学生易搞错概念“温度、热量、内能”的剖析

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  在初中物理学习中,经常有相似概念的出现,学生因不理解这些概念而出现混淆是常有的事,这就要求教师进行深度剖析,并加以适当的练习,从而使学生深刻理解.
  下面以“温度、热量、内能”三个概念为例加以剖析.
  一、温度、热量、内能三个概念的不同之处
  温度是物体冷热的程度,它的实质是冷热程度的标志,其单位是摄氏度.内能是构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和,它的实质是能量,所以它的单位是焦耳.热量是热传递过程中内能转移的多少,它的实质是内能转移的量度,因它是能的多少,所以它的单位也是焦耳.
  二、温度、热量、内能三个概念之间的关系
  温度只是物体冷热的表象,内能才是它内部具有的能量的多少,而热量是物体向外或外界物体向内传输内能的多少.打一个比方吧“温度”就像一个有钱人华丽的外表,而“内能”就像这个有钱人具有的财富,“热量”则像这个有钱人收入或支出的财富.经过这一番比较学生会有一定的感悟的.接着教师再因势利导,说明内能是物体具有的能量,所以内能前面的修饰词是“具有”,一个物体温度越高,说明物体具有的内能愈多.而热量是热传递中高温物体“拿出”的内能即“放出”多少热量,低温物体“拿进”多少内能即“吸收”多少热量,所以热量前面的修饰词是“吸收”或“放出”,也就是说物体“不具有”“不含有”热量.
  三、需区分做功与热传递对改变物体内能的不同
  通过压缩引火仪实验和气体膨胀实验可以证明,做功可以改变物体内能,其外观表现是有力作用在物体上,且在力的方向上移动了一端距离.若对物体做功结果物体的温度升高,内能增加;若物体对外界做功温度降低,内能减少.而热传递是两个物体有温度差,高温物体遇到低温物体放出热量,内能减少.低温物体吸收热量,内能增加.因此,一个物体温度升高了,有两种可能或是向外界吸收了热量或是外界对物体做了功.一个物体温度降低了,也有两种可能或是向外界放出热量或是物体对外界做了功.
  四、需了解“热”字的含义
  “热”字的含义有三:(1)指“温度”,如今天天气很“热”;(2)指“内能”,如摩擦生“热”;(3)指“热量”,如热传递过程中,高温物体放“热”,低温物体吸“热”.
  五、巩固温度、热量、内能概念需做针对练习
  例1判断下列各题对与错.
  1.物体的温度越高,物体具有的内能越多.( )
  分析:物体的内能决定于三个因素:质量、温度、物态.该题中物体已确定,即质量、物态一定只是温度升高了,所以内能一定增加,所以此题正确.
  2.温度高的物体具有的内能一定多.( )
  分析:物体的内能决定于三个因素:质量、温度、物态.而温度高的物体,质量不一定大,所以内能不一定多,因此该题错误.
  3.温度高的物体一定吸收了热量.( )
  分析:温度高的物体若和外界不发生热传递也就不吸收热量,也可能是做功让其温度升高的,所以此题不正确.
  4温度高的物体具有的热量一定多.( )
  分析:物体具有的是内能,不具有热量,所以该题不正确.
  5.物体吸热温度一定升高.( )
  分析:晶体熔化和液体沸腾时都吸热但温度不变,所以该题不正确.
  6.物体温度升高了,一定是吸收了热量.( )
  分析:如果物体不发生热传递,即不吸热,可能只是做功让物体温度升高,所以该题错误.
  例2对热学概念的理解,下列选项正确的是( ).
  A.水的比热容是4.2×103J/(㎏℃),表示1㎏的水温度升高(降低)1℃吸收(放出)的热量
  B.热量是指物体具有能量的多少
  C.温度高的物体具有的内能一定多
  D.热值大的燃料完全燃烧放出的热量一定多
  分析:A选项是正确的.它反映了比热容的物理意义.B错误,原因是物体具有的是内能,不具有热量.C是错误,原因是温度高的物体质量不一定大,因此具有的内能不一定多.D错误,原因是燃料完全燃烧放出的热量与质量和热值都有关,所以错误.
  例3关于温度、热量、内能和做功,下列说法正确的是( ).
  A.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
  B.0℃的冰没有内能
  C.做功可以改变物体的内能
  D.物体放出热量时,温度一定降低
  分析:A错误,原因是物体内能增加也可能是外界对物体做了功.B错误,原因是0℃的冰也具有内能.C是正确.D错误,原因是晶体凝固时放热,但温度不变.
  总之,在物理学习中,学生只有善于理顺概念之间的区别与联系,善于总结,才能正确应用物理概念或物理知识解决实际问题.
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