內能是初中熱學部分的重要概念之一,是初中物理教學中的一個難點。由于內能的概念很抽象,并且與溫度、做功、熱傳遞之間存在著較為復雜的關系,所以學生對于內能概念的理解往往是片面的,表現在處理具體問題時常有顧此失彼和捉摸不定的感覺。本文對于理解內能的常見誤區進行簡要分析,供參考。
誤區一:關于“吸收熱量和溫度”
由于受到生活“經驗”的干擾,大多數學生都認為“物體吸收熱量溫度一定升高”。部分學生能夠理解“物體吸收熱量溫度可以保持不變”,但是很少學生對“物體吸收熱量溫度可以降低”表示認同。
事實上,在不涉及做功的情況下,物體吸收熱量有的溫度升高,還有的可以不變或降低。例如,一般情況,物體吸收熱量溫度升高。但是晶體熔化、液體沸騰的過程中吸收熱量溫度保持不變;汽化、升華的過程中吸收熱量的物體溫度降低,汽化、升華的物理過程都有致冷作用。
誤區二:關于“溫度和內能”
教材中介紹物體的內能和溫度有關,溫度越高,物體內部分子的熱運動越劇烈,物體的內能就越大。所以學生容易產生“物體的溫度不變,內能也就保持不變”的錯誤認識。
物體的溫度變化,內能一定變化。但是物體的溫度不變,內能可以不變,也可以增加,還可以減小。例如,一般情況下,物體的溫度不變,內能不變;但是晶體在熔化過程中,吸收熱量,溫度保持不變,內能增加;相反在凝固過程中,放出熱量,溫度保持不變,內能減小。
誤區三:關于“做功、熱傳遞和內能”
1.改變物體的內能有兩種方式;做功和熱傳遞,并且做功和熱傳遞對于改變物體的內能是等效的。初中學生的思維缺乏嚴密性,在解決具體問題時往往顧此失彼。例如,認為“物體吸收熱量內能一定增加,物體對外做功內能一定減小”等。
2.因為熱傳遞是內能間的轉移,所以在沒有做功的參與情況下,物體吸收熱量內能一定增加,放出熱量內能一定減;但是在沒有熱傳遞的情況下,外界對物體做功,物體的內能不一定增加,即機械能不一定轉化為內能。例如,用力提起物體,對物體做功使得物體的機械能增加,而內能本身沒有變化。如果是做功使物體內能變化。外界對物體做功物體的內能增加,物體對外界做功內能減小。常見做功使物體內能增加的情況有:壓縮氣體做功,克服摩擦做功。物體對外做功使物體內能減小的情況是氣體膨脹對外做功。
誤區四:關于“熱量和內能”
有的學生認為“熱量就是內能”。
熱量和內能是兩個不同的物理量。熱量是在熱傳遞過程中傳送能量的多少,是一個過程量,只有在熱傳遞的過程中才有意義。不能說“物體含有熱量,具有熱量”。內能是物體內所有分子做無規則運動的動能和分子間相互作用的勢能的總和,它和物體的質量、溫度等因素有關。一切物體都有內能。
誤區五:關于“機械能和內能”
1.部分學生認為“物體的運動速度越大,它的內能就越大”這個錯誤認識是由于學生沒有把宏觀概念和微觀概念區分開的緣故。物體宏觀的機械運動情況決定物體的機械能,物體微觀的分子熱運動和分子間的相互作用決定物體的內能。所以物體的運動速度和它的內能沒有直接的關系。
2.一個物體的內能減少,一定有另一個物體的內能增加”。這個錯誤的產生反映學生對于能量之間的轉化或轉移關系模糊不清,可以從以下幾個方面來認識:
首先,機械能和內能可以相互轉化,主要通過做功來實現。例如,物體沿粗糙的斜面滑下;流星墜落和大氣層摩擦等情況下機械能都減小轉化為物體間的內能。再如,壺內熱汽推動塞子運動,自身內能減小,轉化為塞子的機械能。
其次,有時機械能不轉化為內能。例如,人造衛星在大氣層外運動;忽略空氣阻力的物體的下落運動都只有動能和勢能間的相互轉化,而機械能的總量保持不變,不轉化為內能。
再次,物體的內能減少,可以轉化為機械能或其他形式的能。例如,熱蒸汽膨脹推動活塞運動,對外做功,自身內能減小,部分轉化為活塞的機械能。部分轉化為活塞的內能。
來源:謝冬英物理工作室
本文來自:逍遙右腦記憶 /gaozhong/910921.html
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