功、热和内能的改变学案--高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.docx

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1、第三章热力学定律1功、热和内能的改变核心素养目标物理观念：能够知道功、热量和内能的概念科学思维：能够理解改变物体内能的两种方式科学探究：探究改变物体内能与做功和传热的关系.知识点一、焦耳的实验1绝热过程：系统不从外界_，也不向外界_2代表性实验：(1)重物下落带动叶片转动，搅拌容器中的水，引起水温_(2)通过电流的_给水加热3实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个_决定，而与_无关知识点二、功和内能的改变1内能：只依赖于一个热力学系统_的物理量，是热力学系统的一种能量2绝热过程中做功与内能变化的关系：_.知识点三、热和内能的改变1传热：热量总是从_物体向_物体传

2、递2热量和内能：(1)关系描述：热量是在单纯的传热过程中系统_的量度(2)公式表示：_.点睛：焦耳的两个著名实验，一个是做功、一个是传热拓展(类比法)：内能的提出采用了类比的方法，和重力做功引起的重力势能的变化进行了类比警示：传热是热量从高温物体传向低温物体，并非从内能多的物体传向内能少的物体要点一做功与内能变化的关系1做功与内能变化的关系：(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少2功与内能的区别：(1)功是过程量，内能是状态量(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变

3、化(3)物体的内能大，并不意味着做功多在绝热过程中，只有内能变化越大时，相应地做功才越多注意：外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功题型1焦耳的实验【例1】如图所示是焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验，那么从焦耳的这两个实验中可得出的结论是()A热量可由高温物体传给低温物体B机械能守恒C在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关D在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变不仅与做功方式有关，还与做功数量有关焦耳实验的结论在各种不同的绝热过程中，要使系统的状态发生变化，

4、做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关做功与内能变化的关系在绝热过程中，内能的增加量等于外界对系统所做的功，即UW.题型2做功和内能变化的关系【例2】古代人们发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃对筒内封闭的气体，在此压缩过程中()A气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C气体对外界做正功，气体的内能增加D外界对气体做正功，气体的内能减少分析绝热过程的方法(1)在绝热的情况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，U为正值；若系统对外界做正功，系统内能减少，U为负值此过程做功的多少为内能转化的量度(2)在绝热过程中，内能和其他形式的

5、能一样也是状态量，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能也相应地确定了，内能的变化U也确定了而功是能量转化的量度，所以UW，即W为恒量，这也是判断绝热过程的一种方法要点二传热与内能改变的关系1传热与物体内能的多少无关，只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关，热量总是从高温物体自发地传递到低温物体2传热过程中，热量可以由内能大的物体传递到内能小的物体，也可以由内能小的物体传递到内能大的物体对热量的理解热量是单纯传热过程中系统内能变化的量度，是一个过程量，因此，只有在传热过程中才能谈热量热量和内能是两个不同的概念，内能是状态量，我们说物体在某一状态下有内能，而不能说有热量热和内能变化

6、的关系在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少，即UQ.题型1传热与内能的改变【例3】关于物体的内能和热量，下列说法正确的是()A热水的内能比冷水的内能多B温度高的物体其热量必定多，内能必定大C在热传递过程中，内能大的物体其内能将减少，内能小的物体其内能将增加，直到两物体的内能相等D热量是热传递过程中内能转移多少的量度题型2对温度、热量、内能和功等物理量的综合理解【例4】(多选)对于热量、功和内能三者的理解，下列说法中正确的是()A三者单位相同，物理意义相同B热量和功是内能的量度C热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定D系统内能增加了

7、100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系统传热100 J【随堂演练】1某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()A外界对胎内气体做功，气体内能减小B外界对胎内气体做功，气体内能增大C胎内气体对外界做功，内能减小D胎内气体对外界做功，内能增大2采取绝热的方式使一定量的气体由初状态A变化至末状态B，对于不同的绝热方式，下面说法正确的是()A对气体所做的功不同B对气体所做的功相同C对气体不需做功，因为没有能量的传递D以上说法都不正确3物体的内能增加了20 J，下列说法正确的是()A一定是外界对物

8、体做了20 J的功B一定是物体吸收了20 J的热量C一定是物体分子动能增加了20 JD物体分子的平均动能可能不变4如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞今对活塞施加一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小若忽略活塞与容器壁间的摩擦，则被密封的气体()A温度升高，压强增大，内能减少B温度降低，压强增大，内能减少C温度升高，压强增大，内能增加D温度降低，压强减小，内能增加5如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一

9、定程度，这时读出温度计示数打开卡子，胶塞冲出容器口后()A温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加6如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气然后用一与打气筒相连的活塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现“白雾”对于“白雾”的形成，下列说法正确的是()A“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠B这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气C这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾D瓶内空

10、气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴第三章热力学定律1功、热和内能的改变基础导学研读教材一、1.吸热放热2(1)上升(2)热效应3状态做功的方式二、1.自身状态2UW三、1.高温低温2(1)内能变化(2)UQ课堂互动合作探究要点一【例1】【解析】焦耳通过多次实验，最后得到的结论是，在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关，故选项C正确，其余选项均不是焦耳实验的结论【答案】C【例2】【解析】C、D错：对封闭气体，猛推推杆压缩的过程中，时间极短，传热不计，故该过程中外界对气体做正功，使其内能增加A错，B对：因气体的内能是所有分子动能与分子势

11、能之和，而气体的分子间距很大，分子力可以忽略，故分子势能不计，所以分子的平均动能增加，温度升高，再由理想气体状态方程C可知，气体的压强变大【答案】B要点二【例3】【解析】内能是物体内所有分子动能和势能的总和，宏观上看，其大小取决于物体的温度、体积、物质的量，温度高只能说明其分子的平均动能大，因为物质的量不一定相同，所以并不能说明它的分子总动能大，更不能说明它的内能大，A选项错误；热量是一个过程量，说哪个物体具有热量是毫无意义的，且温度高内能也不一定大，B选项错误；热传递的实质是传递内能，但是物体之间发生热传递的条件并不是内能不相等，而是温度不同，热传递的最终结果也不是内能相等，而是温度相同，C

12、选项错误；热量是热传递过程中内能转移的量度，是一个过程量，D选项正确【答案】D【例4】【解析】A错：热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别B错，C对：热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度D对：对一个绝热过程UW100 J，对一个单纯传热过程UQ100 J.【答案】CD随堂演练1解析：对车胎内的理想气体分析知，体积增大时气体对外做功由于气体分子间势能可忽略，内能只与分子的平均动能有关，分子总数不变，分子平均动能的标志是温度，中午胎内气体温度升高，内能增加，故选D.答案：D2解析：对一定质量的气体，不管采取哪一种绝热方式，由初状态A变化至末状态B，都是绝热

13、过程，在这一过程中，气体在初状态A有一确定的内能U1，在末状态B有另一确定的内能U2，由绝热过程中UWU2U1知，W为恒量，所以选项B正确答案：B3解析：做功和热传递都可以改变物体内能，物体内能改变20 J，改变方式是不确定的，因此A、B错误；物体内能包括所有分子的动能和分子势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能三者决定，故C错误，D正确答案：D4解析：由F通过活塞对密封的理想气体做正功，容器及活塞绝热，知Q0，由功和内能的关系知理想气体内能增大，温度T升高，再根据C，体积V减小，知压强p增大答案：C5解析：胶塞冲出容器口，气体膨胀，对外做功由于没来得及发生热交换，由WU可知内能减少温度降低答案：C6解析：当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使系统的内能增加，温度升高，压强增大，当达到某一状态时，瓶塞从瓶口跳起形成“白雾”的原因是，在瓶塞突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分被液化成小水滴，形成“白雾”答案：D10学科网（北京）股份有限公司