2019-2020学年高中物理 第十章 热力学定律 第1节 功和内能 第2节 热和内能学案 新人教版选修3-3.doc

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1、第1节　功和内能第2节　热和内能　　1.了解焦耳的两个实验原理，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．　4.通过焦耳实验的探究，培养科学探索精神．一、焦耳的实验1．绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热．2．焦耳的代表性实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温升高．(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，做功的数量只由过程始末两个状

2、态决定而与做功的方式无关．1．(1)某一系统经历绝热过程时，只要初末状态相同，则做功数量也一定相同．(　　)(2)在绝热过程中，做功方式不同会直接影响系统状态变化的最终结果．(　　)提示：(1)√　(2)×二、功和内能1．内能：依赖于一个热力学系统自身状态的物理量，是热力学系统的一种能量．2．绝热过程中做功与内能变化的关系：ΔU＝W．2．(1)转动的叶片不断搅动水，水温升高．(　　)(2)在绝热过程中，外界对气体做功，气体内能增加．(　　)(3)在绝热过程中，气体对外界做功，气体内能减少．(　　)提示：(1)√　(2)√　(3)√三、热和内能1．热传递：热量总是从

3、高温物体向低温物体传递．2．热量和内能(1)关系描述：热量是在单纯的传热过程中内能变化的量度．(2)公式表达：ΔU＝Q．-6-3．(1)做功和热传递都可以改变物体的内能，从效果上是等效的．(　　)(2)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量．(　　)(3)热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递．(　　)(4)功和内能都是能量转化的量度．(　　)提示：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　做功和内能变化的关系1．做功与内能变化的关系(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，外界对物体做多

4、少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少．2．功与内能的区别(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，相应地做功才越多．　(1)外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少．(2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功．　景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃．对筒内封闭的气体，在此压缩过程中(　　)A．气体温度升高，压强不变B．

5、气体温度升高，压强变大C．气体对外界做正功，气体的内能增加D．外界对气体做正功，气体的内能减少[解题探究]　(1)猛推推杆，外界对气体做______功，“猛推”暗示该过程可看做______过程．(2)气体温度与内能大小的关系为________．[解析]　对封闭气体，猛推推杆压缩的过程中，时间极短，传热不计，故该过程中外界对气体做正功，使其内能增加，选项C、D均错误．因气体的内能是所有分子动能与分子势能之和，而气体的分子间距很大，分子力可以忽略，故分子势能不计，-6-所以分子的平均动能增加，温度升高，再由气体状态方程＝C可知，气体的压强变大，故选项A错误，选项B正确

6、．[答案]　B(1)根据气体体积变化判断做功情况：气体膨胀，气体对外界做功；气体压缩，外界对气体做功，但气体向真空自由膨胀时不做功．(2)通过“迅速”“缓慢”等关键性字眼建立物理模型．“迅速”是指来不及热交换，可以认为是“绝热过程”；“缓慢”是指这一过程中能够进行热交换．　　1.金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出，待筒内、外压强相等时，立即关闭开关．在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是(　　)A．筒外空气流向筒内B．筒内空气流向筒外C．筒内、外有空气交换，处于动态平衡，筒内空气质量不

7、变D．筒内、外无空气交换解析：选B．因高压空气急剧外溢时，气体来不及充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程，气体对外做功，内能减小，所以关闭开关时，筒内气体温度较外界偏低，再经过较长时间后，筒内、外气体温度相同．对筒内剩余气体分析，属于等容升温过程，压强要增大，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外，B对.　热传递和内能变化的关系1．在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．即ΔU＝U2－U1＝Q.2．传热改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程．　(多选)在外界不做功的情况下，物体

8、的内能增加