2019-2020学年度人教版选修3-3 10.1功和内能 教案(8)
2019-2020学年度人教版选修3-3 10.1功和内能 教案(8)第3页

  接下来进行实验,我们对五人小组进行分工,并按如下步骤实验:1、甲同学负责将矿泉水瓶固定到铁甲台上,将气针插入瓶中,将温传感接入电脑;2、乙同学负责操作电脑,点击"开始记录";3、丙同学负责向瓶里打气,到打不动时,轻轻拧开瓶盖,放气;4、其他的同学负责观察打气放气过程中温度曲线的变化。

  学生通过实验得出结论:打气过程中,外界对气体做功时,气体温度升高。放气过程中,气体对外界做功,气体温度降低。

实验 2.定量实验

(1)焦耳的实验

  在说到定量地研究的时候,我们不得不提到一位科学家,焦耳。焦耳做了大量实验,精确地测出了功和温度变化的关系,其中,有两个最具代表性的实验,我们一起来学习一下。

  点击播放焦耳的两个实验的微课,了解焦耳的研究方法。视频中提到了一个绝热过程,什么是绝热过程?既不从外界吸热又不向外界放热的过程,只能通过做功交换能量的过程。视频中还提到了内能,在微观表述中,内能是分子势能和分子动能之和。在宏观表述中,内能就是一种依赖与自身的物理量,在热力学系统中是一种能量,称为物体的内能。

  通过焦耳的实验得出,在绝热过程中,系统内能的改变量和外界对系统做功W相等。

(2)用力的传感器和绝热容器求电功W和统内能的改变量

  接下来,我们一起来重温焦耳的实验,验证在绝热过程中,内能的改变量是否等于外界对系统做的功W。

用两个烧杯,将大烧杯套在小烧杯外面,密封好,把两个烧杯之间的空气抽掉,形成真空绝热,用保温泡沫与外界隔绝,做的一个绝热容器。并用从摩托车上取下的直流电源(输出电压13伏左右),为加热电源。用电热丝放在烧杯中给一定质量的水加热,并通过温度传感器测水的温度。记录水的质量、水的初末温度t0、t1,加热时间、电流表示数和电压表的示数。根据计算电功,根据水的内能变化量。小组分工:甲-温度传感器 ,乙-计时和开关电源 ,丙-电流表和电压表, 丁-记录数据, 戊-观察计算。