1.3 温度与内能 教案5（鲁科版选修3-3）
【三维目标】
知识与技能
1.了解分子的动能、分子的平均动能，认识温度是分子平均动能的标志。
2.知道分子势能跟物体的体积有关，了解分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。
3.理解内能的概念，了解物体的内能与哪些宏观量有关，知道改变内能的两种变化。
过程与方法
1.通过实验探究，了解改变内能的两种方式。
2.通过模拟实验和分析，理解温度是与大量分子运动有关的物理量，对于少量的和个别的分子，温度的概念没有意义。
情感态度和价值观
1.在探究实验中，培养认真细致、尊重事实的科学态度和精神。
2.能够通过交流与讨论得出自己的结论，并能用已有的知识解释新现象、新规律，提高灵活掌握和应用知识的能力
【重点难点】
1.温度概念的理解
温度是物体冷热程度的标志，是分子平均动能的标志，对于少量的和个别的分子，温度的概念没有意义。
2.分子平均动能和分子势能
分子平均动能的标志、分子势能与分子间距离的关系，是本节课的重点问题，需要学生深入理解，并且能够应用分析问题。
3.物体的内能
理解内能的概念，并能够比较内能与机械能的区别，知道改变内能的两种方式。
【课时建议】
新授课1课时
【情境设计】
在工地和工厂中，为了工作的需要，工人师傅常常用金属切割机把体积较大的金属切割开。金属切割机在切割金属时，会迸发出大量的火星，并且金属断面处的温度明显升高，为了保护自己，工人师傅需要戴防护面罩和劳保手套。
问题：在切割金属的过程中，为什么金属断面处的温度会升高呢？
点拨：切割机在切割金属的过程中，会对金属做功，会使金属的温度升高。
【资料备选】
物体的内能
内能是指由物质系统内部状态所决定的能量。从分子运动论的观点看，热力学系统的内能，包括组成物质的所有分子热运动的动能、分子与分子间相互作用的势能的总和，以及分子中原子、电子运动的能量和原子核内的能量等等。当有电磁场和系统相互作用时，还应包括相应的电磁形式的能。内能是热力学系统的态函数，完全由系统的初、终状态所决定的物理量。当状态一定时，系统的内能也一定。当系统从一个状态转变到另一个状态时，不论这种转变通过什么过程实现，只要系统的初、终状态不变，在各种不同的绝热过程中，采用各不相同的做功形式，所测得功的数值都相同，而与转变过程无关。对于均匀系统而言，若没有外力场的作用，内能可以表示为温度T和体积V的函数，即
U=U（T，V）当温度和体积分别增加dT和dV时，内能的增加量可如下表示
式中CV和CP分别为系统的定容热容量和定压热容量。
对于理想气体系统而言，由于不存在分子间的相互作用，系统的内能只是所有分子热运动动能的总和。而分子热运动动能只是温度的函数，所以理想气体的内能也只是温度的函数，即 U=U（T）
当温度增加dT时，内能的增量可如下式表示： dU=CVdT 式中CV为理想气体系统的定容热容量。
物体内能的大小跟它的质量有关。质量越大，即分子数量越多，它的内能就越大。还跟物体的温度和物体的聚集态（固态、液态和气态）以及物体存在的状态（整块、碎块或粉末）有关。其原因是物体温度越高，分子运动越快，分子动能越大；分子间距离越大，分子的势能就越大。对气体来说，它的内能基本上只有分子的动能。因气体分子间的距离已经变得很大，它们之间相互作用力实际上已不再发生作用、所以气体分子的势能可以忽略。物体的内能跟整个物体的机械能含义不同，只要是物体的温度、体积、形状、物态不变，尽管它的机械能在变，它的内能仍保持不变。
物体的温度升高，物体内能增加。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。相反，物体的温度降低时，物体的内能就减少。整块物体破成碎块或粉末，分子的势能就要增加。物态变化也伴随物体内能的变化。在熔解、蒸发，沸腾等过程中，物体的内能增加。相反，在凝固和液化等过程中，物体的内能减少。改变物体内能的方式是做功和热传递两种方式。
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