《功和内能》导学案1

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1、功和内能[学习目标定位]1.知道做功和热传递的实质.2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解做功和热传递对改变系统内能是等效的，明确两种方式的区别.3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系．1．功等于力跟物体在力的方向上通过的位移的乘积．2．物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．3．物体的内能由物体的温度、体积、物质的量共同决定．一、做功气体被压缩时，活塞对气体做功，气体的温度升高，内能增加；气体膨胀对外做功，气体的温度下降，内能减小．二、热传递1．热传递：高温物体总是自发地把它的内能传递给低温物体，这种没有做功而使物体内能改变的

2、现象称为热传递．2．热量：热传递时所转移的内能．3．在系统与外界互不做功的条件下系统吸收了多少热量，系统的内能就增加多少；系统放出了多少热量，系统的内能就减少多少.一、做功和内能的变化[问题设计]如图1，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后，温度计示数明显降低，这是为什么呢？图1答案　气体膨胀对外做功，内能减小，气体的温度降低．[要点提炼]1．内能和内能的变化量(1)内能是一个状态量，指物体内所有分子做热运动的动能和分子

3、势能之和．(2)内能的变化量只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关．绝热过程中，内能在两个状态间的差值等于外界对系统所做的功．2．功和内能(1)功是过程量，内能是状态量．(2)物体的内能大，并不意味着做功多．(3)在绝热过程中，做功一定引起内能的变化，做功越多，内能变化越大(填“大”或“小”)．二、热传递和内能的变化[问题设计]用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升高，把铁棒放在碳火上烧，铁棒的温度也会升高，这说明了什么问题？答案　说明做功和热传递都能改变物体的内能．[要点提炼]1．热量热量是单纯的传热过程中系统内能变化的量度．热量像功一样是一个过程量，因此只有在热传递过

4、程中才能谈热量．2．温度和内能从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观看，温度反映了分子热运动的激烈程度，是分子平均动能的标志．向物体传递热量，物体的内能不一定增加(可能同时对外做功)．3．热量和内能变化的关系在只有热传递的情况下，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少，并且内能的变化量等于物体吸收或放出的热量，即ΔU＝Q.一、做功和内能的变化例1　(单选)如图2所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、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，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中(　　)图2A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，

5、E乙增大C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小解析　本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室内的气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内的气体对外界做功，内能应减小．答案　D针对训练1　(单选)如图3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力，则被密封的气体(　　)图3

6、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解析　向下压活塞，力F对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故选项C正确．二、热传递和内能的变化例2　(双选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是(　　)A．一定是物体放出了50J的热量B．一定是物体吸收了50J的热量C．一定是物体分子动能增加了50JD．物体的分子平均动能可能不变解析　在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等数量的热量，

7、故A错，B对；物体内能包括所有分子做热运动的动能和分子势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50J并不一定是分子动能增加了50J，物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用来增加分子势能，故C错，D对．答案　BD三、内能与相关概念的辨析例3　(双选)对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是(　　)A．热量、功、内能三个量的物理意义是等同的B．热量和功二者可作为物体内能大小的量度C．热量、功和内能的国际单位都相同D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的解析　热量、功和内能的国际单位