2008新沪粤版《第十四章 内能与热机》课程资源

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1、2008新沪粤版《第十四章内能与热机》课程资源1．类比方法类比是一种由特殊到特殊或由一般到一般的推理，是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似，而推出它们在其他方面也可能相同或相似的逻辑推理方法。类比推理过程，一般是首先比较两个（或两类）不同的对象，找出它们的相同点或相似点，然后以此为根据把其中一对象的已有知识，推移到另一对象上去。在物理学研究历史中，类比具有重要作用。其一，类比是科学认识的一种重要方法。类比在科学认识中的价值为许多著名科学家所称道。物理学研究犹如登山，没有熟路可循，只能在已有的基础上一步一步

2、试探地摸索前进，每一步新的试探都要以已有的进展为立足点，在此过程中，类比方法就可以成为在已有知识的基础上进一步探索物理世界奥秘的一种有效方法。在物理学研究中借助于类比方法，把陌生的对象和熟悉的对象相比较，把未知的东西和已知的东西相比较，特别是在资料少到还不足以进行归纳推理和演绎推理的情况下，类比更是得天独厚，它可以扬长避短，充分发挥优势，为物理学家启发思路、提供线索，把物理学研究引向深入。其二，类比方法是提出科学假说、作出科学预言的重要途径。物理学发展史上的许多科学假说和科学预言都是运用类比方法而创立的。如卢瑟福把原子

3、与太阳系类比提出原子结构的太阳系模型，惠更斯把光与声类比提出光的波动性，狄拉克对正电子的预言，德布罗意对物质波的预言等。其三，应用类比方法，可获得重要的科学发现和科学发明。如薛定谔建立波动力学，把多普勒效应类比运用于光并成功解释天文学中的“红移”，现代物理中的威尔逊云室以及格尔塞的液态氢气泡室的发明等，都运用了类比方法。在物理教学中，运用类比方法可以引导学生自己获取知识。类比有助于提出假说、进行推测，有助于提出问题并设想解决问题的方向，有助于巩固已有的知识，把研究对象条理化、系统化，类比可激发学生探索的意向，引导学生进

4、行探索，使学习变成学生自觉积极的活动，发展学生的思维能力。有许多物理现象不能直接观察到，有不少物理概念比较抽象，有一些物理规律很不容易理解，这些给学生的学习带来了一定的困难。类比方法则能给这些抽象的事物赋予间接的直观形象，使研究对象具体化，把已知对象的明晰性和可理解性迁移到研究对象上去，使学生比较顺利地认识物理现象、形成物理概念和掌握物理规律。此外类比方法贯穿在物理学发展的历史中，许多物理学家都曾运用类比方法研究问题，教学中要注意领会、吸收和借鉴。2．硝化棉自制方法⑴取水槽两只，一只倒入冷水，另一只倒入32℃的温水，以

5、备反应时调节温度。⑵取小烧杯一只，先倒入浓硝酸10cm3，再倒入浓硫酸20cm3，用玻璃棒轻轻搅拌。用温度计测量混合酸液温度，高于或低于30℃可将小烧杯放入冷水槽或温水槽中调节。当温度稍低于30℃时，把2.5g脱脂棉放入酸液中，用玻璃棒不断搅拌，并使其温度保持在30℃左右。⑶脱脂棉经15min硝化后即成硝化棉。把硝化棉取出迅速放入清水中冲洗，直至酸性除尽（可用试纸检验）。⑷将水挤干，平整地敷在装有沸水的烧瓶上烘干，然后密封、干燥保存备用。硝化棉的质量好坏可以从下列方面判断：外观洁白，硝化纤维清楚地呈絮状；有一定弹性，富

6、有吸湿性；手感松软无颗粒状或条状；取少量硝化棉在空气中点燃时火焰明亮，燃烧过程极快，并会发出“忽”的一声，无残留灰分，在压缩空气引火仪中进行实验时，火光明亮无烟，效果很好。1．内能与热能对于内能，常见如下两种描述：①内能是指物体内部分子热运动的各种形式的动能（平动动能、转动动能和振动动能）以及分子间势能的总和。②内能是一个完全由系统的初、终状态所决定的物理量，它和所经历的途径无关，内能是系统的状态函数。上面只是从不同角度对内能的描述，二者是一致的。在初中阶段，考虑到学生的知识基础和接受能力，常常采用第①种描述。学生从分

7、子动理论出发，比较容易理解这种对内能的描述。其他书籍或资料中常常提及的热能，是内能的通俗说法，我们可以粗略地把它看作是大量的做无规则运动的分子所具有的能量。2．天然气的开发利用与西气东输工程为改善能源结构和人类生活环境，许多国家都经历了煤炭—石油—天然气的能源转换过程，开发利用天然气是世界能源发展的重要方向。更为迫切的现实问题是，我国石油产量已不能满足国民经济发展的需求，而我国天然气资源量超过38万亿立方米，大规模开发的前景看好，可以“以气补油”。我国西部地区天然气资源比较丰富，但对天然气的需求不大。东部是我国主要的用

8、气地区，但这一地区能源相当短缺，长江三角洲地区所需的大部分能源要从外地调入。根据经济发展预测，长江三角洲地区对天然气的需求量今后将大幅度增加。也就是说，我国天然气的源头在西部，而市场在东部，这一严重的供求不平衡，正是西气东输工程得以产生的现实基础。加快建设西气东输工程不仅直接影响到东部地区经济、社会的全面发展，而且可以将西部地区将