第十三章內能
本章是在學習了機械能的基礎上，把對能量的研究拓展到內能.首先說明物質是由分子、原子構成的，進一步引出分子動理論；接著述說物體內部所有分子具有的分子動能和分子間互相作用的勢能的總和——內能，通過實驗說明借助內能可以做功什么叫分子熱運動，以及改變內能的兩種不同方式，反映了內能和其他方式的能之間的互相轉化；最后通過實驗探究不同物質的放熱本領，引出比熱容的概念；曉得比熱容是物質的基本屬性，并進一步學習關于比熱容的熱量估算.
本章共分3節：
1.第1節“分子熱運動”，首先介紹了有關物質是由分子、原子構成的知識，通過對分子的大小進行討論，使中學生對分子的容積小、分子數量多，留下深刻的印象.接著提出分子是靜止的還是運動的問題，并通過實驗探究——觀察紅墨水在冷水和熱水中擴散的快慢，得出組成物質的大量分子處于永不停歇的運動之中，且氣溫越高，分子運動越劇烈.之后通過生活實例引導中學生曉得分子之間存在著互相作用的引力和作用力，并借助微觀結構的知識來解釋宏觀的固、液、氣三態之間的變化，為從分子結構角度理解物體內能的本質打下基礎.
2.第2節“內能”，“內能”是物體內所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和.教學中先通過生活中借助內能做功的實例引出內能的概念，并進一步剖析內能的影響誘因（將宏觀化學量“溫度”和微觀機理“分子無規則運動”的激烈程度聯系上去），之后述說改變內能的兩種形式“做功”和“熱傳遞”，在剖析熱傳遞過程中提出“熱量”的概念.
3.第3節“比熱容”，這節是先從日常生活常識出發，討論出物體在氣溫下降時吸收的熱量與它的質量及下降體溫的度數之間的關系.通過探究活動加深中學生對比熱阻是物質的一種特點的理解，讓中學生對常見物質的比熱容大小有一個具體的印象.
第1節分子熱運動
【教學目標】
一、知識與技能
1.曉得物質是由分子、原子構成的，曉得一切物質的分子都在永不停歇地做無規則運動,曉得分子熱運動.
2.能辨識擴散現象，并能用分子運動論的觀點進行解釋.
3.曉得分子之間存在互相斥力，能借助分子之間的互相斥力解釋固、液、氣三態之間的關系.
二、過程與技巧
通過觀察和實驗，學會運用想像和類比等研究方式，培養中學生的觀察和剖析、概括能力.
三、情感、態度與價值觀
用演示實驗迸發中學生對大千世界的興趣,使中學生曉得可以通過直接感知的現象推論難以直接感知的事實.
【教學重點】
通過觀察和實驗，了解分子熱運動，并能用其解釋個別熱現象.
【教學難點】
分子熱運動劇烈程度與氣溫的關系.
【教具打算】
班主任：多媒體講義、一塊紅糖、廢舊的玻璃杯、蠟燭、鉛筒、一杯面粉、若干條小魚、兩只體溫計、洋蔥、花露水、空氣甜美劑、裝有甲烷二氧化碳的杯子、空杯子.
中學生：一杯冷水、一杯冷水、一把藥匙、少量紅墨水（或黑墨汁）等.
【教學課時】1.5課時
教學方式演示法，實驗法，剖析法，實驗法，討論法，講解法，練習法
【新課引入】
班主任用多媒體播放視頻講義1“大量分子無規則運動”什么叫分子熱運動，并提問:(1)可以判別出是哪些物質在運動嗎？(2)這與我們上面研究過的車輛等物體的運動相同嗎？(3)這些運動有哪些規律？
生：這是極細小的粒子的運動.
班主任對中學生的回答給以肯定.
師這種細小的粒子似乎是分子，分子是保持物質原先性質（物理性質）的最小微粒.下邊我們一上去學習有關分子的相關知識.
【進行新課】
知識點1物質的構成
師寬廣浩淼的宇宙大得無法想像，這么，構成物質的小微粒到底小到哪些程度呢？換句話說，物質又是由哪些構成的呢？從古到今，人們仍然在追尋著這個問題的答案.古埃及人覺得宇宙萬物是由水、火、土、氣四元素組成；我們的先祖覺得宇宙萬物是由金、木、水、火、土五行組成.但這種想法都不科學,究竟物質是由哪些構成的呢？
好，下邊請你們分組做分割物質實驗，進行探究:
小組1：撕紙，看哪一組撕得最碎.
小組2：擊碎廢舊的玻璃杯（提醒中學生注意安全，千萬不要噴撒到耳朵里，可以用挎包住玻璃杯后，用錘子敲擊）.每擊碎一次掏出來瞧瞧，探究打得更碎時，玻璃有何變化？
小組3：擊碎羅漢果(用錘子敲擊),每擊碎一次掏出來瞧瞧，探究打得更碎時，羅漢果氣味有何變化？
小組代表回答：無論紙撕得多么細小，紙還是紙；玻璃無論碾磨得多么細小還是玻璃；羅漢果無論碾磨得多么細小還是羅漢果(分割后依然具有苦味).
師那是由于我們分得還不夠細小，假如分到我們肉眼不能看見的細小微粒，它們會是怎樣呢？將紙、玻璃、冰糖等不停地分割下去，當分割到一定限度時，即它們的半徑只有10-10米時(其實，肉眼不能看見，只能依靠電子顯微鏡觀察),紙就不再是紙，玻璃不再是玻璃，羅漢果不再具有苦味.因而，分割到這一限度時，小粒子保持了物質原先的性質,我們稱這種粒子稱作分子.（美國化學學家阿伏加德羅第一個把這種粒子稱作分子）
師不僅分子以外，我們還要曉得一種粒子——原子，原子是由原子核和核外電子構成的，這種知識我們之后將學習，本節課我們主要學習分子的相關知識，因而關于原子本課就不多講了.
板書：
常見物質是由分子、原子構成的，分子是保持物質物理性質的最小顆粒，分子很小，半徑大概是百億分之幾米，一般以10-10m為單位來量度.
例題1（多媒體展示）下述說法中不正確的是（）
A.物質是由分子、原子構成的
B.分子是保持物質物理性質的最小微粒
C.分子是不可再分的最小微粒
D.分子的半徑約為10-10m
解析：物質是由分子、原子構成的，分子是保持了物質原先性質（物理性質）的最小微粒，分子很小，半徑約10-10m，肉眼難以看見，必須利用電子顯微鏡能夠觀察.分子不是最小的微粒，分子由原子構成.隨著科學技術的發展，人類對分子的研究早已不斷深入.
答案：C
課堂演習
完成本課時對應課堂練習.
知識點2分子熱運動
1.探究分子的運動與濕度的關系
師既然分子那么小，我們用肉眼難以直接觀察到，那如何研究它的運動呢？我們上面學過類似的研究方式嗎？
中學生討論，追憶研究方式：轉換法、模型法、類比法等.
班主任可以打比方，來確定研究方式.
展示實物：一杯面粉、有一條小魚的一杯水、有許多條小魚的一杯水，引導中學生確定與分子運動相像的物體.
中學生觀察交流，找到與分子運動相像的物體運動：水底運動的大量小魚.
師我們就用這種類比的方式來研究分子是怎樣運動的.
展示實物：兩杯盛有等量水和小魚的杯子.（兩杯子分別裝有熱水和冷水,且冷水的氣溫不能太高,溫度可以使小魚才能承受).
讓中學生仔細觀察，發覺兩個杯子中小魚運動快慢顯著不同，中學生認為好奇，不妨請一個中學生用手摸下兩個杯子，體會有何不同.這樣讓中學生有個猜想：小魚的運動快慢與水的氣溫有關；水的氣溫越高，小魚運動的越快.
班主任引導中學生類推分子的運動與濕度的關系.
板書：
分子的運動快慢與物體的濕度有關：氣溫越高，分子運動越劇烈.
2.擴散現象
班主任請中學生做實驗：將紅墨水滴入兩杯不同水溫的清水中，觀察水顏色變化的快慢.（進一步加強學生理解分子的運動快慢與濕度有關.）
班主任順便介紹，兩種不同物質互相接觸時，彼此步入對方的現象稱作擴散現象.
實驗演示：班主任演示教材P3頁《演示》中的二氧化硫和空氣互融的實驗，并引導中學生思索為何最后兩個杯子的顏色顯得均勻了？
生：由于分子是運動的，二氧化碳分子做無規則運動時和前面杯子中的空氣相互接觸后彼此步入了對方.
師朋友們回答得挺好，下邊請你們按照自己的觀察舉例說明分子是在運動的.
生：（發言火爆）桂花開放時，十里飄香；路過做菜的臥室嗅到茄子味四溢而至；切大蒜時風味惡臭……
師擴散現象是分子的運動，這么擴散現象可以在什么物體間進行呢？請你們結合身邊的現象舉例加以說明.
中學生討論,并進行實驗：
（1）在課室噴空氣甜美劑，很快嗅到香氣（擴散現象可以在二氧化碳與二氧化碳間進行）；
（2）清水中滴入紅墨水，水變紅（擴散現象可以在液體與液體間進行）；
（3）堆滿煤的墻角不久變黑了（擴散現象可以在固體與固體間進行）.
班主任引導中學生歸納，并從上述實驗中得出推論:擴散現象可以在固體、液體或二氧化碳之間進行.
班主任總結：因為分子的這些運動跟氣溫有關，所以這些無規則運動稱作分子的熱運動.氣溫越高，分子熱運動越劇烈.
板書：
（1）擴散現象可以在固體、液體、氣體彼此間進行.
（2）擴散現象表明分子在不停地運動.
（3）分子熱運動與濕度有關.
例題2（多媒體展示）在剛才家裝好的臥室內，能嗅到強烈的甲醛味道，這是因為甲醛分子引起的.研究表明吸入或接觸甲醛會對人體引起多種害處，因而應盡量避開吸入或接觸甲醛.
解析：步入剛家裝完的臥室內，能嗅到強烈的甲醛味道，是因為甲醛分子在不停地做無規則運動的緣故，這些現象稱作擴散現象.
答案：無規則運動
課堂演習
完成本課時對應課堂練習.
知識點3分子間的斥力
1.分子間的引力
師既然分子在不停地運動，固體、液體分子為何不會飛飄動，而總是聚合在一起保持一定的容積呢？
班主任用多媒體展示講義4：使勁擠壓兩塊鉛柱，之后下邊加掛上重物的實驗.（參照教材P4頁《演示》）
中學生思索、討論.
班主任引導剖析，得出推論：分子間存在引力，正是這些引力才促使固體、液體保持一定的容積，使它們上面的分子不至于飄動.
板書：
分子之間存在引力.
2.分子間的作用力
班主任演示實驗：壓縮鉛塊、壓縮裝滿水的礦泉水的杯子.請中學生觀察并剖析為何固體、液體難被壓縮，之后得出推論.
生：物質處于固態和液態時,分子間還存在作用力，致使固體、液體很難被壓縮.
師是不是其他狀態下分子間就沒有引力和作用力呢？
生討論，師引導，作答：二氧化碳分子之間同樣有引力和作用力，只不過相對來說比較小.
師（班主任出示與彈簧聯接的2個小球）請你們閱讀教材P5頁第1自然段，類比老師手中的兩個與彈簧聯接的小球（如圖），理解分子間既有引力又有作用力，剖析分子之間的引力與作用力怎樣變化？
中學生按照小球寬度離的變化，感受分子之間斥力的表現形式.
分子間斥力的形象解釋：（多媒體展示）
分子間相當于有一個小彈簧聯接,當分子間的引力和作用力相等時,分子處于平衡位置(分子間大概相距10-10m);當有外力促使分子緊靠,使分子間的距離大于10-10m時,作用力小于引力,作用力起主要作用,以反抗外界的壓迫;當有外力拉伸,使分子間的距離小于10-10m時,引力起主要作用,以妨礙外力的拉伸;當分子寬度離很大時,就好象彈簧被扭斷了,引力作用力都顯得非常微弱,可以忽視不計.
師就中學生回答進行整理、歸納.
板書：
（1）當分子間的距離增大時，引力和作用力都減小，但作用力減小得少些，對外呈現出作用力.
（2）當分子間的距離減小時，引力和作用力都減少，但作用力減弱得快些，對外呈現出引力.
（3）假如分子相距很遠（10倍分子半徑），這么引力和作用力都顯得非常微弱，可以忽視.
例題3班主任用多媒體展示練習冊中對應題目，并針對性地講解.
3.用分子動理論的知識解釋固態、液態、氣態的微觀模型
師朋友們，請你們追憶下，我們在物態變化的章節學習中曉得了物質一般有幾種狀態？
生：有三種狀態，即固態、液態和氣態.
師那同種物質處于不同狀態時具有的化學性質相同嗎？
請舉例說明.
生：不同.比如水，當氣溫增加時，水結冰，氣溫下降時弄成水蒸汽.水結冰后變硬，有一定的形狀；弄成水蒸汽后容積顯著減小.并且液態水和水蒸汽都沒有形狀，具有流動性.
師回答得挺好.朋友們，請你們推測為何固、液、氣三態會具有這樣的宏觀特征？
生：這可能是與物質的分子的互相斥力（或分子之間的距離）有關.
師好，下邊，我們分組進行實驗闡述:
小組1：把一節蠟燭置于金屬筒中進行加熱使其溶化，接著冷卻，觀察由固態到液態，再到固態，容積有何變化？
小組2：把一塊冰磚（事先打算好，從冰柜里取出）倒入金屬筒中進行加熱使其溶化，接著倒入冰柜冷卻，觀察由固態到液態，再到固態，容積有何變化？
(中學生可以先推測假定，之后進行實驗探究，并得出推論.)
師大多數物質從液態變為固態時，容積變小.
注意：水例外，水結冰時容積變大.諸如，嚴寒的冬天，曝露在室內的自來水管因結冰而脹破.
(為了表示三態物質分子寬度離或排列情況的不同，須要構建一個實物模型.班主任可以參照右圖，并利用中學生在上課時、課間休息和課外活動三種情境進行類比，幫助中學生剖析、理解物質處在固態、液態和氣態時分子之間的互相斥力情況.)
板書：
物質的狀態變化時，容積發生變化，主要是因為構成物質的分子之間的距離及互相斥力（或分子排列方法）發生了變化.
例題4(多媒體展示)請朋友們思索并完成下述表格.
解析：
因為固態物質分子的排列非常緊密,液態物質分子次之,氣態物質分子分布很散,故固態物質有一定的容積和形狀,液態物質沒有固定的形狀,但有一定的容積,氣態物質沒有一定的形狀和容積,液態,氣態物質具有流動性.固態物質分子間的距離最小,分子間的斥力最強,液態物質次之,氣態物質分子寬度最大,分子間的斥力最弱.固態,液態物質不易被壓縮,氣態物質容易被壓縮.
答案：
班主任引導中學生總結分子動理論的相關知識，并進行板書.
板書：
分子動理論包括3個部份：
（1）常見物質是由大量分子、原子構成的；
（2）物質內的分子在不停地做熱運動；
（3）分子之間存在互相作用的引力和作用力.
課堂演習
完成本課時對應課堂練習.
【課堂交流、小結與延伸】
師朋友們，我們通過本節課的學習曉得了物質是由大量分子、原子構成的；分子在不停地做無規則運動；分子間存在引力和作用力.那些可以通過我們的視覺、嗅覺等感知的現象來推測下來.并且有些在生產、生活中得到了廣泛的應用,如洗衣粉置于冷水里比置于冰水中洗襪子時去污能力強.大家還有什么收獲呢？請互相交流、討論.
生1：通過學習，我明白了：分子的運動是一種熱運動，可以通過它對外的現象彰顯下來.
生2：掃地時，看見塵土飛揚，這是分子運動嗎？
師這個問題提得好，這不是分子的運動，由于分子的運動是不須要外部提供條件，它是每時每刻都在運動，是自身的無規則運動，但是分子是看不見的.塵土飛揚是污垢顆粒在外界的驅動力作用下被動地運動.
生3：擴散現象可以在固體、液體和二氧化碳之間進行，但我們一般覺得到二氧化碳之間進行的速率很快，如三月桂花開放時，十里飄香.而固體、液體之間卻沒有那么快，這又是為何？
生4：既然說不同的分子之間可以擴散，那分子之間是不是有間隙？
生5：物質的分子間既有引力又有作用力，為何沒有抵消呢？
師朋友們說得挺好，課后大家可以依照剛剛自己提出的問題去探究，找到正確的答案.
【教師結束語】
朋友們，我們通過這節課的學習，除了收獲不少知識，更重要的是學會了一種研究問題的方式——轉換法和類比法.通過直接感知的現象，猜想難以直接感知的事實，這是數學學中常用的一種方式.分子熱運動的知識在生產,生活中也有廣泛的應用,只要你們平常多關注生活,留意觀察生活中的現象,潛心思索,能夠輕松地學好化學.好，感謝你們！
課后作業
完成本課時對應課后練習.
1.為加深中學生對擴散這個常見現象的探究興趣，我設計了中學生熟悉的紅墨水在水底擴散的實驗.化學始于生活，服務于生活，讓中學生了解和分子熱運動有關的現代科技，讓中學生列出擴散現象在生活中的有關實例.
2.本節須要考察的知識與技能要求較低但內容具象，在學習過程中，充分調動中學生的學習積極性，以中學生討論為主，之后在班主任引導的基礎上，運用“討論·實驗·探究·創新·反思”五位一體的教學模式，以“提出問題──進行類比──產生假說──剖析推測──實驗檢驗──得出推論”為主線的思維程度進行教學，利于培養中學生邏輯思維能力和歸納總結的能力.
3.本節課為了使中學生在學習過程中，對于分子運動情況及擴散現象有更具體、清晰的了解，在相關部份設計了多媒體講義.
4.在幫助學生理解分子間引力和作用力時，采用一種建模法，用彈簧聯接小球（類似分子），將具象的問題具體化，起到立竿見影的療效.
蒸發與分子動理論
蒸發的快慢與氣溫,表面積,表面空氣流速有關,這是宏觀誘因.
從微觀上來剖析:
（1）氣溫越高,分子運動越激烈,挪到空氣中的速率越快,蒸發越快.
（2）分子運動時,向下運動到表面繼續向下運動就可以從液體中下來.所以表面積越大,從表面向外運動的分子個數就越多,越容易蒸發.
（3）分子運動是無規則的,挪到空氣中的分子也會跑回到液體中,而且假如表面空氣流速比較大,很快就可以把跑出去的分子帶走,有利于旁邊的分子跑下來,這樣就有利于蒸發.
