高中物理 10.2《热和内能》课件5 新人教版选修33

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1、第一节功和内能第一节功和内能第二节热和内能第二节热和内能核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第二二节节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.了解焦耳的两个实验的原理，区了解焦耳的两个实验的原理，区别热量和内能别热量和内能2知道做功和传热是改变内能的两种方式，知道做功和传热是改变内能的两种方式，能正确区分两者的不同能正确区分两者的不同3通过焦耳实验的探究，培养学生的科学探通过焦耳实验的探究，培养学生的科学探索精神索精神重点难点：通过实验探究来类比、分析理解内重点难点：通过实验探究来类比、分析理解内能与功、热量的关系能

2、与功、热量的关系课前自主学案课前自主学案一、演示实验一、演示实验1实验仪器：压缩空气引火仪实验仪器：压缩空气引火仪2实验结论：活塞压缩空气做功，可以使空气温实验结论：活塞压缩空气做功，可以使空气温度升高，内能度升高，内能_二、焦耳的实验二、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，它不从外界交换能量，它不从外界_,也不向外界也不向外界_增加增加吸热吸热放热放热2代表性实验代表性实验(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)通过电流的通过电流的_给水加热给水加热3实验结论实验结论要使系

3、统状态通过绝热过程发生变化，做功的数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量只由过程始末两个_决定而与做功的决定而与做功的_无关无关三、内能三、内能1内能概念：任何一个热力学系统都存在一个内能概念：任何一个热力学系统都存在一个_的物理量，的物理量，升高升高热效应热效应状态状态方式方式依赖于系统自身状态依赖于系统自身状态这个物理量在两个状态间的差值等于外界在绝热这个物理量在两个状态间的差值等于外界在绝热过程中对系统所做的功，我们把这个物理量称为过程中对系统所做的功，我们把这个物理量称为系统的内能系统的内能2在绝热过程中做功与内能的变化关系：在绝热过程中做功与内能的变化关系：

4、_.四、热和内能四、热和内能1传热：热量从高温物体传到低温物体的过程传热：热量从高温物体传到低温物体的过程2关系描述：热量是在单纯的传热过程中关系描述：热量是在单纯的传热过程中_变化的量度变化的量度3公式表达：公式表达：_.UW系统内能系统内能UQ核心要点突破核心要点突破一、功和内能的关系一、功和内能的关系1内能与内能的变化的关系内能与内能的变化的关系(1)物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和在微观上由分子数和分子热运动激烈势能之和在微观上由分子数和分子热运动激烈程度及相互作用力决定，宏观上体现为物体温度程度及相互作用力决定，宏观上体现为物体

5、温度和体积，因此物体的内能是一个状态量和体积，因此物体的内能是一个状态量(2)当物体温度变化时，分子热运动激烈程度发生当物体温度变化时，分子热运动激烈程度发生改变，分子平均动能变化物体体积变化时，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，与中间过程及的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关方式无关2做功与内能的变化的关系做功与内能的变化的关系(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机如机械能械能)与内能相互转化的过程与内能相互转化的过

6、程(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，就有多少内能转化多少；物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少为其他形式的能，物体的内能就减少多少3功和内能的区别功和内能的区别(1)功是过程量，内能是状态量功是过程量，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，只有内能变化较大时

7、，对应着做功较多程中，只有内能变化较大时，对应着做功较多即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1(2011年高考广东卷年高考广东卷)图图1011为某种椅子与为某种椅子与其升降部分的结构示意图，其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一两筒间密闭了一定质量的气体，定质量的气体，M可沿可沿N的内壁上下滑动，设筒内的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程向下滑动的过程中中()图图1011A外界对气体做功，气体内能增大外界对气体做功，气体内能增大B外界对气体做功，气体内能减小外界对气体做功，气体内能减小C气体对外界做功，气体内能增大

8、气体对外界做功，气体内能增大D气体对外界做功，气体内能减小气体对外界做功，气体内能减小解析：解析：选选A.M向下滑动，气体体积减小，外界对向下滑动，气体体积减小，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以内能气体做功，又因为与外界没有热交换，所以内能增加，故增加，故A正确正确二、二、“温度温度”、“热量热量”、“功功”、“内能内能”的的辨析辨析1内能和温度内能和温度从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微从宏观看，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剧烈程度，是分观看，温度反映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志物体的温度升高，其内能一子平均动能的标志物体的

9、温度升高，其内能一定增加但物体吸收热量内能增加时，温度却不定增加但物体吸收热量内能增加时，温度却不一定升高一定升高2内能和热量内能和热量(1)热量的概念在涉及能量传递时才有意义我们热量的概念在涉及能量传递时才有意义我们不能说一个物体具有多少热量，只能说在传不能说一个物体具有多少热量，只能说在传热过热过程中物体吸收或放出了多少热量程中物体吸收或放出了多少热量(2)在单纯传热的过程中，物体吸收热量，内能增在单纯传热的过程中，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小，热量是内能改变加，物体放出热量，内能减小，热量是内能改变的量度的量度3热量和做功热量和做功热量和功，都是系统内能变化的量度，都是

10、过程热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量还与一定量的功相当，热量可量，一定量的热量还与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统过程转以通过系统转化为功，功也可以通过系统过程转化为热量，但它们之间有着本质的区别化为热量，但它们之间有着本质的区别用做功来改变系统的内能，是系统内分子随整体用做功来改变系统的内能，是系统内分子随整体的有序运动转化为另一系统的分子的无规则运动的有序运动转化为另一系统的分子的无规则运动的过程，是机械能或其他形式的能和内能之间的的过程，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程转化过程用传热来改变系统的内能，是通过传导、对流和用传热来

11、改变系统的内能，是通过传导、对流和辐射来完成的，它将分子的无规则运动，从一个辐射来完成的，它将分子的无规则运动，从一个系统转移到另一个系统，这种转移就是系统间内系统转移到另一个系统，这种转移就是系统间内能转换的过程能转换的过程即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2对于热量、功和内能三者的关系下列说法中正对于热量、功和内能三者的关系下列说法中正确的是确的是()A三者单位相同，物理意义相同三者单位相同，物理意义相同B热量和功是内能的量度热量和功是内能的量度C热量和功由过程决定，而内能由物体状态决热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定定D系统内能增加了系统内能增加了100 J，

12、可能是外界采用绝热，可能是外界采用绝热方式对系统做功方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系，也可能是外界单纯地对系统传热统传热100 J解析：解析：选选CD.热量、功和内能三者尽管单位相同，热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别，但物理意义有本质区别，A错热量和功由过程错热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度，化的量度，C对，对，B错对一个绝热过程错对一个绝热过程UW100 J，对一个单纯传热过程，对一个单纯传热过程UQ100 J，D对对课堂互动讲练课堂互动讲练做功和内能变化的关系做功和内能变化的关系

13、(2010年高考福建卷年高考福建卷)如图如图1012所示，所示，一定质量的理想气体密封在绝热一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发即与外界不发生热交换生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝容器中，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热活塞今对活塞施以一竖直向下的压力F，使，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减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，则被密小若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体封的气体()图图1012A温度升高，压强增大，内能减少温度升高，压强增大，内能减少B温度降低，压强增大，内能减少温度降低，压强增大

14、，内能减少C温度升高，压强增大，内能增加温度升高，压强增大，内能增加D温度降低，压强减，内能增加温度降低，压强减，内能增加【思路点拨思路点拨】明确研究对象是密闭的气体，由明确研究对象是密闭的气体，由功和内能的关系得出温度的变化，再利用理想气功和内能的关系得出温度的变化，再利用理想气体状态方程求解体状态方程求解【自主解答自主解答】由由F对密闭的气体做功，容器及对密闭的气体做功，容器及活塞绝热，则活塞绝热，则Q0，由功和内能的关系知理想气，由功和内能的关系知理想气体内能增大，体内能增大，T升高，再根据升高，再根据pV/TC，V减小，减小，p增大，故选增大，故选C.【答案答案】C【方法总结方法总结】

15、对于一定质量的气体，分析对气对于一定质量的气体，分析对气体做功情况时，可根据气体的体积变化做出判断：体做功情况时，可根据气体的体积变化做出判断：气体膨胀，气体对外界做功；气体压缩，外界对气体膨胀，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气体做功，但气体向真空自由膨胀时不做功变式训练变式训练1(2011年湖北八校联考年湖北八校联考)如图如图1013所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨右侧为真空现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中胀直至达到平衡，则在此过程

16、中(不计气体的分子不计气体的分子势能势能)()图图1013A气体对外界做功，温度降低，内能减少气体对外界做功，温度降低，内能减少B气体对外界做功，温度不变，内能减少气体对外界做功，温度不变，内能减少C气体不做功，温度不变，内能不变气体不做功，温度不变，内能不变D气体不做功，温度不变，内能减少气体不做功，温度不变，内能减少解析：解析：选选C.抽掉隔板后，气体膨胀体积增大，但抽掉隔板后，气体膨胀体积增大，但由于右侧为真空，气体自由膨胀不做功，因而内由于右侧为真空，气体自由膨胀不做功，因而内能不变，温度不变，选能不变，温度不变，选C.传热和内能变化的关系传热和内能变化的关系 在外界不做功的情况下，物

17、体的内能增加了在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是()A一定是物体放出了一定是物体放出了50 J的热量的热量B一定是物体吸收了一定是物体吸收了50 J的热量的热量C一定是物体分子动能增加了一定是物体分子动能增加了50 JD物体的分子平均动能可能不变物体的分子平均动能可能不变【精讲精析精讲精析】在力不做功的情况下，内能的改在力不做功的情况下，内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故等能量的热量，故A错错B对物体内能包括所有分对物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平

18、均动能、子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一并不一定是分子动能增加了定是分子动能增加了50 J物体的分子平均动能物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加热量全部用来增加分子势能分子势能【答案答案】BD【方法总结方法总结】物体的内能增加，温度不一定升物体的内能增加，温度不一定升高例如晶体熔化时，内能增加，温度不变高例如晶体熔化时，内能增加，温度不变变式训练变式训练2关于物体内能的变化，以下说法中正关于物体内能的变化，以下说法中正确的是确的是()A物体吸收热量，内能一

19、定增大物体吸收热量，内能一定增大B物体对外做功，内能一定减少物体对外做功，内能一定减少C物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变解析：解析：选选C.做功和传热可以改变物体的内能，当做功和传热可以改变物体的内能，当做功和传热同时发生时，物体的内能可能不变，做功和传热同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化发生变

20、化 关于温度、热量、内能，以下说法正确的关于温度、热量、内能，以下说法正确的是是()A同一物体温度高时，含有的热量多同一物体温度高时，含有的热量多B物体的内能越大，含有的热量就越多，温度物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高也越高C在传热中，放出热量的物体内能一定大于吸在传热中，放出热量的物体内能一定大于吸收热量的物体的内能收热量的物体的内能D热量总是自发地从温度高的物体传给温度低热量总是自发地从温度高的物体传给温度低的物体的物体温度、热量、内能的区别温度、热量、内能的区别【精讲精析精讲精析】同一物体温度高时，内能大，只同一物体温度高时，内能大，只有传热过程转移的内能才能称为热量，有传热

21、过程转移的内能才能称为热量，A、B错；错；在传热过程中，热量从温度高的物体传给温度低在传热过程中，热量从温度高的物体传给温度低的物体，温度高的物体内能不一定大，故的物体，温度高的物体内能不一定大，故D对对【答案答案】D【方法总结方法总结】温度、内能是状态量、热量、功温度、内能是状态量、热量、功是过程量是过程量变式训练变式训练3关于物体的内能和热量，下列说法中关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有正确的有()A热水的内能比冷水的内能多热水的内能比冷水的内能多B温度高的物体其热量必定多，内能必定大温度高的物体其热量必定多，内能必定大C在传热过程中，内能大的物体其内能将减小，在传热过程中，内能大的

22、物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等相等D热量是传热过程中内能转移的量度热量是传热过程中内能转移的量度解析：解析：选选D.物体的内能由温度、体积及物体的质物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不是只由温度决定，故量决定，不是只由温度决定，故A、B错；在传热错；在传热过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故故C项错；关于热量的论述，项错；关于热量的论述，D项是正确的项是正确的