再談內(nèi)能教學(xué)的兩點(diǎn)淺見(jiàn)

精品文檔-下載后可編輯再談內(nèi)能教學(xué)的兩點(diǎn)淺見(jiàn)在新課標(biāo)規(guī)定的約計(jì)68條“科學(xué)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”里（不含“樣例”和“活動(dòng)建議”），約計(jì)有25條跟內(nèi)能教學(xué)相關(guān)。因此研究?jī)?nèi)能教學(xué)的重要性勿需贅述。我們?cè)匀私贪婢拍昙?jí)教科書(shū)為例，闡述了“物質(zhì)結(jié)構(gòu)的表述”、“擴(kuò)散”和“微粒之間存在引力實(shí)驗(yàn)”等三點(diǎn)淺見(jiàn)，現(xiàn)借貴刊一角，再談如下內(nèi)能教學(xué)的兩點(diǎn)做法，用以跟同行進(jìn)行交流與研討。

1、做功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

⑴對(duì)物體做功，它的內(nèi)能可能會(huì)增加：

①對(duì)物體發(fā)生形變做功：例如：快速地彎曲粗鐵絲、彎曲部位發(fā)熱；快速地砸扁鐵絲端、砸扁部位發(fā)熱；快速地給內(nèi)胎打氣、氣筒壁發(fā)熱（可以用實(shí)驗(yàn)證明：皮碗跟筒壁之間的摩擦，不是筒壁發(fā)熱的主要原因）；用壓縮空氣引火儀點(diǎn)燃棉絲；……

小結(jié)：對(duì)物體發(fā)生形變做功，發(fā)生形變的物體沒(méi)有對(duì)外散熱，其內(nèi)能肯定會(huì)增加。

②使物體克服摩擦力做功：例如：兩手對(duì)搓、手發(fā)熱；用鋸截割物體、鋸條發(fā)熱；用砂輪機(jī)磨鐵件、鐵件燙手；……

小結(jié)：對(duì)物體克服摩擦力做功，被摩擦的物體沒(méi)有對(duì)外散熱，其內(nèi)能肯定會(huì)增加。

以上做法的實(shí)質(zhì)，都是克服微粒之間作用力做功、增加物體內(nèi)能的。此外還有：

③利用電流的熱效應(yīng)加熱物體、增加內(nèi)能：例如用電水壺?zé)龋?/p>

④利用“太陽(yáng)能熱水器”加熱水、增加水的內(nèi)能；……

問(wèn)：對(duì)物體做功，它的內(nèi)能會(huì)減少嗎？對(duì)密閉的熱水上方抽氣做功、會(huì)產(chǎn)生“低壓沸騰”現(xiàn)象、熱水的內(nèi)能會(huì)很快地減少。

⑵物體對(duì)外做功，它的內(nèi)能可能會(huì)減少：

改進(jìn)的課文里圖10.2-5實(shí)驗(yàn)如圖1上方所示：在能清晰地顯示瓶?jī)?nèi)充滿(mǎn)“白氣”的、綠色飲料瓶壁上打8mm孔，參考下方從右至左所示：導(dǎo)線(xiàn)右端打圈套個(gè)有膠墊的氣門(mén)嘴子、從瓶嘴鉆進(jìn)瓶里、再?gòu)目桌镢@出拽出氣門(mén)嘴子，順次加膠墊、壓片并擰緊螺母固定它。將4號(hào)膠塞中心扎孔，用細(xì)金屬絲對(duì)折拖進(jìn)尼龍線(xiàn)繩（繩端拴牢小螺母、嚴(yán)防膠塞飛出傷人）把膠塞拴牢在瓶嘴上。實(shí)驗(yàn)前向瓶?jī)?nèi)注入約2ml酒精、旋緊膠塞（以向瓶?jī)?nèi)打5～7次氣，膠塞能自動(dòng)飛出為宜。再搖晃使瓶壁沾滿(mǎn)酒精）。讓一位學(xué)生把住飲料瓶的下部、并讓膠塞始終朝上，另一位學(xué)生用自行車(chē)高壓打氣筒、快速地向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)膠塞飛出的瞬間，既有很大響聲，又能看到瓶?jī)?nèi)立即充滿(mǎn)“白氣”、且從瓶嘴里往外冒！此時(shí)還要立即旋緊膠塞，再向瓶?jī)?nèi)打2～3次氣，瓶?jī)?nèi)的“白氣”會(huì)馬上消失、瓶?jī)?nèi)立即變得清晰透明！

該實(shí)驗(yàn)的解釋?xiě)?yīng)該是前后顛倒的：對(duì)瓶?jī)?nèi)的氣體壓縮做功，氣體的內(nèi)能會(huì)增加、溫度要升高，瓶?jī)?nèi)懸浮的酒精小液滴即“白氣”，會(huì)很快地汽化成眼睛看不見(jiàn)的酒精蒸氣、使瓶?jī)?nèi)立即變得清晰透明；當(dāng)膠塞飛出時(shí)，瓶?jī)?nèi)的高壓氣體向外膨脹對(duì)膠塞做功，它的內(nèi)能就立即減少、溫度要降低，瓶?jī)?nèi)氣體里的酒精蒸氣，則立即液化成眼睛看得見(jiàn)的酒精小液滴即“白氣”，且從瓶嘴里冒出來(lái)！

由此可知：課文里描述該實(shí)驗(yàn)的做法和說(shuō)理是不完整的：漏掉了“對(duì)密閉氣體壓縮做功、它的內(nèi)能會(huì)增加”。數(shù)十年的教改實(shí)踐證明，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生留下了終生難忘的印象！最后教師要指出：對(duì)外做功的物體，在它有從外界再吸收能量，或再有別的物體對(duì)它做功時(shí)，對(duì)外做功物體的內(nèi)能肯定會(huì)減少。

注：①若用一條熱毛巾纏在飲料瓶的外壁上、重做上述實(shí)驗(yàn)：當(dāng)瓶?jī)?nèi)的高壓氣體對(duì)外膨脹做功時(shí)，瓶?jī)?nèi)不再產(chǎn)生“白氣”！說(shuō)明瓶?jī)?nèi)高壓氣體對(duì)外做功同時(shí)吸收了熱，它的內(nèi)能并不一定就減少！

②做課文里如圖2所示實(shí)驗(yàn)的竅門(mén)是：活塞要密封好；筒內(nèi)氣體的壓縮比要大；壓縮動(dòng)作一定要快和可燃物要取極少、極少！比如用鑷子夾取3～5根脫脂棉絲即可。

2、改進(jìn)的比熱容實(shí)驗(yàn)

⑴如圖3所示：每組用天平篩選出兩個(gè)質(zhì)量相等、高約51mm、外徑約24mm沖洗干凈的薄壁玻璃小藥瓶，小瓶之間用一段雪糕柄隔熱，用兩個(gè)廢自行車(chē)內(nèi)胎剪的膠皮圈捆扎兩個(gè)小瓶。瓶?jī)?nèi)分裝涼白開(kāi)水，跟等質(zhì)量的煤油或0號(hào)柴油做對(duì)比液體。由于小瓶底部向內(nèi)凹進(jìn)，故用八寶粥盒剪下的盒底底部（四周壁向外翻一圈沿），內(nèi)裝3～4mm厚、從工廠(chǎng)砂輪機(jī)下方地面上收集的鐵粉。打孔的藥瓶膠蓋分別示數(shù)近似相等的溫度計(jì)，用手把住溫度計(jì)的上端，將小瓶輕輕壓在鐵粉上，以使瓶底能跟鐵粉比較緊密地接觸，使用一個(gè)酒精燈在盒底下方的中間部位加熱2～3min，對(duì)比液體將會(huì)有3～5℃溫差，即可引出《比熱容》課題。

⑵圖4是電熱比熱容實(shí)驗(yàn)裝置：將1.25L飲料瓶截割成約15cm高；用3合板加工圓蓋；如圖5所示：用電話(huà)電纜線(xiàn)里有塑料絕緣皮的細(xì)銅線(xiàn)，把兩段均為12圈、300或500W電爐絲串聯(lián)連接（把錐子每段電爐絲圈里用手指捏住電爐絲，將每段電爐絲端取直1圈，把去掉塑料絕緣皮的細(xì)銅線(xiàn)，在取直的電爐絲上密繞6～8圈，然后用尖嘴鉗把密繞部分對(duì)折，涂上焊油后再用電鉻鐵焊牢，務(wù)使焊錫團(tuán)包住電爐絲與細(xì)銅絲的接頭處）。用大注射器向兩只18mm×150mm試管內(nèi)分別注入163涼白開(kāi)水、跟等質(zhì)量的203煤油（ρ煤油取0.8gcm3、）或注入173涼白開(kāi)水、跟等質(zhì)量的2030號(hào)柴油（ρ柴油取0.85gcm3）做為對(duì)比液體（注：兩支溫度計(jì)玻璃泡的上方，各套一個(gè)橡膠環(huán)和塑料環(huán)、防止玻璃泡觸到管壁。油對(duì)橡膠有腐蝕要用塑料環(huán)）。當(dāng)電源電壓為8～10V時(shí)，通電1～2min，對(duì)比液體就會(huì)有6～8℃的溫差。斷開(kāi)電源后，用手擔(dān)平自制的蓋板，把兩個(gè)試管同時(shí)豎直地裝有冷水的杯內(nèi)，可知油的溫度降低比