的說法;（4）物質(zhì)——分子——原子——原子核（質(zhì)子和中子）和電子。（5）分子有固體、液體、氣體分子。

2.擴散：（1）概念：不同物質(zhì)的分子彼此進入對方的現(xiàn)象;（2）不是物質(zhì)運動，專指分子運動;（3）固、液、氣體分子都能發(fā)生這種現(xiàn)象;（4）擴散與溫度有關(guān)，溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯。所有物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動。

3.分子間有相互作用：（1）一切物質(zhì)分子間都同時存在相互作用的引力和斥力;（2）以分子直徑10-10m為標準：當(dāng)分子直徑大于10-10m時，引力大于斥力，表現(xiàn)為引力;當(dāng)分子直徑小于10-10m時，引力小于斥力，表現(xiàn)為斥力;當(dāng)分子直徑等于10-10m時，引力等等于斥力，既不表現(xiàn)為引力，也不表現(xiàn)為斥力;當(dāng)分子直徑遠大于10-10m時，作用力表現(xiàn)很微弱;如：壓縮固體和液體很困難，說明分子間有斥力。將兩塊鉛壓緊后下面能吊起重物，說明分子間有引力。鐵絲很難折斷，說明分子間有引力。玻璃打碎后很難復(fù)原，說明分子間作用力很微弱。

二、內(nèi)能

1.概念：（1）內(nèi)能是專指分子具有的能;（2）內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子具有的能，不是一個或幾個分子具有的;（3）分子也有動能和勢能。

2.內(nèi)能的有無：一切物體任何時候都有。

3.內(nèi)能的影響因素：一是質(zhì)量，二是溫度，或者理解為：一是分子熱運動，二是分子間作用力。

4.內(nèi)能與溫度的關(guān)系：物體內(nèi)能增大或減小，但溫度可能不變（晶體熔化或水沸騰）。

5.內(nèi)能與機械能的關(guān)系：a.物體具有內(nèi)能的同時，也可以有機械能。物體可以沒有機械能，但一定有內(nèi)能（水平面上靜止不動的物體）;b.機械能與物體機械運動情況有關(guān)，內(nèi)能與物體分子熱運動和分子間相互作用情況有關(guān);c.機械能是從宏觀角度研究，內(nèi)能是從微觀角度研究;d.內(nèi)能和機械能在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化;e.不能說速度越大，內(nèi)能越大。也不能說物體受到力越大，內(nèi)能越大。

三、改變內(nèi)能的方式

1.熱傳遞：

（1）條件：溫度差，不是質(zhì)量差，不是內(nèi)能差;

（2）實質(zhì)：內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，不是溫度轉(zhuǎn)移;

（3）方向：從高溫物體到低溫物體;

（4）熱傳遞的過程如圖。

2.做功：

（1）對物體做功，物體內(nèi)能增大（壓縮氣體）;（2）物體對外做功，物體的內(nèi)能減小（給試管里水加熱，沖開軟木塞）;（3）做功和熱傳遞是等效的。

四、熱量的計算

1.公式：Q吸=CmΔt=Cm（t末-t初）

;Q放=CmΔt=Cm（t初-t末）

;Q吸=Q放（無熱量損失）或Q吸=ηQ放（有熱量損失）

;Q放=qm或qv（燒柴或氣——化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能）

;Q放=I2Rt（燒電——電能轉(zhuǎn)化為熱能）

2.注意“升高到”“升高”“升高了”的含義，“升高到”是指末溫度，“升高”“升高了”是指變化的溫度。

3.如果水在標準狀態(tài)下加熱到沸騰，則說明水的末溫度是100℃。

4.給水加熱時，需要的熱量，包括水吸收的熱量、鍋吸收的熱量，還包括損失的熱量。

五、內(nèi)能的利用

1.熱機

（1）原理：內(nèi)能向機械能轉(zhuǎn)化。

（2）種類：內(nèi)燃機、蒸汽機、噴氣發(fā)動機、汽輪機。

（3）每一工作循環(huán)，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次。

（4）柴油機和汽油機區(qū)別：a.汽油機燃料是汽油和空氣，柴油機燃料是空氣;b.汽油機是點燃式（頂部有火花塞），柴油機是壓燃式（頂部有噴油嘴）;c.柴油機功率比汽油機功率大;d.柴油機和汽油機都有吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。

2.熱機效率

（1）熱值

a.概念：燃料必須要完全燃燒。

b.公式：q=或

c.物理意義：q木柴=3.4×107J/kg表示1Kg木柴完全燃燒放出的熱量是3.4×107J

d.熱值是物質(zhì)一種特性。不同物質(zhì)，熱值一般不同。同種物質(zhì)，熱值不變，與Q放或m等無關(guān)。熱值與物質(zhì)種類和狀態(tài)有關(guān)。

（2）提高熱機效率的方法

a.增大與氧氣接觸面積

b.提高廢氣利用率

c.利用效率高的熱機（汽油機20%-30%;柴油機30%-45%）

（3）能量流失：廢氣（大）、散失、摩擦

（4）公式：η===

參考文獻：

[1]胡倉兵.永不消失的內(nèi)能，《中學(xué)生數(shù)理化（初中版）（中考版）》-2012-12-01;

[2]新課標人教版九年級物理教案（全冊）58105-豆丁網(wǎng)+《互聯(lián)網(wǎng)文檔資源（http：//www.docin.com/p-1149509934.html）》-2017;

[3]譚東明.初中物理概念課教學(xué)策略的思考，《中學(xué)物理》.2015-03-10;

作者簡介：

段學(xué)良（1968年2月-），男，漢族，四川仁壽人，本科，一級教師，研究方向：初中物理教學(xué)。