功、熱和內(nèi)能的改變+導(dǎo)學(xué)案 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

3.1功、熱和內(nèi)能的改變【學(xué)習目標】1.從熱力學(xué)角度認識內(nèi)能的概念，了解焦耳的兩個實驗．2．知道做功與內(nèi)能改變的數(shù)量關(guān)系，知道傳遞的熱量與內(nèi)能變化的關(guān)系．3．知道做功和傳熱都可以改變物體的內(nèi)能，能正確區(qū)分兩種方式的不同.【新課引入】在有機玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉，或浸過乙醚的棉花、火柴頭等。迅速壓下筒中的活塞，觀察筒底物品的變化。這個實驗說明了什么？【新課探究】一、焦耳的實驗1．系統(tǒng)只由于_____________________________而與外界交換能量，它不從外界_________，也不向外界___________，這樣的過程叫做絕熱過程。2．焦耳實驗一（機械做功）重物下落帶動輪葉旋轉(zhuǎn)，通過攪拌對絕熱容器內(nèi)的液體做功，使液體升溫，即狀態(tài)發(fā)生變化。結(jié)論：只要重力所做的功相同，容器內(nèi)水溫上升的數(shù)值都是______________，即系統(tǒng)狀態(tài)的變化是________________。3．焦耳實驗二（電流做功）電流通過_______________使絕熱容器內(nèi)的液體溫度升高。結(jié)論：對同一系統(tǒng)，在絕熱過程中只要______________________相同，系統(tǒng)溫度上升的數(shù)值就相同，即系統(tǒng)的狀態(tài)變化相同。4．引導(dǎo)得出實驗結(jié)論：對于絕熱系統(tǒng)，從狀態(tài)1到狀態(tài)2，做功的值是_______________________，與具體做功的過程、方式______________。二、功與內(nèi)能的改變1．內(nèi)能任何一個熱力學(xué)系統(tǒng)都必定存在一個只依賴于__________________________的物理量，這個物理量在兩個狀態(tài)間的差別與外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的功相聯(lián)系。我們把這個物理量稱為系統(tǒng)的內(nèi)能。2．功和內(nèi)能改變關(guān)系：當系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過絕熱過程達到狀態(tài)2時，內(nèi)能的增加量△U=U2?U1就等于________________________________________，即________________?？偨Y(jié)：做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能。__________是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度。（1）外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能___________。（2）系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)的內(nèi)能___________。三、熱與內(nèi)能的改變1．熱傳遞定義：______________________________________________。2．熱傳遞的方式：_____________________________。3．發(fā)生熱傳遞的條件：當物體之間或物體的不同部分之間______________________時才能發(fā)生熱傳遞?！镜湫屠}】例1.(多選)如圖所示為焦耳實驗裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高．關(guān)于這個實驗，下列說法正確的是()A．這個裝置可測定熱功當量B．做功增加了水的熱量C．做功增加了水的內(nèi)能D．功和熱量是完全等價的，無區(qū)別例2.如圖所示，帶有活塞的汽缸中封閉著一定質(zhì)量的氣體(不考慮分子勢能)．將一個熱敏電阻(電阻值隨溫度升高而減小)置于汽缸中，熱敏電阻與汽缸外的歐姆表連接，汽缸和活塞均具有良好的絕熱性能．下列說法正確的是()A．若拉動活塞使汽缸內(nèi)氣體體積增大，需加一定的拉力，說明氣體分子間有引力B．若拉動活塞使汽缸內(nèi)氣體體積增大，則歐姆表讀數(shù)將變小C．若發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，則汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能一定增大D．若發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，則汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能一定減小例3.關(guān)于傳熱，下列說法正確的是()A．傳熱的實質(zhì)是溫度的傳遞B．物體間存在著溫度差，才能發(fā)生傳熱C．傳熱可以在任何情況下進行D．物體內(nèi)能發(fā)生改變，一定是吸收或放出了熱量鞏固練習1.(多選)下列關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能的說法正確的是()A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的B．分子動理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一致的C．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能D．氣體在大氣中做絕熱膨脹時做了功，但氣體的內(nèi)能不變2.關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，以下說法正確的是()A．一個鐵塊的溫度升高，其內(nèi)能增大B．物體吸收熱量，其溫度一定升高C．溫度高的物體比溫度低的物體含有的熱量多D．溫度總是從物體熱的部分傳遞至冷的部分3.下列哪個實例說明做功改變了系統(tǒng)的內(nèi)能()A．熱水袋取暖B．用雙手摩擦給手取暖C．把手放在火爐旁取暖D．用嘴對手呵氣給手取暖4.下列各事例通過熱傳遞改變物體內(nèi)能的是()A．車床上車刀切削工件后發(fā)熱B．擦火柴時火柴頭溫度升高C．用肥皂水淋車刀后車刀降溫D．搓搓手就會覺得手發(fā)熱5.如圖所示，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()A．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6.有一個小氣泡從水池底緩慢地上升，氣泡跟水不發(fā)生傳熱，而氣泡內(nèi)氣體體積不斷增大，小氣泡上升的過程中()A．由于氣泡克服重力做功，它的內(nèi)能減少B．由于重力和浮力的合力對氣泡做功，它的內(nèi)能增加C．由于氣泡內(nèi)氣體膨脹做功，它的內(nèi)能增加D．由于氣泡內(nèi)氣體膨脹做功，它的內(nèi)能減少7.如圖所示，絕熱具有一定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計，置于真空中的輕彈簧的一端固定于理想氣體容器的底部。另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時彈簧的彈性勢能為EP（彈簧處于自然長度時的彈性勢能為零），現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動活塞向上運動，經(jīng)過多次往復(fù)運動后活塞靜止，氣體達到平衡