人教版選修3-3第十章第1節(jié)功和內(nèi)能第2節(jié)熱和內(nèi)能學(xué)案

1、天才是百分之一的靈感加百分之九十九的勤奮金戈鐵騎第2節(jié)熱和內(nèi)能1. 了解焦耳的兩個實驗原理，知道做功和熱傳遞的實質(zhì).2.知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，理解做功和熱傳遞對改變系統(tǒng)內(nèi)能是等效的，明確兩種方式的區(qū)別.3.明確內(nèi)能、功、熱量、溫度四個物理量的區(qū)別和聯(lián)系.4.通過焦耳實驗的探究，培養(yǎng)科學(xué)探索精神.隹$aaraff和搽 梳理扣識:夯實墓礎(chǔ).一、焦耳的實驗1 .絕熱過程：系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換能量，它不從外界吸熱，也不向 外界放熱.2 .焦耳的代表性實驗(1)重物下落帶動葉片攪拌容器中的水，引起水溫升高.(2)通過電流的熱效應(yīng)給水加熱.3 .實驗結(jié)論：要使系統(tǒng)狀態(tài)通過絕熱

2、過程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由過程始末兩個狀 查決定而與做功的方式無關(guān).1 .(1)某一系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程時，只要初末狀態(tài)相同，則做功數(shù)量也一定相同.()(2)在絕熱過程中，做功方式不同會直接影響系統(tǒng)狀態(tài)變化的最終結(jié)果.()提示：(1) V (2) X二、功和內(nèi)能2 .內(nèi)能：依賴于一個熱力學(xué)系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量,是熱力學(xué)系統(tǒng)的一種能量.3 .絕熱過程中做功與內(nèi)能變化的關(guān)系：AU= WV2. (1)轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動水，水溫升高.()(2)在絕熱過程中，外界對氣體彳功，氣體內(nèi)能增加.()(3)在絕熱過程中，氣體對外界彳功，氣體內(nèi)能減少.()提示：(1) V (2) V V三、熱和內(nèi)能1 .熱傳遞：熱

3、量總是從高溫物體向低溫物體傳遞.2 .熱量和內(nèi)能(i)關(guān)系描述：熱量是在單純的傳熱過程中內(nèi)能變也期量度.(2)公式表達：A U= Q.午00即3. (1)做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，從效果上是等效的.()(2)在絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做的功小于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量.()(3)熱傳遞只能發(fā)生在兩個物體間，同一物體不能發(fā)生熱傳遞.()(4)功和內(nèi)能都是能量轉(zhuǎn)化的量度.()提示：(1) V (2) X (3) X (4) X突破糜毒講球提升.多維課堂，暫知識點1做功和內(nèi)能變化的關(guān)系1 .做功與內(nèi)能變化的關(guān)系(1)做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如機械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程.(2)在絕熱過程

4、中，外界對物體做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體的 內(nèi)能就增加多少.2.功與內(nèi)能的區(qū)別(1)功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量.(2)在絕熱過程中，做功一定能引起內(nèi)能的變化.(3)物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多.在絕熱過程中，只有內(nèi)能變化越大時，相應(yīng)地 做功才越多.特別提醒(1)外界對某一系統(tǒng)做功時系統(tǒng)的內(nèi)能不一定增加，還要看該系統(tǒng)有沒有 向外放熱，以及向外放熱的多少.(2)在絕熱過程中，系統(tǒng)內(nèi)能的增加量等于外界對系統(tǒng)所做的功.例團 景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨， 猛推推桿，艾絨即可點燃.對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中()A.氣體溫度升高，壓強不變B

5、.氣體溫度升高，壓強變大C.氣體對外界做正功，氣體的內(nèi)能增加D.外界對氣體做正功，氣體的內(nèi)能減少解題探究(1)猛推推桿，外界對氣體做 功，“猛推”暗示該過程可看做 過程.(2)氣體溫度與內(nèi)能大小的關(guān)系為 .解析對封閉氣體，猛推推桿壓縮的過程中，時間極短，傳熱不計，故該過程中外界對氣體做正功，使其內(nèi)能增加，選項C、D均錯誤.因氣體的內(nèi)能是所有分子動能與分子勢能之和，而氣體的分子間距很大，分子力可以忽略，故分子勢能不計，所以分子的平均動能增加，溫度升高，再由氣體狀態(tài)方程 * C可知，氣體的壓強變大，故選項 A錯誤，選項B 正確.答案B(1)根據(jù)氣體體積變化判斷做功情況：氣體膨脹，氣體對外界做功；氣

6、體壓縮，外界對 氣體做功，但氣體向真空自由膨脹時不做功.(2)通過“迅速” “緩慢”等關(guān)鍵性字眼建立物理模型.“迅速”是指來不及熱交換，可以認為是“絕熱過程”；“緩慢”是指這一過程中能夠進行熱交換.M眼蹤訓(xùn)掠1.金屬筒內(nèi)裝有與外界溫度相同的壓縮空氣，打開筒的開關(guān)，筒內(nèi)高 壓空氣迅速向外溢出，待筒內(nèi)、外壓強相等時，立即關(guān)閉開關(guān).在外界保持恒溫的條件下， 經(jīng)過一段較長的時間后，再次打開開關(guān)，這時出現(xiàn)的現(xiàn)象是()A.筒外空氣流向筒內(nèi)B.筒內(nèi)空氣流向筒外C.筒內(nèi)、外有空氣交換，處于動態(tài)平衡，筒內(nèi)空氣質(zhì)量不變D.筒內(nèi)、外無空氣交換解析：選B.因高壓空氣急劇外溢時，氣體來不及充分與外界發(fā)生熱交換，可近似看

7、成 絕熱膨脹過程，氣體對外做功，內(nèi)能減小，所以關(guān)閉開關(guān)時，筒內(nèi)氣體溫度較外界偏低，再 經(jīng)過較長時間后，筒內(nèi)、外氣體溫度相同.對筒內(nèi)剩余氣體分析，屬于等容升溫過程，壓強 要增大，大于外界氣壓，所以再打開開關(guān)時，筒內(nèi)氣體要流向筒外，B又.知識點2 熱傳遞和內(nèi)能變化的關(guān)系1 .在單純傳熱中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少；系統(tǒng)向外界放 出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少.即AU= UU = Q2 .傳熱改變物體內(nèi)能的過程是物體間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程.例國 (多選)在外界不做功的情況下，物體的內(nèi)能增加了50 J ,下列說法中正確的是()A. 一定是物體放出了 50 J的熱量B. 一定是物體吸收了

8、 50 J的熱量C. 一定是物體分子動能增加了50 JD.物體的分子平均動能可能不變解析在外界不做功的情況下，內(nèi)能的改變等于傳遞的熱量，內(nèi)能增加，一定是吸收了相等能量的熱量，故 A錯誤、B正確.物體內(nèi)能包括所有分子的動能和勢能，內(nèi)能由分子 數(shù)、分子平均動能、分子勢能共同決定，所以內(nèi)能增加了50 J并不一定是分子動能增加了50 J .物體的分子平均動能有可能不變，這時吸收的50 J熱量全部用來增加分子勢能.故選 B、D.答案BD山因因晶內(nèi)能的改變與熱量的聯(lián)系：在單純的熱傳遞過程中， 系統(tǒng)內(nèi)能的增加量等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量.0:跟蹤訓(xùn)掠2.以下所述現(xiàn)象中屬于通過傳熱改變物體內(nèi)能的是（）A.將一段

9、鐵絲反復(fù)彎折，彎折處會發(fā)熱B.放在空氣中的一杯熱水會冷卻C.在轉(zhuǎn)動的砂輪上磨車刀，車刀發(fā)熱D.電流通過電阻絲解析：選B.不論物體是發(fā)熱還是冷卻， 物體的溫度都發(fā)生了變化，都是內(nèi)能的改變.彎折鐵絲是對鐵絲做功， 在轉(zhuǎn)動的砂輪上磨車刀是摩擦力對車刀做功，電流通過電阻絲是電流做功，所以A、C D都是通過做功來改變物體的內(nèi)能.熱水放在空氣中，通過熱輻射以及熱 對流等方式向外傳遞了熱量，使自身的內(nèi)能減少，溫度降低，它是通過傳熱方式改變物體內(nèi)能的，所以選項 B正確.知識點3做功與熱傳遞的區(qū)別與聯(lián)系比較項做功傳熱內(nèi)能變化外界對物體做功，物體的內(nèi)能增 力口；物體對外界做功，物體的內(nèi) 能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增

10、加；物體放出熱量，內(nèi)能減少物理實質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn) 化.當機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時，必 須通過物體的宏觀運動才能實現(xiàn)小同物體間或同一物體的/、同部 分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.物體間發(fā)生 傳熱的必要條件是存在溫度差相互聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的畫（多選）下列說法中正確的是（）A.做功和傳熱是改變物體內(nèi)能的兩種本質(zhì)不同的物理過程，做功是其他形式的能和內(nèi) 能之間的轉(zhuǎn)化，傳熱是物體內(nèi)能的轉(zhuǎn)移B.外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增大C.物體向外界放熱，物體的內(nèi)能一定增大D.物體內(nèi)能發(fā)生了改變，可能是做功引起的，也可能是傳熱引起的，還可能是兩者共 同引起的解析做功和傳熱改變物體

11、內(nèi)能的本質(zhì)不同，因為做功的過程一定是不同形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程，而傳熱是同種形式的能量（內(nèi)能）在不同的物體之間或物體不同的部分之間傳 遞或轉(zhuǎn)移，故選項A正確.物體內(nèi)能的變化取決于做功和傳熱兩種途徑，單就一個方面的改變不足以斷定其內(nèi)能的變化情況，故選項B、C錯誤，D正確.答案AD跟蹤訓(xùn)掠3.下列關(guān)于做功和傳熱的說法中正確的是（）A.做功和傳熱的實質(zhì)是相同的B.做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上是等效的C.做功和傳熱是對同一過程中的兩種說法D.做功和傳熱是不可能同時發(fā)生的解析：選B.做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上是等效的，但本質(zhì)不同.做功是將其他形式 的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或?qū)?nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，傳熱是內(nèi)能的

12、轉(zhuǎn)移，且做功和傳熱可以同時進行，故B選項正確.知識點4 溫度、熱量和內(nèi)能的區(qū)別與聯(lián)系比較項區(qū)別聯(lián)系熱里和內(nèi)能內(nèi)能是狀態(tài)量，熱量是過程量，熱量的概念在涉 及能量傳遞時才有意義.熱量對應(yīng)物體狀態(tài)變化 的一個過程，而內(nèi)能對應(yīng)一個狀態(tài)在單純傳熱的過程中，物體吸 收熱量，內(nèi)能增加，物體放出 熱量，內(nèi)能減小，熱量是內(nèi)能 改變的量度熱里和 溫度熱量是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)部 大量分子做無規(guī)則熱運動的劇烈程度的標志.雖 然傳熱的前提是兩個系統(tǒng)之間要用溫度差，但是 傳遞的是熱量，不是溫度傳熱過程中放出的熱量多少與溫度差有一定的關(guān)系內(nèi)能和溫度從宏觀看，溫度表示的是物體的冷熱程度；從微 觀看，溫度反映了

13、分子熱運動的劇烈程度，是分 子平均動能的標志.只升高物體的溫度，其內(nèi)能 一定增加兩者相比，溫度圖的物體內(nèi)能 不一定大；反過來內(nèi)能大的物 體，溫度也不一反例 關(guān)于溫度、熱量、功和內(nèi)能，以下說法正確的是（）A.同一物體溫度高時，含有的熱量多B.物體的內(nèi)能越大，含有的熱量就越多，溫度也越高C.外界對系統(tǒng)做功 W內(nèi)能必定增加D.發(fā)生熱傳遞的條件是兩物體之間存在溫度差解析熱量是物體間進行熱傳遞時內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，不能說物體含有多少熱量，故 A錯; 物體的吸熱或放熱對應(yīng)物體的內(nèi)能變化， 并不對應(yīng)物體內(nèi)能的大小， 故B錯；由于做功和熱 傳遞都可引起物體內(nèi)能的變化， 只根據(jù)做功無法準確判斷物體內(nèi)能的變化， 故C錯；物體間 發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差，故 D對.答案D物理量之間進行比較時，關(guān)鍵是弄清物理量的概念及其意義，特別是容易混淆的一些概念，它們一定有不同之處，如內(nèi)能、功和熱量的區(qū)別關(guān)鍵之處是狀態(tài)量與過程量