高中物理第十章热力学定律第2节热和内能导学案新人教版选修3_3

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1、2　热和内能内容要求功和内能了解焦耳的两个实验的原理，通过焦耳实验的探究，培养学生的科学探索精神；理解内能的概念，掌握绝热过程中做功与内能变化的关系。热和内能知道什么是热传递，会区分热量与内能的概念；知道做功和热传递是改变系统内能的两种方式，并且在改变系统内能上是等效的，还要知道这两种方式在改变系统内能上的区别。打气筒是日常生活中的一种工具，当我们用打气筒给自行车打气的时候，就是在克服气体压力和摩擦力做功。打气的过程中你有没有试着去摸一下打气筒的外壳，有什么感觉？这是怎么回事？提示：打气筒的温度升高了，这是由于给自行车打气时，压缩空气做功使得系统的内能增加，所以温度升高。一、焦

2、耳的实验1．实验条件绝热过程：系统只通过对外界____或外界对它____而与外界交换能量，它不从外界____，也不向外界____。2．代表性实验(1)让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温____。(2)通过电流的______给水加热。3．实验结论在各种不同的绝热过程中，如果使系统从状态1变为状态2，所需外界做功的数量是____的。即：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，而与做功的方式____。二、功和内能1．内能的定义任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统________的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热

3、过程中____________相联系，是系统的一种____，我们把它称为系统的内能。2．绝热过程中做功与系统内能变化的关系当系统从某一状态经过____过程达到另一状态时，内能的增加量ΔU就等于外界对系统所做的功W，即：ΔU＝____。思考1：如图所示，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，向瓶内打气，在瓶塞跳出的过程中，会观察到什么现象？这个过程是外界对系统做功还是系统对外界做功？该过程系统的内能如何变化？三、热和内能1．热传递(1)热传递的条件：不同物体(或一个物体的不同部分)存在____差。(2)热传递的方向：热量从____物体传向____物体。(3)热传递的结果：最终_

4、___相同。(4)热传递的实质：不同物体(或一个物体的不同部分)之间____的转移。2．热量：是用来衡量热传递过程中________多少的一个物理量，是一个____量，不能说物体具有多少热量，只能说物体__________多少热量。3．热传递与系统内能变化的关系系统在单纯的传热过程中内能的增量ΔU等于外界向系统传递的______，即ΔU＝____。思考2：物体内能增加是否一定是从外界吸收了热量？答案：一、1.做功　做功　吸热　放热2．(1)上升　(2)热效应3．相同　状态1、2　无关二、1.自身状态　对系统做的功　能量2．绝热　W思考1提示：当瓶塞跳出时，我们会发现瓶内和瓶口处

5、有“白雾”产生。我们所选的研究对象是瓶内水面上方的水蒸气，在瓶塞跳出的过程中，是系统膨胀对外界做功，在这个过程中系统的内能减少，温度降低。瓶内和瓶口处的“白雾”实际上是瓶内的水蒸气遇冷液化形成的小液滴。三、1.(1)温度　(2)高温　低温　(3)温度　(4)内能2．内能变化　过程　吸收或放出了3．热量Q　Q思考2提示：不一定，这是因为做功和热传递都可以改变物体的内能。一、功、内能、内能的变化之间的关系1．内能与内能的变化(1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。在微观上由分子数和分子热运动剧烈程度和相互作用力决定，宏观上体现为物体的温度和体积，因此物体的内能是一个状态

6、量。(2)当物体温度变化时，分子热运动剧烈程度发生改变，分子平均动能变化。物体体积变化时，分子间距离变化，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关。2．做功与内能的变化的关系做功改变物体内能的过程是将其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程。例如在绝热过程中做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少用做功的数值来量度。外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。压缩气体时，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加量等于外界对气体做的功；气体膨胀，是气体对外界做功，气体内能减少，气体内能的减少量

7、等于气体膨胀对外做的功。3．功和内能的区别(1)功是能量转化的量度，是过程量，而内能是状态量。(2)做功过程中，能量一定会发生转化，而内能不一定变化，只有在绝热过程中，做功才一定能引起内能的变化。(3)物体的内能大，并不意味着做功多，只有内能变化大，才可能做功多。(1)内能是物体所具有的，对于物体中的某一个具体分子，无内能可言。(2)做功方式的多样性决定了能量转化方式的多样性，不同形式的功对于内能的转化是等效的。二、温度、内能和热量之间的区别与联系1．温度与内能从宏观看，温度表示的是物体的冷