2019高中物理第十章1功和内能2热和内能教学案(含解析)新人教版

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1、1功和内能2热和内能[学习目标] 1.了解焦耳的两个实验的原理,知道热传递的实质.(重点) 2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式,明确两种方式的区别.(重点) 3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系.(难点)知识点一焦耳定律、功和内能[先填空]1.焦耳的实验(1)绝热过程:系统只通过外界对它做功或对外界做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热.这样的过程叫做绝热过程.(2)代表性实验:①重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温上升.②通过电流的热效应给水加热.(3)实验结论:要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量

2、只由过程始末两个状态决定,而与做功方式无关.2.功和内能在绝热过程中内能的改变用功来量度.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.表达式为ΔU=W.[再思考]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?打气筒的温度升高了,这是怎么回事呢?【提示】 做功的过程是能量转化的过程,做功使得系统的内能增加了,所以温度升高.[后判断]1.系统只从外界吸热,而不向外界放热的过程就是绝热过程.(×)2.外界对

3、系统做功,可以改变系统的内能.(√)3.在绝热过程中,外界对系统做多少功,内能就增加多少.(√)知识点二热与内能[先填空]1.热传递:热量总是从高温物体向低温物体传递.2.热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射.3.热量和内能:(1)关系描述:热量是在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度.(2)公式表达:ΔU=Q.[再思考]物体的内能增加是否一定是从外界吸收了热量?【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.[后判断]1.做功与热传递对系统内能的改变是等效的.(√)2.内能多的物体含有的热量多.(×)3.热量一定从内能多的物体传

4、递给内能少的物体.(×)考点一 功和内能的关系1.内能与内能变化(1)物体的内能是指物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和.(2)当物体温度变化时,分子平均动能变化.物体体积变化时,分子势能发生变化,即物体的内能是由它的状态决定的,且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.做功与内能变化(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程.(2)在绝热过程中,外界对物体做正功,物体内能增加,外界对物体做负功,物体内能减小.3.功和内能的区别(1)功是过程量,内能是状态量.(2)在绝热过程中,做功一定能引

5、起内能的变化.(3)物体的内能大,并不意味着做功多.在绝热过程中,只有内能变化越大时,对应着做功越多.【例题1】如图1012所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦,则被密封的气体(  )A.温度升高,压强增大,内能减少B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加D.温度降低,压强减小,内能增加【答案】 C【规律总结】分析绝热过程的方法1.在绝热的情况下,若外界对系统

6、做正功,系统内能增加,ΔU为正值;若系统对外界做正功,系统内能减少,ΔU为负值.此过程做功的多少为内能转化多少的量度.2.在绝热过程中,内能和其他形式的能一样也是状态量,气体的初、末状态确定了,即在初、末状态的内能也相应地确定了,内能的变化ΔU也确定了.而功是能量转化的量度,所以ΔU=W,即W为恒量,这也是判断绝热过程的一种方法.【及时训练】1.(多选)如图1013所示,为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高.关于这个实验,下列说法正确的是(  )A.这个装置可测定热功当量B.做功增加了水的

7、热量C.做功增加了水的内能D.功和热量是完全等价的,无区别【答案】 AC2.如图1014所示,活塞将汽缸分成甲、乙两气室,汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,且不漏气.以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向左拉的过程中(  )A.E甲不变,E乙减小B.E甲不变,E乙增大C.E甲增大,E乙不变D.E甲增大,E乙减小【答案】 D考点二 热和内能的关系1.热传递(1)热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,叫做热传递.(2)热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射.2.热传递的实质热传递实质上传递的是能量,结

8、果是改变了系统的内能.传递能量的多少用热量来量度.3.传递的热量与内能改变的关系(1)在单纯热传递中,系统从外界吸收多少热量,系统的内能

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