第十六章热和能
第一节《分子热运动》
【学习目标】
1、知识与技能
1）知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；
2）能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释；
3）知道分子热运动的快慢与温度的关系；
4）知道分子之间存在相互作用力；
5）通过对演示实验的观察，提高学生的观察实验能力。
2、过程与方法
从宏观现象推论分子特征，渗透物理学的研究方法，并培养学生想象力。
3、情感态度与价值观
用演示实验激发学生对大千世界的兴趣，使学生了解通过直接感知的现象，可以认识无法直接感知的事实。
【重点】
分子的热运动
【难点】
通过直接感知的现象推测无法直接感知的事实
【教学过程】
一、课前预习：
⒈宇宙是由 组成的，物质是由 组成的，分子是由 组成的，原子是由
和 组成的，原子核是由更小的微粒 和 组成的。
2.分子是保持____的微小粒子，直径大约为____米. 这么小的分子，不仅用肉眼不能看到，而且一般显微镜也不能看到。电子显微镜可以帮助我们观察分子。（参考课本P5）
3．纳米是一个____单位，1纳米=____米，头发丝的直径大约是________微米.
3、多数物质从液态变为固态时体积 （选填“变大”、“变小”、“不变”，下同），液态变为气态时体积 ，产生这种现象的原因是 。
4. 我们打开桌子上放的香水瓶或打开酒瓶，有什么感觉?
二、进行新课
导入新课
我们生活的世界中，充满着各种各样的物质，物质是由分子组成的。分子的体积很小，我们用肉眼看不到。那我们怎么能知道分子是否运动?（学生讨论，老师点评）
我们打开桌子上放的香水瓶或打开酒瓶，有什么感觉?（学生回答）
为什么能闻到香水的香味或酒味? （学生回答，点评）
这个现象说明分子是 。
（一）扩散现象
下面我们再来通过实验证实分子是运动的。
往盛有水的烧杯中，滴入红墨水，过一会儿，观察到 现象。
我们上面做的实验是一种扩散现象。即不同的物质在接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。
在我们日常生活中，扩散现象很常见。请举出几个例子，看谁观察得细致。（参考课本P124演示）
通过所举例子我们可以看出扩散能发生在 体和 体之间、 体和 体之间。
科学家们把磨得很光的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1 mm深。这说明扩散也可以在 体和 体之间发生。
在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的凉水。用滴管分别在两个杯底注入一滴墨水，比较两杯中墨水的扩散现象有什么不同。
（P125）想想议议：
1）
2）
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。
（二）分子间的作用力
这是一个铅块，我们知道它是由 组成的，组成它的分子在不停地运动着，那么为什么铅块没有飞散开?是什么原因使它们聚合在一起呢?（学生讨论）
是分子间的引力作用使铅分子聚合在一起的。
[演示实验]
将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，如图（a）两块铅就会结合起来，下面吊一个重物都不能把它们分开。这个实验表明 。
分子间的引力使得固体和液体能保持一定的体积，那么，我想把粉笔压缩得短一些，容易做到吗?为什么? （学生讨论）
因为分子之间还存在另一种作用力??斥力。正是由于斥力的存在，使得分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩。
请看课本图16．1-6
分子之间既有引力又有斥力，这就好像被弹簧连着的小球。当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。
（三）课堂收获：（学生回答）（板书）
1、扩散现象
（1）概念：不同的物质在接触时彼此进入对方的现象
（2）原因：分子无规则运动所导致的
（3）热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子的运动跟温度有关
2、分子间的作用力
（1）分子间既有引力又有斥力
（2）当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力
（3）当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力
（4）当分子间的距离很远时，作用力就变得十分微弱，忽略。
（四）讲堂练习：P126动手动脑学物理 2、3、4
（五）作业布置：
一、自我检测
1.(2010山东临沂模拟)有些房间是用一种含有甲醛的板材装饰的，甲醛是一种有毒的化学物质，进入这种房间就会闻到甲醛的气味，这说明甲醛分子是____________的。所以人们不选用环保材料装饰房间。
1.(2010广东梅州模拟)分子动理论的初步知识：物质是由____________组成的；分子都在不停地做__________运动；分子间存在相互作用的引力和____________力。
2.(2010江苏盐城模拟)炒菜时，香气四处飘逸，这表明____________；铁丝很难被拉断，表明分子间存在____________力。
3.如图16-1-1所示，在盛有热水和冷水的两个玻璃杯中，同时分别小心地滴入两滴墨水，不要搅动杯子中的水，观察到的现象是：____________。现象表明：温度越高，____________过程越快。出现这一现象的原因是：温度越高，分子____________越剧烈造成的。
图16-1-1
4.(2010浙江台州模拟)小明学习了科学以后，对抽烟的爸爸说：“吸烟有害健康。我和妈妈都在被动吸烟。”小明这样说的科学依据是（ ）
A.分子很小 B.分子在不断运动
C.分子之间有间隙 D.分子之间有作用力
5.(2010山东泰安模拟)如图16-1-2所示，上、下两个广口瓶分别装有空气和二氧化氮气体，中间用玻璃板隔开，抽去玻璃后（ ）
图16-1-2
A.二氧化氮向上方扩散，空气不会向下方扩散
B.空气向下方扩散，二氧化氮不会向上方扩散
C.空气和二氧化氮将同时向对方扩散
D.当两种气体分布均匀后，分子就不会向上或向下运动了
1.分子的热运动是指（ ）
A.少数分子的无规则运动 B.一个分子的无规则运动
C.温度较高的分子运动 D.大量分子的无规则运动
2.(2010江苏无锡模拟)下列现象中，能用分子热运动知识来解释的是（ ）
A.春天，柳絮飞扬 B.夏天，槐花飘香
C.秋天，落叶飘零 D.冬天，雪花飘飘
3.固体和液体很难被压缩，其原因是（ ）
A.分子间存在着斥力 B.分子间存在着引力
C.分子在不停地做无规则运动 D.分子间无间隙
4.一升水和一升酒精混合后搅拌，它们的体积小于两升，对于这种现象解释比较合理的是（ ）
A.水和酒精发生了化学反应 B.分子之间存在间隙，一种分子渗入另一种分子中间
C.分子之间存在引力 D.扩散现象
5.我们通常吃的咸鸭蛋，其实是用鸭蛋腌制而成的。有的地方是将食盐和黄泥以适当比例混合后加水和成泥，裹在鸭蛋表面，十天或半月后鸭蛋就变咸了。下面分析正确的（ ）
A.只有蛋壳有裂缝的蛋才变咸 B.加黄土的目的是将蛋壳腐蚀，使蛋壳变得十分薄
C.此实例说明固体分子间也可发生扩散 D.此方法不能腌制鸭蛋
6.打碎的玻璃对在一起不能“破镜重圆”，其原因是（ ）
A.分子间的作用力因玻璃打碎而消失 B.玻璃表面太光滑
C.玻璃分子间只有斥力没有引力 D.玻璃碎片间的距离太大，大于分子间发生相互吸引的距离
7.分子间的____________力和____________力是同时存在的，当分子间的距离很小时，作用力表现为____________力，当分子间的距离稍大时，作用力表现为____________力。我们常说铁丝很难被拉断是因为分子间有____________力，同时铁块很难被压缩说明分子间还有____________力。通常固体、液体分子间的作用力比气体间的作用力要____________。
8.气体容易被压缩，是由于气体分子间的____________；但气体也不能无限制地被压缩，是由于分子间存在____________的缘故。
9.(2010山东临沂模拟)煤气是生活中常用的一种燃料，它是无色无味的气体。为了安全，在煤气中添加了一种有特殊气味的气体，一旦发生煤气泄漏，人很快就能闻到这种气味，及时排除危险。这一事例说明气体分子____________。
10.煮茶蛋时，蛋壳很快染上了茶色，把蛋放入凉茶中却不会那么快染上茶色。这一现象说明____________，分子运动越____________。
11.“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，对于前一句，从物理学的角度可以理解为：花朵分泌的芳香油分子____________加快，说明当时周边的气温突然____________。
12.如图16-1-3甲，将两个干净、平整的铅块紧紧挤压在一起，下面可以吊一个重物。如图16-1-3乙，用弹簧测力计将玻璃拉离水面时，弹簧测力计的示数有明显变化。以上两种现象共同表明：____________。
图16-1-3
14.烧菜时，老远就能闻到菜的香味；当菜凉了以后，香味渐渐减小，这是为什么？
15.鸡蛋“散黄”是什么现象？为什么夏天的鸡蛋比冬天的鸡蛋容易“散黄”?
（二）预习内容：第二节内能
1.__________ ____叫做动能，运动物体的_____越大，______越大，动能就越大。一切______________的物体都具有动能。物质是由______________组成的，一切物质的分子都在不停地做______________的运动。综合以上知识，你猜想：分子应该____________填“具有”或“没有”）动能。
2.______ ________叫做重力势能，_______ _______叫做弹性势能。分子之间既有_____力又有____力，这就好像被弹簧连着的小球（P126图16.1-6），当分子间的距离很小时，作用力表现为______力；分子间的距离稍大时，作用力表现为____力。从能量的角度分析：物体发生弹性形变时具有_______能，类似地，互相吸引或排斥的分子由于运动会经常偏离其平衡位置，你猜想：分子应该______________（填“具有”或“没有”）势能。
3.物体内部所有分子_________的动能与________能的总和叫做物体的内能。一切物体都具有内能，同一个物体，温度越高，分子热运动越_______，内能就越_____。
4）为什么物体温度降低时，内能会减少？
5、南极洲的冰川 内能（选填“具有”或“不具有”），古人钻木取火是通过 的方式来改变物体内能的。
6、许多同学喜欢吃烤肉串，用炭火烤肉串的过程是利用 的方式增加肉的内能的，但科学表明，经常吃烧烤食品有害健康。
教后反思：
第二节 内能
【学习目标】
1、知识与技能
1）了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。
2）知道热传递可以改变物体的内能。
3）知 道热传递过程中，所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。
4）知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事 例。
2、过程与方法
1）通过探究、观察、实验找到改变物体内能的两种方法。
2）通过演 示实验说明做功与物体内能的变化关系。
3）通过查找资料，了解地球的“温室效应”。
3、情感态度与价值观
1）通过探究使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。
2）通过演示实验培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功和内能变化的关系。
3）通过分析、类比、学会用类比的方法研究问题。培养良好的科学态度和求实精神，帮助学生树立勇攀科学高峰的理想和志向。
【教学重点】
内能概念的建立；改变物体内能的方法。
【教学难点】
理解内能与温度的关系。
【教学过程】
一、课前小测：
1.物质是由______组成的；一切物体的分子都在不停的做_______________；.大量分子的无规则运动跟_______有关，所以这种无规则运动叫做_______._______越高，分子的热运动越_______.
2.生活中为了增加菜的味道，炒菜时要往菜中加盐和味精，腌菜时也要加入盐和味精，盐和味精在_________时候溶化地快，这是因为炒菜时的温度比腌菜时的温度_______，分子_______的缘故.
3. 分子间存在着相互作用的_______和_______，当分子间的距离很小时，作用力表现为_______；当分子间的距离稍大时，作用力表现为_______；如果分子相距很远，作用力就变得_______.两滴水银相互接触时能自动结合成一滴较大的水银，这一事实说明分子间存在_______.
4.把磨得很光的两块不同金属紧压在一起，经很长时间后，可以看到它们相互渗入对方，这是由于固体分子在_______的缘故.液体很难被压缩，这是由于分子间存在_______.
二、进行新课：
引入新课：
P126 想想议议：装着开水的暖水瓶有时会把瓶盖弹起来，推动瓶盖的能量来自哪里？
（一）内能（学生讨论）（类比法）
1）__________ ____叫做动能，运动物体的_____越大，______越大，动能就越大。一切______________的物体都具有动能。物质是由______________组成的，一切物质的分子都在不停地做______________的运动。综合以上知识，你猜想：分子应该____________填“具有”或“没有”）动能。
2）______ ________叫做重力势能，_______ _______叫做弹性势能。分子之间既有_____力又有____力，这就好像被弹簧连着的小球（P126图16.1-6），当分子间的距离很小时，作用力表现为______力；分子间的距离稍大时，作用力表现为____力。从能量的角度分析：物体发生弹性形变时具有_______能，类似地，互相吸引或排斥的分子由于运动会经常偏离其平衡位置，你猜想：分子应该______________（填“具有”或“没有”）势能。
3）物体内部所有分子_________的动能与________能的总和叫做物体的内能。一切物体都具有内能，同一个物体，温度越高，分子热运动越_______，内能就越_____。
4）为什么物体温度降低时，内能会减少？
5）内能和机械能的区别（老师点拔）
物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。物体内部的每一个分子都在运动， 都受分子作用力，但每单个分子的动能和势能，不是物体的内能。内能是指物体所有分子无规则运动的动能和势能的总和。内能也不同于机械能。物体的动能跟物体的速度有关，物体的重力势能跟物体被举起的高度有关。一个钢球是否运动，是否被举高，这只能影响钢球的机械能，并不是能改变钢球内分子无规则运动的动能和势能。那么物体的内能跟什么有关呢？
实 验演示：取三只烧杯，分别倒入冷水、温水和热水，然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁，观察比较三只杯内墨扩散的快慢。
实验结果表明：温度越高，扩散过程越快。扩散得快，说明分子无规则运动的速度大，即分子无规则运动激烈。
因此：物体的内能跟温度有关。温度升高时，物体的内能增加。温度降低时，物体的内能减小。正是由于内能跟温度有关，人们常常把物体的内能叫做热能，把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
6）解释：一切物体，不论湿度高低，都具有内能。这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着。炽热的铁水，温度很高，分子 运动激烈，它具有内能。冰冷的冰块，温度虽低，其内部分子仍在做无规则运动，它也具有内能。
学生讨论P126想想议议（过渡）
（二）物体内能的改变
1）P126想想做做（学生回答）
2）讨论：热传递发生的条件是什么？什么是热量？发生热传递的两个物体的内能是如何变化的？
3）演示：P129图16.2-5,讨论：外界对物体做功，物体的内能怎样；物体对外界做功，物体的内能怎样？
4）改变内能的方法：A、热传递 B、做功
（三）学生阅读：地球的温室效应
1）什么是温室效应？
2）产生温室效应的原因是什么？
（四）、课堂收获：（学生回答）（板书）
1、内能
1）概念：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能
2）内能与湿度的关系：一切物体，不论湿度高低，都具有内能。
2、物体内能的改变
改变内能的方法：A、热传递 B、做功
3、地球的温室效应
1）什么是温室效应？
2）产生温室效应的原因是什么？
（五）、讲堂练习：P130动手动脑学物理 1、2、3、4
（六）、作业布置：
一自我检测
1．热水和冷水混合时，______水放出热量，一直到热水与冷水的 ________相同时为止。
2．物体的温度升高，表明物体的内能_____,物体内大量分子无规则运动的速度______(填“变”“增大”或“减小”)
3．物体内部所有分子做无规则运动的动能和___________的总和,叫做物体的______能
4．“八月桂花遍地开”时很远就能闻到桂花的芳香,这是一种______现象，说明____________
5．改变物体内能的两种方式是__________和_________。但其实质不同，__________是物体之间内能的转移，而___________是实现内能与其他形式的能的转变。
6．火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，前者是用_____的方法使火柴燃烧，后者是用________的方法使它燃烧。
7.(2010江苏无锡模拟)冬天在室外用双手互相摩擦或者用嘴对着手呵气均可使手发热，前者是通过的方式增加了手的内能；后者是通过______________的方式增加了手的内能。
8.在物理学中，“热”有热量、内能、温度等含义，请写出下面几种情形中“热”字的含义：
（1）这盆水很热：____________________（2）物体吸热升温：________________________
（3）摩擦生热：______________ （4）温度不同的两个物体之间可以发生热传递：_______________________
（5）这杯水热得烫手：____________________________
9.写出以下物理量的国际单位：
功：______________动能：______________内能：______________热量：_____________
10.高空中飞行的飞机具___有能、______能、还具有______能；飞机停在机场上时，仍然具有_______能。
11.如图16-2-2所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放入一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下，可使棉花______________，这是因为______________，使______________的内能增加，温度升高，达到棉花的______________,使棉花燃烧。若将活塞缓慢压下去，______________ (填“能”或“不能”)看到此现象。
图16-2-2
12．关于能量转化说法正确的是 ( )
A.砂轮磨刀有内能转化为动能 B.陨石进入大气层成为流星时内能转化为机械能
C.壶中水沸腾时壶盖跳动是水的动能转化为壶的动能 D.给自行车打气气筒发热机械能转化为内能
13．关于物体内能的改变，下列正确的是 ( )
A.物体对外做功物体内能减少 B.物体吸收热量物体内能一定减小
C.对物体做功时，物体内能一定减少 D.物体放热时，物体内能一定增加
14．下面现象中，属于内能转化为机械能的现象是( )
A、两决块相互摩擦，冰块熔化 B、水蒸汽推动活塞做功
C、压缩气体，温度升高 D、用太阳灶烧水
15.若一个物体放出热量，那么它的温度将（ ）
A.一定降低 B.一定升高 C.可能不变 D.一定不变
16.下列说法正确的是（ ）
A.物体不吸收热量，温度也可以升高 B.物体内能增大时，温度一定升高
C.物体温度升高，一定是吸收了热量 D.物体的内能减少，一定是物体对外做功
17.(2010山西太原模拟)飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内气压低。要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内。在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的（ ）
A.温度升高，内能增加 B.温度降低，内能减少
C.温度升高，内能减少 D.温度降低，内能增加
18.如图16-2-1所示的四幅图中，不是利用做功方式来改变物体内能的是（ ）
图16-2-1
19.在下列过程中，属于通过热传递使物体内能减少的是（ ）
A.用天然气烧水，水温不断升高 B.用打气筒打气，气筒壁发热
C.装入暖水瓶内的开水过一段时间会变凉 D.用锯条锯木头时，锯条发热
20.(2010广东广州模拟)下列现象中哪一个是通过做功让物体的内能增加的（ ）
A.两手相互摩擦，手的温度升高 B.用煤气炉给水加热
C.用灌了热水的热水袋取暖 D.冬天太阳下的人会觉得温暖
21.关于温度、热量、内能的关系，下列说法中正确的是（ ）
A.温度高的物体一定比温度低的物体热量多 B.物体的内能减少，一定放出热量
C.物体的温度升高，它的内能增大 D.物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量
22.找一段金属丝，把它弄弯再弄直，这样反复几次后，用手摸一下弯折的地方，你会感到被弯折的地方的温度发生了怎样的变化？请解释这一现象。
23.小明学习内能的知识后认为：“物体内部的分子由于运动而具有分子动能，由于存在相互作用的引力和斥力而具有分子势能。动能和势能又统称为机械能，所以物体内部分子具有的能量，实际上就是机械能。内能只是机械能的一种。”你认为他的这种观点对吗？请发表你的看法。
24.在粗糙的水平地面上，一辆小车以200 J的动能开始运动，运动一段距离后停下来，动能变为零，试问这200 J的动能是否消失了？
二、预习内容
1.在热传递过程中，______叫做热量，物体吸收热量，内能会_________，热量的单位是______________。
2.我们都有这样的经验：烧开一壶水比烧开半壶水所需要的热量要____________，把一壶水烧开比烧成温水所需要的热量要___________，可见，对水来说，吸收热量的多少与水的____________和_____________有关。
3.根据你的生活经验猜想：物体吸收热量的多少可能与哪些因素有关？
（七）教后反思
第三节比热容
【学习目标】
1、知识与技能
1）了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性。
2）知道水的比热容较大，知道这一特点在生活中的一些应用。
3）尝试用比热容解释简单的自然现象。
2、过程与方法
1）通过探究，比较不同物质的吸热能力，使学生从实验中领悟比热容是如何影响物体温度的变化的，学会运用所学的知识分析解决实际问题。
2）通过设计、进行实验，让学生体会控制变量法在科学探究中的应用。
3）通过阅读“气候与热污染”，了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，认识什么是“热岛效应”，并进一步认识到科学技术是一把双刃剑。
3、情感态度与价值观
1）使学生学会与他人合作并产生与他人交流的愿望。
2）利用探究性学习活动培养学生自己动脑想办法解决问题的能力。
3）通过对比热容的探究学习，使学生保持对自然的好奇心，对科学的求知欲，乐于探索自然规律，逐步形成实事求是的科学态度。
【教学重点】
通过探究实验得出比热容的概念并联系社会生活应用其分析解决一些简单问题。
【教学难点】
理解比热容概念并能利用它解释有关现 象．
【教学过程】
一、课前小测
1．热水和冷水混合时，______水放出热量，一直到热水与冷水的 ________相同时为止。
2．物体的温度升高，表明物体的内能_____,物体内大量分子无规则运动的速度______(填“变”“增大”或“减小”)
3．物体内部所有分子做无规则运动的动能和___________的总和,叫做物体的______能
4．火柴可以点燃，也可以擦燃。前者是用 的方法使火柴燃烧起来，后者是用 的方法使火柴燃烧起来，这两种方法都可以用来改变物体的 。用热传递的方法来改变物体的内能，实际上是 从一个物体 到另一个物体的过程，热量表示热传递过程中物体内能的 。
二、进行新课：
引入新课：
炎热夏天的傍晚，有两个小胖子在海边游玩，为了纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到海中去，乙则认为在岸上散步更凉爽，你认为谁的意见对？（学生讨论）
同学们有这么多猜想，到底谁的想法正确呢？学习本节知识后你自然会明白。
（一）物质的吸热的能力
问题1：同学们在生活中一定烧过水，一壶水容易烧开还是半壶水容易烧开？将一壶水烧开与烧热，哪个需要时间长？烧水时，水吸收的热量可能与哪些因素有关？有什么关系？请同学们猜想一下。
讨论结果：
结论：
问题2：对于不同的物质，例如，水、沙子、煤油，如果它们的质量相同，温度升高的度数也一样，它们吸收的热量是否相同？
（二）探究不同物质的吸热能力
1．说明：吸收热量多少、或温度变化多少，都反映了物质吸热能力的大小。怎样比较不同物质的吸热能力？
让学生口头表述自己的设计思路。
①用相同质量的水和食用油，加热相同时间，比较它们温度升高的多少。温度升高越小，说明吸热能力越强。
②用相同质量的水和食用油，温度升高相同时，比较它们加热时间的长短。加热时间越长，说明吸热能力越强。
2．学生参考P131探究内容，边讨论边合作设计实验方案。
水和食用油到底谁的吸热能力更强呢？
实验方案：取质量相等的水和食用油，装在相同的容器中，放在同一加热板上用酒精灯加热，如图所示。加热相同的时间（提供给它们相同的热量），比较升高的温度。
设置问题：1.怎样获得质量相同的水和食用油？
2.怎样测出它们的温度？
3.怎样确定它们吸收了相同的热量
把观察到现象记录到表格中：
水食用油
升高的温度℃
①等质量的水和食用油加热相同的时间（吸收相同的热量）
结论：
问题：如果让水也升高和食用油同样的温度，如何做？
把实验数据记在下面的表格里。
水食用油
加热的时（min）
②质量相同的水和食用油升高相同的温度
结论：
可见，物体吸收热量得多少，不仅与物体的质量，和升高的温度有关，还与物体的种类有关。为描述不同物质的吸热能力物理上引入一个新的物理量叫做比热容。
（三）比热容
1.定义：单位质量的物质，温度升高1℃所吸收的热量来描述物质吸收热量的能力叫做比热容。
2.符号：C
3.单位：J/(kg. ℃)
4.意义：描述1千克物质升高1℃吸收热的多少。描述物质的一种吸热能力，是物质的一种特性。
因为1kg某种物质温度降低1℃放出的热量和它温度升高1℃吸收的热量相等，因此比热容也可描述物质的放热能力
５、观察比热容表，总结特点
①比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同，同一种物质的比热容不随质量、形状、温度而改变。
②同一物质的比热容与状态有关，如水和冰
③水的比热最大，说明水的吸热能力和放热能力最强
④大多数液体的比热容比固体的比热容大
6、解释现象
问题：1.P132想想议议（学生回答）
2．为什么司机用水冷却汽车发动机？
3．为什么夏天到海滨去避暑？
（四）热量的计算
1、P133想想议议（学生完成）
2、强调公式
（五）气候与热污染
1、海边与沙漠的气候有什么区别？
2、什么是热岛效应？
3控制热污染的措施是什么？
（六）、课堂收获：（学生回答）（板书）
1、探究不同物质的吸热能力
2、比热容
1）定义：单位质量的物质，温度升高1℃所吸收的热量来描述物质吸收热量的能力叫做比热容。
2）符号：C
3）单位：J/(kg. ℃)
4）意义：描述1千克物质升高1℃吸收热的多少。描述物质的一种吸热能力，是物质的一种特性。
５）观察比热容表，总结特点
①比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同，同一种物质的比热容不随质量、形状、温度而改变。
②同一物质的比热容与状态有关，如水和冰
③水的比热最大，说明水的吸热能力和放热能力最强
④大多数液体的比热容比固体的比热容大
3、热量的计算
4、气候与热污染
1）海边与沙漠的气候有什么区别？
2）什么是热岛效应？
3）控制热污染的措施是什么？
（七）、讲堂练习：P134动手动脑学物理 1、2、3、4
（八）、作业布置：
一自我检测
1．比热容是指单位质量的物质___ ___吸收的热量，比热容是物质的_____之一，它的单位符号是：____，它的国际单位是__ ____。每种物质都有自己的比热容，从比热容表中可以看出：_______的比热容最大，其比热容值是___________，它所表示的物理意义是_________ ___________________。
2．1千克的水温度升高1℃，吸收的热量是______；降低1℃，放出的热量是______。
3．散热设备中常常用水来做冷却剂，是因为____ __。
4．某同学用如图16-3-1所示的实验装置来研究“不同物质的吸热能力”。他分别在两个杯子里盛____________相同的水和煤油，用相同的电加热器加热，其目的是为了使水和煤油每秒钟______________是相同的。通电时间越长，________就越多。用温度计测量两种液体的温度变化，使水和煤油的温度升高；比较所用的加热时间，即比较质量相同的水和煤油在温度升高的度数相同时，水和煤油_________是否相同。
图16-3-1
5.物体吸收热量的计算公式是：______________。物体放出热量的计算公式是：___________。分析这两个公式可知：物体吸收或放出热量的多少与物体的_____________、____________和温度升高或降低的多少有关。
二、选择题
6．沙漠地带早晚温差很大的原因是 [ ]
A．沙子的比热容比较大 B．沙子的比热容比较小 C．沙子是热的良导体 D．沙子是冷的不良导体
7．将一块铁切去一半，没有变化的物理量是 [ ]
A．体积 B．质量 C．比热容 D．重力
8．关于比热容，下列说法中正确的是[ ]
A．比热容是物质的一种特性，所以比热不会随物体温度的变化而变化
B．比热容是物质的一种特性，所以不同质量的同种物质升高相同的温度，吸收的热量相等
C．比热容是物质的一种特性，所以同种物质升高不同的温度，吸收的热量相等
D．比热容是物质的一种特性，所以不同物质吸收或者放出的热量不可能相等
9.物理学中引入比热容的概念，是为了比较（ ）
A.相同质量的不同物体，升高相同的温度，吸收热量不同
B.相同质量的不同物体，吸收不同的热量，升高温度不同
C.不同质量的相同物质，升高相同的温度，吸收热量不同
D.不同质量的相同物质，吸收相同的热量，升高温度不同
10.将质量、初温分别相等的铁块和铝块（c铁?c铝）放在沸水里煮较长一段时间，比较它们吸收热量的多少，则（ ）
A.铁块吸收的热量多 B.铝块吸收的热量多 C.铁块、铝块吸收的热量一样多 D.无法判定
11.(2010湖北武汉模拟)关于比热容，下列说法正确的是（ ）
A.物体吸收的热量越多，比热容越大 B.物体的温度越高，比热容越大
C.物质的比热容与它的质量、温度的变化、吸收或放出的热量的多少无关
D.由于水比干泥土的比热容大，所以内陆地区在一天之内气温的变化比沿海地区小
12.(2010江苏无锡模拟，29)小明阅读了比热容表后，得出了一些结论，其中错误的是（ ）
水4.2×103J/(kg?℃)干泥土0.84×103J/(kg?℃)
冰2.1×103J/(kg?℃)铜0.39×103J/(kg?℃)
煤油2.1×103J/(kg?℃)铅0.13×103J/(kg?℃)
水银0.14×103J/(kg?℃)砂石0.92×103J/(kg?℃)
A.沿海地区昼夜温差比内陆地区小 B.同种物质在不同状态下，其比热容不同
C.质量相同的铜块和铅块，升高相同的温度，铜块吸热多 D.液体的比热容都比固体大
13.质量相同、温度相同的铁块和铜块(c铁＞c铜)，放出相同的热量后，将它们互相接触，则（ ）
A.热量将由铁块传给铜块 B.温度将由铁块传给铜块
C.热量将由铜块传给铁块 D.由于放出相同热量，所以它们之间不会发生热传递
14.(2010北京西城模拟)铜的比热容是铅的比热容的3倍。质量相同的铜块和铅块，若它们升高的温度之比为1∶2，则它们吸热之比为（ ）
A.2∶3 B.3∶2 C.6∶1 D.1∶6
15.质量是100 g，温度是10 ℃的铁块，温度升高30 ℃，需要吸收多少焦的热量？
16.(2010北京顺义模拟，50)一个温度是40 ℃的铁球，吸收2.3×103 J的热量后，温度上升到90 ℃，求铁球的质量。〔铁的比热容是0.46×103 J/(kg?℃)〕
17.(2010辽宁大连模拟)小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉，同样的太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？小明想：是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。
小明在两个相同玻璃杯中分别装上了相同质量的沙子和海水，用一个100 W白炽灯照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值，记录的数据如下表所示。
照射时间/min024681012
温度/℃海水31.031.632.132.532.833.033.1
沙子31.032.533.834.835.836.036.3
（1）小明探究的物理问题是什么？
（2）小明根据收集到的数据在方格纸上画出了海水的温度变化随时间变化的图象，如图16-3-2所示，请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图象。
图16-3-2
（3）分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图象，你能得出什么探究结论？
（4）小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”，请你用简略的语言从日常生活或自然中举出一个类似的现象。
二、预习内容
1.一个物体温度降低，内能减小，原因可能是它对外进行热传递，也可能是它对外_____。如果是后者，则能量间的转化情况为：物体________的能转化为_________能。
2.如图16-4-1所示，在大玻璃瓶内有一些水，往瓶内不断打气，过一会你会看到的现象是_____________。出现这种现象的原因是_______________________________________。
图16-4-1
3、热机是将 能转化为 能的机械.内燃机的四个冲程依次是_____________、_____________、_____________、_____________。
4、1 kg某种燃料_____________燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值的单位是_____________。对气体燃料来说，热值是指1 m3的某种燃料_____________燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，它的单位是_____________。
5、 与 之比叫做热机的效率，热机的效率总是 。
（九）教学反思：
第四节热机
【学习目标】
1．知识与技能
1）了解四冲程汽油机的基本工作原理．
2）从能量转化的角度认识燃料的热值．
3）了解内能的利用在人类发展史上的重要意义．
4）通过能量的转化和转移，认识热机效率．
2．过程与方法
1)通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功．
2)利用动画、图片或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理．
3)通过阅读“科学世界”了解现代汽车的一些常识．
4)通过学生讨论了解燃料的热值和热机效率．
3．情感态度与价值观
通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力．
【教学重点】
汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值．
【教学难点】
热机中的能量转化及损失，了解热机效率。
【教学过程】
一、课前小测
1．比热容是指单位质量的物质___ ___吸收的热量，比热容是物质的_____之一，它的单位符号是：____，它的国际单位是__ ____。每种物质都有自己的比热容，从比热容表中可以看出：_______的比热容最大，其比热容值是___________，它所表示的物理意义是_________ ___________________。
2．1千克的水温度升高1℃，吸收的热量是______；降低1℃，放出的热量是______。
3．散热设备中常常用水来做冷却剂，是因为____ __。
4.物体吸收热量的计算公式是：______________。物体放出热量的计算公式是：___________。分析这两个公式可知：物体吸收或放出热量的多少与物体的_____________、____________和温度升高或降低的多少有关。
5.(2010北京顺义模拟，50)一个温度是40 ℃的铁球，吸收2.3×103 J的热量后，温度上升到90 ℃，求铁球的质量。〔铁的比热容是0.46×103 J/(kg?℃)〕
二、进行新课：
引入新课：
演示实验：从老师的实验得到什么启示，猜想可能是由于水烧开后，产生大量高温的水蒸气在试管内膨胀对塞子，从而将壶盖顶起，实现了内能向机械能的转化。
（一）汽油机
1、结合自学，学生回答如下内容
①构造有哪些？
进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。（介绍名称的同时，介绍各部分的功能）
什么叫冲程？
活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程
②工作原理。
观看汽油机的模型，了解它的工作原理。
学生讨论共同完成下列填空
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞 ， 打开， 仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小， 混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程 冲程。活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时 都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程 。该冲程结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在该结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程 。 该冲程结束，活塞继续 运动， 关闭， 打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程 。此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。
③讨论分析，每一个冲程的能的转化情况。
吸气：
压缩：
做功：
排气：
2、达标练习
①汽油机的一个工作循环是排气,吸气,压缩,_______这四个冲程组成的,其中能将机械能转化为内能的冲程是_________冲程。
②汽油机吸入气缸的物质是: ( )
A.汽油 B.空气 C.汽油与空气混合物 D.柴油
③克服摩擦力做功，或压缩气体做功而使物体的内能增加，这时是将_________能转化为_________能。气体膨胀对外做功使物体的内能减少，这时是将_________能转化为_________能。
④判断这是 冲程。
(二)燃料的热值
结合自学，学生回答如下内容
1、什么叫燃料的热值？
2、热值的单位是什么？
（三）热机的效率
结合自学，学生回答如下内容
1、什么叫热机的效率？
2、如何提高热机的效率？
达标练习
1）放出的热量叫做这种燃料的热值；焦炭的热值是3×107焦/千克，它的物理意义是（ ）。
2）关于热值的正确说法是（ ）
A、一车焦炭的燃烧值比一块焦炭的热值大； B、1克汽油的燃烧值比1车柴草的热值大；
C、热值大的燃料完全燃烧时放出的热量多； D、以上说法都正确。
3）酒精的热值为3.0×107焦/千克，完全燃烧10克酒精放出的热量为（ ）焦；要想得到9.9×106焦的热量，约需要完全燃烧（ ）克的酒精（不计热量损失）。
4）用太阳灶给200千克的水加热，水的温度升高了40oC，这些水共吸收（ ）焦的热量。若这些热量全部由干木柴（热值约为1.2×107焦/千克）完全燃烧供给而且炉灶的效率为30%，那么共需（ ）千克的木柴。
（四）、课堂收获：（学生回答）（板书）
1、汽油机
①构造
进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。（介绍名称的同时，介绍各部分的功能）
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程
②工作原理。
2、燃料的热值
1）定义：
2）单位：
3）意义：
3、热机的效率
1）定义：
2）提高热机效率的方法：
（五）、讲堂练习：P141动手动脑学物理 1、2、3、
（六）、作业布置：
一自我检测
1、.如图16-4-3，在一个大试管里装一些水，用软木塞塞住，加热水至沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，这时，水蒸气膨胀对_____________做功，水蒸气的部分_____________能转化为塞子的_____________能。
图16-4-3
2、内燃机是将内能转化成_____________能的机器；内燃机一个工作循环由_____________个冲程组成，其中如图16-4-4所示是热机的_____________冲程。
图16-4-4
3、关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B.容易燃烧的燃料热值一定大
C.使用热值高的燃料可以放出更多的热量
D.煤的热值大于干木材的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木材放出的热量一定多
4、如图16-4-2所示是内燃机的能流图，则内燃机的效率可以表示为（ ）
图16-4-2
A.η=［(E1+E2+E3+E4)/E］×100％ B.η=(E2/E)×100％
C.η=［(E1－E3+E4)/E］×100％ D.η=(E1/E)×100％
5、(2010江苏连云港模拟)关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法： ①在做功冲程中，是机械能转化为内能；②在做功冲程中，是内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机在一个工作循环中，只有一个冲程发生能量变化。以上说法中正确的是（ ）
A.只有②③ B.只有①③ C.只有②④ D.只有②③④
6、(2010河北石家庄模拟，18)关于“热机”，下列说法中正确的是（ ）
A.做功冲程的能量转化是机械能转化为内能 B.改进技术，可以使热机的效率达到100%
C.用水循环来降低热机的温度，主要是利用水蒸发时吸热的特性
D.冬天晚上要把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时水凝固胀坏水箱
7、(2010重庆模拟)一箱汽油用掉一半后，下列关于它的说法正确的是（ ）
A.它的密度变为原来的一半 B.它的比热容变为原来的一半
C.它的热值变为原来的一半 D.它的质量变为原来的一半
8、已知甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）
A.甲种燃料含有的热量比乙种燃料多
B.完全燃烧一定质量的甲种燃料，刚好烧开一壶水，那么用同样质量的乙种燃料就不能烧开这壶水
C.燃烧相同质量的两种燃料，甲种放出的热量多
D.只要通风条件好，供氧充足，乙的热值可能大于甲的热值
9、某摩托车的效率为34％，某汽车的效率为29％，这说明了（ ）
A.摩托车比汽车的功率大 B.摩托车比汽车做的有用功多
C.使用摩托车比使用汽车做功多 D.燃烧相同的燃料，摩托车将内能转化为机械能比汽车多
10、(2010河北模拟)下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（ ）
A.热机的大量使用会造成环境污染 B.所有的热机都是用汽油作燃料
C.汽车排出的尾气都是有毒气体 D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
11、试分析汽油机在压缩冲程和做功冲程中的能量转化情况。
12、(2010辽宁模拟，2)小丽家去年冬天的供暖比往年好很多，这是因为热网改造后，由原来的小锅炉房供暖变为“沈海”热电站余热供暖，从能源利用的角度来看“沈海”热电站，这种既供电又供热的热电站与一般的火力发电站相比，提高了_____________，能较好地控制污染。
13、垃圾是城市生活的“副产品”。据统计，2000年我国城市垃圾总量约1.5亿吨，并且每年以8%的速度在增长。如何处理这些垃圾已成为人们关注的热点问题。现在，人们处理生活垃圾的方法通常有两种：一种是集中填埋；另一种是利用垃圾中的可燃物质进行燃烧发电，研究表明：生活垃圾的平均热值为6.27×106 J/kg。利用垃圾作为燃料建立发电厂，每燃烧1吨生活垃圾可以发电8.64×108 J。安徽省某人大代表提议，在合肥市郊区兴建一座规模为2台1.2×104 kW发电机的垃圾处理发电厂。问：
（1）1 t垃圾完全燃烧产生的热量是多少焦？
（2）燃烧垃圾发电的效率是多少？
（3）请你从环保、节能、经济等角度简述兴建垃圾发电厂的意义。
14、小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×103 J/(kg?℃)，他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30 kg 20 ℃的水烧开。
（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如果普通煤的热值为3×107 J/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克普通煤？
（3）小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5 kg算，他家每天实际用煤2 kg，由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5％。你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？
（4）从大的方面讲，家用煤除了热效率低、浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么？
二、预习内容
能量守恒定律的内容是什么？为什么说能量守恒定律是一个最普遍、最重要的基本定律？
（七）教后反思：
五、能量的转化和守恒
【学习目标】
1．知识与技能
1）知道各种形式的能是可以相互转化的．
2）知道在转化的过程中，能量的总量是保持不 变的．
3）用能量守恒的观点分析物理现象的意识．
2．过程与方法
1）通过学生自己做小实验，发现各种现 象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化．
2）通过讨论体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体．
3．情感态度与价值观
1）通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性的认识．
2）通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力．
【教学重点】
能的转化和守恒定律
【教学难点】
运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析。
【教学过程】
一、课前小测：
1．热机是利用燃料获得的_____能转化为_____能的机器。
2．柴油机在压缩冲程中，汽缸中的气体温度会升高，这是用___________的方法来增加气体的内能的。
3．柴油机工作时，机械能转化为内能的是_____冲程，内能转化为机械能的是_____冲程，_____，____ _，_____冲程是靠飞轮的惯性完成的。每个工作循环活塞往复_____次，曲轴转动_____周。
4．一台四冲程的汽油机每分钟完成300个冲程，则1 min完成_____个工作循环，活塞来回_____次，做_____次功。
二、进行新课：
引入新课：
自然界中的各种现象都是互相联系的。可以从能量的角度反映这种联系吗？
（一）能的转化
1、学生完成P142想想做做
2、学生根据图16.5-1举一些各种形式的能量相互转化的例子。
（二）能量守恒定律
1、通过学生完成P143想想议议引出能量守恒定律
2、解释能量守恒定律的内容，解释一些自然现象。
（三）、课堂收获：（学生回答）（板书）
1、能的转化
2、能量守恒定律
（四）、讲堂练习：P145动手动脑学物理 1、2
（五）、作业布置：
一、自我检测
1．说出下述过程能量之间的转化关系．
（1）石块从空中落下是由____ __ . （2）水力发电是由____ __ .
（3）电动机工作是由____ __ . （4）用电炉烧水是由____ __ .
（5）电灯发光是由____ __ . （6）火力发电是由____ __ .
（7）乒乓球从台板上跳起来是由____ __ .（8）内燃机压缩冲程是由____ __ .
（9）内燃机做功冲程是由____ __ .（10）电炉取暖是由____ __ .
（11）煤燃烧是由____ __ .（12）炽热灯灯丝发光是由____ __ .
2．如图15-14所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出．在水蒸气冲出软木塞的过程中，_________的内能减少而软木塞的________能增加．
3．下面事例中，属于内能转化为机械能的是 ( )
A．用锤子敲打钉子时，钉子发热 B．古代人们的钻木取火
C．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶 起 D．用通电的电炉加热水．水温升高
4．一物体在沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中 ( )
A．物体的动能转化为重力势能 B．物体的重力势能转化为动能
C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能转化为内能
5、下列过程中，属于内能转化为机械能的是（ ）
A．寒冷天气快速搓手，手会感到暖和 B．水轮机带动发电机发电
C．烧红的铁块放入水中，冷水变热 D．壶中的水沸 腾时，壶盖不断地在跳动
6、在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将（ ）
A．降低B．不变C．升高D．无法判断
7、下列说法中 错误的是（ ）
A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律
C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变
8、在一定的条件下，各种形式的能量是可以互相转化的．在它们互相转化的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．机械能一定守恒 B．各种形式的能都守恒 C．各种形式的能量的总和一定守恒D．内能一定守恒
9、电动机通电后电动机带动其他机器运转，一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是（ ）
A．电能全部转化为机械能，总的能量守恒
B．电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒
C．电能全部转化为内能，内能守恒 D．电能转化为机械能和内能，机械能守恒
10．汽车的诞生改变了人类的生活方式。事实上，人类很早就在探寻着更好的代步工具，法国人居纽于1769年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车。现在你看到的这幅漫画（图15-15），据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图，试就该原理图回答下列问题：
（1）找出原理图中运用了哪些物理知识？（至少说出3点）
（2）该原理图中涉及到哪几种形式的能量？请简述对应的能量转化过程。
（3）使汽车向前运动的力是怎样产生的？这个力的施力物体是谁？
（六）教后反思：
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