第十三章内能
本章是在学习了机械能的基础上，把对能量的研究拓展到内能.首先说明物质是由分子、原子构成的，进一步引出分子动理论；接着述说物体内部所有分子具有的分子动能和分子间互相作用的势能的总和——内能，通过实验说明借助内能可以做功什么叫分子热运动，以及改变内能的两种不同方式，反映了内能和其他方式的能之间的互相转化；最后通过实验探究不同物质的放热本领，引出比热容的概念；晓得比热容是物质的基本属性，并进一步学习关于比热容的热量估算.
本章共分3节：
1.第1节“分子热运动”，首先介绍了有关物质是由分子、原子构成的知识，通过对分子的大小进行讨论，使中学生对分子的容积小、分子数量多，留下深刻的印象.接着提出分子是静止的还是运动的问题，并通过实验探究——观察红墨水在冷水和热水中扩散的快慢，得出组成物质的大量分子处于永不停歇的运动之中，且气温越高，分子运动越剧烈.之后通过生活实例引导中学生晓得分子之间存在着互相作用的引力和作用力，并借助微观结构的知识来解释宏观的固、液、气三态之间的变化，为从分子结构角度理解物体内能的本质打下基础.
2.第2节“内能”，“内能”是物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和.教学中先通过生活中借助内能做功的实例引出内能的概念，并进一步剖析内能的影响诱因（将宏观化学量“温度”和微观机理“分子无规则运动”的激烈程度联系上去），之后述说改变内能的两种形式“做功”和“热传递”，在剖析热传递过程中提出“热量”的概念.
3.第3节“比热容”，这节是先从日常生活常识出发，讨论出物体在气温下降时吸收的热量与它的质量及下降体温的度数之间的关系.通过探究活动加深中学生对比热阻是物质的一种特点的理解，让中学生对常见物质的比热容大小有一个具体的印象.
第1节分子热运动
【教学目标】
一、知识与技能
1.晓得物质是由分子、原子构成的，晓得一切物质的分子都在永不停歇地做无规则运动,晓得分子热运动.
2.能辨识扩散现象，并能用分子运动论的观点进行解释.
3.晓得分子之间存在互相斥力，能借助分子之间的互相斥力解释固、液、气三态之间的关系.
二、过程与技巧
通过观察和实验，学会运用想像和类比等研究方式，培养中学生的观察和剖析、概括能力.
三、情感、态度与价值观
用演示实验迸发中学生对大千世界的兴趣,使中学生晓得可以通过直接感知的现象推论难以直接感知的事实.
【教学重点】
通过观察和实验，了解分子热运动，并能用其解释个别热现象.
【教学难点】
分子热运动剧烈程度与气温的关系.
【教具打算】
班主任：多媒体讲义、一块红糖、废旧的玻璃杯、蜡烛、铅筒、一杯面粉、若干条小鱼、两只体温计、洋葱、花露水、空气甜美剂、装有甲烷二氧化碳的杯子、空杯子.
中学生：一杯冷水、一杯冷水、一把药匙、少量红墨水（或黑墨汁）等.
【教学课时】1.5课时
教学方式演示法，实验法，剖析法，实验法，讨论法，讲解法，练习法
【新课引入】
班主任用多媒体播放视频讲义1“大量分子无规则运动”什么叫分子热运动，并提问:(1)可以判别出是哪些物质在运动吗？(2)这与我们上面研究过的车辆等物体的运动相同吗？(3)这些运动有哪些规律？
生：这是极细小的粒子的运动.
班主任对中学生的回答给以肯定.
师这种细小的粒子似乎是分子，分子是保持物质原先性质（物理性质）的最小微粒.下边我们一上去学习有关分子的相关知识.
【进行新课】
知识点1物质的构成
师宽广浩淼的宇宙大得无法想像，这么，构成物质的小微粒到底小到哪些程度呢？换句话说，物质又是由哪些构成的呢？从古到今，人们仍然在追寻着这个问题的答案.古埃及人觉得宇宙万物是由水、火、土、气四元素组成；我们的先祖觉得宇宙万物是由金、木、水、火、土五行组成.但这种想法都不科学,究竟物质是由哪些构成的呢？
好，下边请你们分组做分割物质实验，进行探究:
小组1：撕纸，看哪一组撕得最碎.
小组2：击碎废旧的玻璃杯（提醒中学生注意安全，千万不要喷撒到耳朵里，可以用挎包住玻璃杯后，用锤子敲击）.每击碎一次掏出来瞧瞧，探究打得更碎时，玻璃有何变化？
小组3：击碎罗汉果(用锤子敲击),每击碎一次掏出来瞧瞧，探究打得更碎时，罗汉果气味有何变化？
小组代表回答：无论纸撕得多么细小，纸还是纸；玻璃无论碾磨得多么细小还是玻璃；罗汉果无论碾磨得多么细小还是罗汉果(分割后依然具有苦味).
师那是由于我们分得还不够细小，假如分到我们肉眼不能看见的细小微粒，它们会是怎样呢？将纸、玻璃、冰糖等不停地分割下去，当分割到一定限度时，即它们的半径只有10-10米时(其实，肉眼不能看见，只能依靠电子显微镜观察),纸就不再是纸，玻璃不再是玻璃，罗汉果不再具有苦味.因而，分割到这一限度时，小粒子保持了物质原先的性质,我们称这种粒子称作分子.（美国化学学家阿伏加德罗第一个把这种粒子称作分子）
师不仅分子以外，我们还要晓得一种粒子——原子，原子是由原子核和核外电子构成的，这种知识我们之后将学习，本节课我们主要学习分子的相关知识，因而关于原子本课就不多讲了.
板书：
常见物质是由分子、原子构成的，分子是保持物质物理性质的最小颗粒，分子很小，半径大概是百亿分之几米，一般以10-10m为单位来量度.
例题1（多媒体展示）下述说法中不正确的是（）
A.物质是由分子、原子构成的
B.分子是保持物质物理性质的最小微粒
C.分子是不可再分的最小微粒
D.分子的半径约为10-10m
解析：物质是由分子、原子构成的，分子是保持了物质原先性质（物理性质）的最小微粒，分子很小，半径约10-10m，肉眼难以看见，必须利用电子显微镜能够观察.分子不是最小的微粒，分子由原子构成.随着科学技术的发展，人类对分子的研究早已不断深入.
答案：C
课堂演习
完成本课时对应课堂练习.
知识点2分子热运动
1.探究分子的运动与湿度的关系
师既然分子那么小，我们用肉眼难以直接观察到，那如何研究它的运动呢？我们上面学过类似的研究方式吗？
中学生讨论，追忆研究方式：转换法、模型法、类比法等.
班主任可以打比方，来确定研究方式.
展示实物：一杯面粉、有一条小鱼的一杯水、有许多条小鱼的一杯水，引导中学生确定与分子运动相像的物体.
中学生观察交流，找到与分子运动相像的物体运动：水底运动的大量小鱼.
师我们就用这种类比的方式来研究分子是怎样运动的.
展示实物：两杯盛有等量水和小鱼的杯子.（两杯子分别装有热水和冷水,且冷水的气温不能太高,温度可以使小鱼才能承受).
让中学生仔细观察，发觉两个杯子中小鱼运动快慢显著不同，中学生认为好奇，不妨请一个中学生用手摸下两个杯子，体会有何不同.这样让中学生有个猜想：小鱼的运动快慢与水的气温有关；水的气温越高，小鱼运动的越快.
班主任引导中学生类推分子的运动与湿度的关系.
板书：
分子的运动快慢与物体的湿度有关：气温越高，分子运动越剧烈.
2.扩散现象
班主任请中学生做实验：将红墨水滴入两杯不同水温的清水中，观察水颜色变化的快慢.（进一步加强学生理解分子的运动快慢与湿度有关.）
班主任顺便介绍，两种不同物质互相接触时，彼此步入对方的现象称作扩散现象.
实验演示：班主任演示教材P3页《演示》中的二氧化硫和空气互融的实验，并引导中学生思索为何最后两个杯子的颜色显得均匀了？
生：由于分子是运动的，二氧化碳分子做无规则运动时和前面杯子中的空气相互接触后彼此步入了对方.
师朋友们回答得挺好，下边请你们按照自己的观察举例说明分子是在运动的.
生：（发言火爆）桂花开放时，十里飘香；路过做菜的卧室嗅到茄子味四溢而至；切大蒜时风味恶臭……
师扩散现象是分子的运动，这么扩散现象可以在什么物体间进行呢？请你们结合身边的现象举例加以说明.
中学生讨论,并进行实验：
（1）在课室喷空气甜美剂，很快嗅到香气（扩散现象可以在二氧化碳与二氧化碳间进行）；
（2）清水中滴入红墨水，水变红（扩散现象可以在液体与液体间进行）；
（3）堆满煤的墙角不久变黑了（扩散现象可以在固体与固体间进行）.
班主任引导中学生归纳，并从上述实验中得出推论:扩散现象可以在固体、液体或二氧化碳之间进行.
班主任总结：因为分子的这些运动跟气温有关，所以这些无规则运动称作分子的热运动.气温越高，分子热运动越剧烈.
板书：
（1）扩散现象可以在固体、液体、气体彼此间进行.
（2）扩散现象表明分子在不停地运动.
（3）分子热运动与湿度有关.
例题2（多媒体展示）在刚才家装好的卧室内，能嗅到强烈的甲醛味道，这是因为甲醛分子引起的.研究表明吸入或接触甲醛会对人体引起多种害处，因而应尽量避开吸入或接触甲醛.
解析：步入刚家装完的卧室内，能嗅到强烈的甲醛味道，是因为甲醛分子在不停地做无规则运动的缘故，这些现象称作扩散现象.
答案：无规则运动
课堂演习
完成本课时对应课堂练习.
知识点3分子间的斥力
1.分子间的引力
师既然分子在不停地运动，固体、液体分子为何不会飞飘动，而总是聚合在一起保持一定的容积呢？
班主任用多媒体展示讲义4：使劲挤压两块铅柱，之后下边加挂上重物的实验.（参照教材P4页《演示》）
中学生思索、讨论.
班主任引导剖析，得出推论：分子间存在引力，正是这些引力才促使固体、液体保持一定的容积，使它们上面的分子不至于飘动.
板书：
分子之间存在引力.
2.分子间的作用力
班主任演示实验：压缩铅块、压缩装满水的矿泉水的杯子.请中学生观察并剖析为何固体、液体难被压缩，之后得出推论.
生：物质处于固态和液态时,分子间还存在作用力，致使固体、液体很难被压缩.
师是不是其他状态下分子间就没有引力和作用力呢？
生讨论，师引导，作答：二氧化碳分子之间同样有引力和作用力，只不过相对来说比较小.
师（班主任出示与弹簧联接的2个小球）请你们阅读教材P5页第1自然段，类比老师手中的两个与弹簧联接的小球（如图），理解分子间既有引力又有作用力，剖析分子之间的引力与作用力怎样变化？
中学生按照小球宽度离的变化，感受分子之间斥力的表现形式.
分子间斥力的形象解释：（多媒体展示）
分子间相当于有一个小弹簧联接,当分子间的引力和作用力相等时,分子处于平衡位置(分子间大概相距10-10m);当有外力促使分子紧靠,使分子间的距离大于10-10m时,作用力小于引力,作用力起主要作用,以反抗外界的压迫;当有外力拉伸,使分子间的距离小于10-10m时,引力起主要作用,以妨碍外力的拉伸;当分子宽度离很大时,就好象弹簧被扭断了,引力作用力都显得非常微弱,可以忽视不计.
师就中学生回答进行整理、归纳.
板书：
（1）当分子间的距离增大时，引力和作用力都减小，但作用力减小得少些，对外呈现出作用力.
（2）当分子间的距离减小时，引力和作用力都减少，但作用力减弱得快些，对外呈现出引力.
（3）假如分子相距很远（10倍分子半径），这么引力和作用力都显得非常微弱，可以忽视.
例题3班主任用多媒体展示练习册中对应题目，并针对性地讲解.
3.用分子动理论的知识解释固态、液态、气态的微观模型
师朋友们，请你们追忆下，我们在物态变化的章节学习中晓得了物质一般有几种状态？
生：有三种状态，即固态、液态和气态.
师那同种物质处于不同状态时具有的化学性质相同吗？
请举例说明.
生：不同.比如水，当气温增加时，水结冰，气温下降时弄成水蒸汽.水结冰后变硬，有一定的形状；弄成水蒸汽后容积显著减小.并且液态水和水蒸汽都没有形状，具有流动性.
师回答得挺好.朋友们，请你们推测为何固、液、气三态会具有这样的宏观特征？
生：这可能是与物质的分子的互相斥力（或分子之间的距离）有关.
师好，下边，我们分组进行实验阐述:
小组1：把一节蜡烛置于金属筒中进行加热使其溶化，接着冷却，观察由固态到液态，再到固态，容积有何变化？
小组2：把一块冰砖（事先打算好，从冰柜里取出）倒入金属筒中进行加热使其溶化，接着倒入冰柜冷却，观察由固态到液态，再到固态，容积有何变化？
(中学生可以先推测假定，之后进行实验探究，并得出推论.)
师大多数物质从液态变为固态时，容积变小.
注意：水例外，水结冰时容积变大.诸如，严寒的冬天，曝露在室内的自来水管因结冰而胀破.
(为了表示三态物质分子宽度离或排列情况的不同，须要构建一个实物模型.班主任可以参照右图，并利用中学生在上课时、课间休息和课外活动三种情境进行类比，帮助中学生剖析、理解物质处在固态、液态和气态时分子之间的互相斥力情况.)
板书：
物质的状态变化时，容积发生变化，主要是因为构成物质的分子之间的距离及互相斥力（或分子排列方法）发生了变化.
例题4(多媒体展示)请朋友们思索并完成下述表格.
解析：
因为固态物质分子的排列非常紧密,液态物质分子次之,气态物质分子分布很散,故固态物质有一定的容积和形状,液态物质没有固定的形状,但有一定的容积,气态物质没有一定的形状和容积,液态,气态物质具有流动性.固态物质分子间的距离最小,分子间的斥力最强,液态物质次之,气态物质分子宽度最大,分子间的斥力最弱.固态,液态物质不易被压缩,气态物质容易被压缩.
答案：
班主任引导中学生总结分子动理论的相关知识，并进行板书.
板书：
分子动理论包括3个部份：
（1）常见物质是由大量分子、原子构成的；
（2）物质内的分子在不停地做热运动；
（3）分子之间存在互相作用的引力和作用力.
课堂演习
完成本课时对应课堂练习.
【课堂交流、小结与延伸】
师朋友们，我们通过本节课的学习晓得了物质是由大量分子、原子构成的；分子在不停地做无规则运动；分子间存在引力和作用力.那些可以通过我们的视觉、嗅觉等感知的现象来推测下来.并且有些在生产、生活中得到了广泛的应用,如洗衣粉置于冷水里比置于冰水中洗袜子时去污能力强.大家还有什么收获呢？请互相交流、讨论.
生1：通过学习，我明白了：分子的运动是一种热运动，可以通过它对外的现象彰显下来.
生2：扫地时，看见尘土飞扬，这是分子运动吗？
师这个问题提得好，这不是分子的运动，由于分子的运动是不须要外部提供条件，它是每时每刻都在运动，是自身的无规则运动，但是分子是看不见的.尘土飞扬是污垢颗粒在外界的驱动力作用下被动地运动.
生3：扩散现象可以在固体、液体和二氧化碳之间进行，但我们一般觉得到二氧化碳之间进行的速率很快，如三月桂花开放时，十里飘香.而固体、液体之间却没有那么快，这又是为何？
生4：既然说不同的分子之间可以扩散，那分子之间是不是有间隙？
生5：物质的分子间既有引力又有作用力，为何没有抵消呢？
师朋友们说得挺好，课后大家可以依照刚刚自己提出的问题去探究，找到正确的答案.
【教师结束语】
朋友们，我们通过这节课的学习，除了收获不少知识，更重要的是学会了一种研究问题的方式——转换法和类比法.通过直接感知的现象，猜想难以直接感知的事实，这是数学学中常用的一种方式.分子热运动的知识在生产,生活中也有广泛的应用,只要你们平常多关注生活,留意观察生活中的现象,潜心思索,能够轻松地学好化学.好，感谢你们！
课后作业
完成本课时对应课后练习.
1.为加深中学生对扩散这个常见现象的探究兴趣，我设计了中学生熟悉的红墨水在水底扩散的实验.化学始于生活，服务于生活，让中学生了解和分子热运动有关的现代科技，让中学生列出扩散现象在生活中的有关实例.
2.本节须要考察的知识与技能要求较低但内容具象，在学习过程中，充分调动中学生的学习积极性，以中学生讨论为主，之后在班主任引导的基础上，运用“讨论·实验·探究·创新·反思”五位一体的教学模式，以“提出问题──进行类比──产生假说──剖析推测──实验检验──得出推论”为主线的思维程度进行教学，利于培养中学生逻辑思维能力和归纳总结的能力.
3.本节课为了使中学生在学习过程中，对于分子运动情况及扩散现象有更具体、清晰的了解，在相关部份设计了多媒体讲义.
4.在帮助学生理解分子间引力和作用力时，采用一种建模法，用弹簧联接小球（类似分子），将具象的问题具体化，起到立竿见影的疗效.
蒸发与分子动理论
蒸发的快慢与气温,表面积,表面空气流速有关,这是宏观诱因.
从微观上来剖析:
（1）气温越高,分子运动越激烈,挪到空气中的速率越快,蒸发越快.
（2）分子运动时,向下运动到表面继续向下运动就可以从液体中下来.所以表面积越大,从表面向外运动的分子个数就越多,越容易蒸发.
（3）分子运动是无规则的,挪到空气中的分子也会跑回到液体中,而且假如表面空气流速比较大,很快就可以把跑出去的分子带走,有利于旁边的分子跑下来,这样就有利于蒸发.