功和內(nèi)能熱和內(nèi)能（修訂稿）課件

第1、2節(jié)功和內(nèi)能熱和內(nèi)能8/4/2023第1、2節(jié)7/31/202311.了解焦耳的兩個實驗的原理，區(qū)別熱量和內(nèi)能．2．知道做功和傳熱是改變內(nèi)能的兩種方式，能正確區(qū)分兩者的不同．學(xué)習(xí)重點：理解內(nèi)能與功、熱量的關(guān)系．學(xué)習(xí)目標(biāo)8/4/20231.了解焦耳的兩個實驗的原理，區(qū)別熱量和內(nèi)能．學(xué)習(xí)目標(biāo)7/32一、演示實驗1．實驗儀器：壓縮空氣引火儀．2．實驗結(jié)論：活塞壓縮空氣做功，可以使空氣溫度升高，內(nèi)能_______二、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_____,也不向外界_______增加．吸熱放熱．檢查效果、完善信息閱讀課本、提取信息8/4/2023一、演示實驗增加．吸熱放熱．檢查效果、完善信息閱讀課本、提取32．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________(2)通過電流的_________給水加熱．3．實驗結(jié)論要使系統(tǒng)狀態(tài)通過絕熱過程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由過程始末兩個________決定而與做功的_______無關(guān)．三、內(nèi)能1．內(nèi)能概念：任何一個熱力學(xué)系統(tǒng)都存在一個_____________________的物理量，升高．熱效應(yīng)狀態(tài)方式依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)8/4/20232．代表性實驗升高．熱效應(yīng)狀態(tài)方式依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)7/314這個物理量在兩個狀態(tài)間的差值等于外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的功，我們把這個物理量稱為系統(tǒng)的內(nèi)能．2．在絕熱過程中做功與內(nèi)能的變化關(guān)系：_________.四、熱和內(nèi)能1．傳熱：熱量從高溫物體傳到低溫物體的過程．2．關(guān)系描述：熱量是在單純的傳熱過程中___________變化的量度．3．公式表達：__________.ΔU＝W系統(tǒng)內(nèi)能ΔU＝Q8/4/2023這個物理量在兩個狀態(tài)間的差值等于外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的5突破要點、強化理解一、功和內(nèi)能的關(guān)系1．內(nèi)能與內(nèi)能的變化的關(guān)系(1)物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的平均動能和勢能之和．在微觀上由分子數(shù)和分子熱運動激烈程度及相互作用力決定，宏觀上體現(xiàn)為物體溫度和體積，因此物體的內(nèi)能是一個狀態(tài)量．(2)當(dāng)物體溫度變化時，分子熱運動激烈程度發(fā)生改變，分子平均動能變化．物體體積變化時，分子間距離變化，分子勢能發(fā)生變化，因此物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過程及方式無關(guān)．8/4/2023突破要點、強化理解一、功和內(nèi)能的關(guān)系(1)物體的內(nèi)能是指物體62．做功與內(nèi)能的變化的關(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；物體對外界做多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，物體的內(nèi)能就減少多少．8/4/2023(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73．功和內(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)能變化較大時，對應(yīng)著做功較多．8/4/20233．功和內(nèi)能的區(qū)別(1)功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量．(2)在絕8即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)1．(2011年高考廣東卷)圖10－1－1為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中()圖10－1－1A．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小C．氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大D．氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小8/4/2023即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)圖10－1－1A．外界對氣體9二、“溫度”、“熱量”、“功”、“內(nèi)能”的辨析1．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，溫度反映了分子熱運動的劇烈程度，是分子平均動能的標(biāo)志．物體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加．但物體吸收熱量內(nèi)能增加時，溫度卻不一定升高．2．內(nèi)能和熱量(1)熱量的概念在涉及能量傳遞時才有意義．我們不能說一個物體具有多少熱量，只能說在傳熱過程中物體吸收或放出了多少熱量．8/4/2023二、“溫度”、“熱量”、“功”、“內(nèi)能”的辨析1．內(nèi)能和溫度10(2)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．3．熱量和做功熱量和功，都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過程量，一定量的熱量還與一定量的功相當(dāng)，熱量可以通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為功，功也可以通過系統(tǒng)過程轉(zhuǎn)化為熱量，但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別．8/4/2023(2)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11用做功來改變系統(tǒng)的內(nèi)能，是機械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化過程．用傳熱來改變系統(tǒng)的內(nèi)能，是系統(tǒng)間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程．8/4/2023用做功來改變系統(tǒng)的內(nèi)能，是機械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)12即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)2．對于熱量、功和內(nèi)能三者的關(guān)系下列說法中正確的是(

)A．三者單位相同，物理意義相同B．熱量和功是內(nèi)能的量度C．熱量和功由過程決定，而內(nèi)能由物體狀態(tài)決定D．系統(tǒng)內(nèi)能增加了100J，可能是外界采用絕熱方式對系統(tǒng)做功100J，也可能是外界單純地對系統(tǒng)傳熱100J8/4/2023即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)7/31/202313解析：選CD.熱量、功和內(nèi)能三者盡管單位相同，但物理意義有本質(zhì)區(qū)別，A錯．熱量和功由過程決定，內(nèi)能由物體狀態(tài)決定，熱量和功是內(nèi)能變化的量度，C對，B錯．對一個絕熱過程ΔU＝W＝100J，對一個單純傳熱過程ΔU＝Q＝100J，D對．8/4/2023解析：選CD.熱量、功和內(nèi)能三者盡管單位相同，但物理意義有本14A．溫度升高，壓強增大，內(nèi)能減少B．溫度降低，壓強增大，內(nèi)能減少C．溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增加D．溫度降低，壓強減小，內(nèi)能增加圖10－1－2(2010年高考福建卷)如圖10－1－2所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動的絕熱活塞．今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，氣體的體積減?。艉雎曰钊c容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體(

)例1拓展遷移、學(xué)以致用類型一做功和內(nèi)能變化的關(guān)系8/4/2023A．溫度升高，壓強增大，內(nèi)能減少圖10－1－215【方法總結(jié)】對于一定質(zhì)量的氣體，分析對氣體做功情況時，可根據(jù)氣體的體積變化做出判斷：氣體膨脹，氣體對外界做功；氣體壓縮，外界對氣體做功，但氣體向真空自由膨脹時不做功．【思路點撥】明確研究對象是密閉的氣體，由功和內(nèi)能的關(guān)系得出溫度的變化，再利用理想氣體狀態(tài)方程求解．【自主解答】由F對密閉的氣體做功，容器及活塞絕熱，則Q＝0，由功和內(nèi)能的關(guān)系知理想氣體內(nèi)能增大，T升高，再根據(jù)pV/T＝C，V減小，p增大，故選C.8/4/2023【方法總結(jié)】對于一定質(zhì)量的氣體，分析對氣體做功情況時，可根16變式訓(xùn)練1(2011年湖北八校聯(lián)考)如圖10－1－3所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側(cè)裝有氣體，右側(cè)為真空．現(xiàn)將隔板抽掉，使左側(cè)氣體自由膨脹直至達到平衡，則在此過程中(不計氣體的分子勢能)()圖10－1－3A．氣體對外界做功，溫度降低，內(nèi)能減少B．氣體對外界做功，溫度不變，內(nèi)能減少C．氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能不變D．氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能減少8/4/2023變式訓(xùn)練1(2011年湖北八校聯(lián)考)如圖10－1－3所示，17

在外界不做功的情況下，物體的內(nèi)能增加了50J，下列說法中正確的是(

)A．一定是物體放出了50J的熱量B．一定是物體吸收了50J的熱量C．一定是物體分子動能增加了50JD．物體的分子平均動能可能不變例2類型二傳熱和內(nèi)能變化的關(guān)系8/4/2023在外界不做功的情況下，物體的內(nèi)能18【精講精析】在力不做功的情況下，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B對．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50J并不一定是分子動能增加了50J．物體的分子平均動能有可能不變，這時吸收的50J熱量全部用來增加分子勢能．【答案】

BD【方法總結(jié)】物體的內(nèi)能增加，溫度不一定升高．例如晶體熔化時，內(nèi)能增加，溫度不變．8/4/2023【精講精析】在力不做功的情況下，內(nèi)能的改變等于傳遞的熱量，19變式訓(xùn)練2關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法中正確的是(

)A．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大B．物體對外做功，內(nèi)能一定減少C．物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變D．物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變8/4/2023變式訓(xùn)練2關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法中正確的是()720關(guān)于溫度、熱量、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．在傳熱中，放出熱量的物體內(nèi)能一定大于吸收熱量的物體的內(nèi)能D．熱量總是自發(fā)地從溫度高的物體傳給溫度低的物體類型三溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別例38/4/2023關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，以下說法正確的是21【精講精析】同一物體溫度高時，內(nèi)能大，只有傳熱過程轉(zhuǎn)移的內(nèi)能才能稱為熱量，A、B錯；在傳熱過程中，熱量從溫度高的物體傳給溫度低的物體，溫度高的物體內(nèi)能不一定大，故D對．【答案】

D【方法總結(jié)】溫度、內(nèi)能是狀態(tài)量、熱量、功是過程量．8/4/2023【精講精析】同一物體溫