粵教版選修33“衡水杯”一等獎

第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)定位1.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.學(xué)案1內(nèi)能功熱量知識探究自我檢測一、做功和內(nèi)能的變化

問題設(shè)計如圖1所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進(jìn)一支靈敏溫度計和一根氣針，另一端有個用卡子卡住的可移動膠塞.用打氣筒慢慢向容器內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強增大到一定程度，這時讀出溫度計示數(shù).打開卡子，膠塞沖出容器口后，溫度計示數(shù)明顯降低，這是為什么呢？知識探究圖1答案氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減小，氣體的溫度降低.要點提煉1.內(nèi)能和內(nèi)能的變化量(1)內(nèi)能是一個狀態(tài)量，指物體內(nèi)所有分子做熱運動的

和分子

之和.(2)內(nèi)能的變化量只由

、

狀態(tài)決定，與中間過程及方式無關(guān).動能勢能初末2.功和內(nèi)能(1)功是過程量，內(nèi)能是

.(2)物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多.(3)做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度，在絕熱過程中：①外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，即ΔU＝W.②系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能減少，即ΔU＝W.狀態(tài)量二、熱傳遞和內(nèi)能的變化

問題設(shè)計用鐵錘反復(fù)敲擊鐵棒，鐵棒的溫度會升高，把鐵棒放在碳火上燒，鐵棒的溫度也會升高，這說明了什么問題？答案說明做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能.要點提煉1.熱量(1)熱量是單純的傳熱過程中系統(tǒng)

的量度.(2)

量.2.熱量和內(nèi)能變化的關(guān)系在只有熱傳遞的情況下，物體吸收熱量，內(nèi)能

，物體放出熱量，內(nèi)能

，并且內(nèi)能的變化量等于物體吸收或放出的熱量，即

.內(nèi)能變化過程增加減少ΔU＝Q典例精析一、做功和內(nèi)能的變化例1

如圖2所示，活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室，氣缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣.以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過程中(

)A.E甲不變，E乙減小B.E甲不變，E乙增大C.E甲增大，E乙不變D.E甲增大，E乙減小圖2解析本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都經(jīng)歷絕熱過程，內(nèi)能的改變?nèi)Q于做功的情況.對甲室內(nèi)的氣體，在拉桿緩慢向外拉的過程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對甲室內(nèi)的氣體做功，其內(nèi)能應(yīng)增大；對乙室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，乙室內(nèi)的氣體對外界做功，內(nèi)能應(yīng)減小.答案D針對訓(xùn)練如圖3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，氣體的體積減小.若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體(

)圖3A.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)能增加解析向下壓活塞，力F對氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度升高氣體體積減小，故氣體的壓強增大，故選項C正確.答案C二、熱傳遞和內(nèi)能的變化例2

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解析在外界不做功的情況下，內(nèi)能的改變量等于傳遞的熱量，內(nèi)能增加，一定是吸收了相等數(shù)量的熱量，故A錯，B對；物體內(nèi)能包括所有分子做熱運動的動能和分子勢能，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，故C錯，D對.答案BD三、內(nèi)能與相關(guān)概念的辨析例3

關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說法中正確的是(

)A.熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多B.溫度高的物體其熱量必定多，內(nèi)能必定大C.在熱傳遞過程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小，內(nèi)能小

的物體其內(nèi)能將增大，直到兩物體的內(nèi)能相等D.熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度解析物體的內(nèi)能由溫度、體積及物體的質(zhì)量決定，不是只由溫度決定，故選項A、B錯；在熱傳遞過程中，熱量由高溫物體傳給低溫物體，而與物體的內(nèi)能大小無關(guān)，所以完全有可能是內(nèi)能大的物體內(nèi)能繼續(xù)增大，內(nèi)能小的物體內(nèi)能繼續(xù)減小，故選項C錯；關(guān)于熱量的論述，選項D是正確的.答案D課堂要點小結(jié)1234自我檢測1.(做功和內(nèi)能的變化)在給自行車輪胎打氣時，會發(fā)現(xiàn)胎內(nèi)氣體溫度升高，這是因為(

)A.胎內(nèi)氣體壓強不斷增大，而容積不變B.輪胎從外界吸熱C.外界空氣溫度本來就高于胎內(nèi)氣體溫度D.打氣時，外界不斷對胎內(nèi)氣體做功1234解析給自行車輪胎打氣，外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，D正確.答案D12342.(做功和內(nèi)能的變化)地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交換忽略不計.已知大氣壓強隨高度增加而降低，則該空氣團(tuán)在上升過程中(不計空氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢能)(

)A.體積減小，溫度降低B.體積減小，溫度不變C.體積增大，溫度降低D.體積減小，溫度增大1234解析空氣團(tuán)與外界的熱交換忽略不計，大氣壓強隨高度上升逐漸減小，空氣團(tuán)體積逐漸增大，對外界做功，所以內(nèi)能逐漸減小，則溫度逐漸降低，只有選項C正確，選項A、B、D均錯誤.答案C12343.(熱傳遞和內(nèi)能的變化)下列說法正確的是(

)A.若A、B兩物體接觸但沒有熱傳遞，則兩物體所包含的熱量

相等B.做功和熱傳遞的共同點是都能使系統(tǒng)內(nèi)能改變C.一物體先后經(jīng)幾個不同的物理過程，其溫度均從t1升高到t2.

則在這些過程中物體一定從外界吸收相同的熱量D.高溫物體內(nèi)能大，低溫物體內(nèi)能小1234解析A、B兩物體沒有發(fā)生熱傳遞是因為兩物體溫度相等，A錯.做功和熱傳遞都是改變內(nèi)能的方式，B對.一物體溫度從t1升高到t2，內(nèi)能的改變可能是由于吸收了熱量，也可能是外界對物體做了功，C錯.高溫物體分子的平均動能大，內(nèi)能不一定大，D錯.答案B12344.(內(nèi)能與相關(guān)概念的辨析)對于熱量、功、內(nèi)能三個量，下列說法中正確的是(

)A.熱量、功、內(nèi)能三個量的物理意義是等同的B.熱量和功二者可作為物體內(nèi)能大小的量度C.熱量、功和內(nèi)能的國際單