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_3201711223101
2024-2025学年高中物理第10章热力学定律2热和内能教案1新人教版选修3-3
1.在今后的教学中，注重培养学生的实验技能，提高他们的动手能力。
2.关注学生的个体差异，采取针对性措施，提高学生的课堂参与度。
3.加强重点难点的讲解，帮助学生深入理解热力学第一定律。
4.在课堂管理方面，加强课堂纪律，营造良好的学习氛围。
课堂小结，当堂检测
4.行为习惯：
-学生在课堂上的表现存在差异，部分学生认真听讲、积极发言，与教师互动良好；而另一部分学生则表现较为被动，课堂参与度较低。
-部分学生课后学习习惯良好，能够主动完成作业和复习，但仍有部分学生缺乏自律，需要家长和教师的督促。
-学生在团队合作中，有时会出现沟通不畅、分工不明确等问题，影响学习效果。
对课程学习的影响：
1.知识层面的影响：学生对热力学定律的理解和掌握程度将直接影响到本节课的教学效果。教师需要关注学生对基础知识的掌握，并针对学生的薄弱环节进行巩固。
2.能力层面的影响：学生的逻辑思维、推理能力以及实验操作能力对课程学习具有重要作用。教师应注重培养学生的这些能力，提高他们解决实际问题的能力。
介绍与热力学相关的拓展知识，如热力学第二定律、热力学循环等，拓宽学生的知识视野。
引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。
情感升华：
结合热力学内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。
鼓励学生分享学习热力学的心得和体会，增进师生之间的情感交流。
（六）课堂小结（预计用时：2分钟）
6.作业布置（3分钟）：根据本节课内容，布置相关习题，巩固所学知识。
教学目标：
1.让学生理解热和内能的概念，掌握热传递的三种方式。
2.使学生了解热力学第一定律的表达及其物理意义。
2020_2021学年高中物理第十章热力学定律2热和内能学案新人教版选修3_3
第二节热和内能【素养目标定位】※了解热传递的三种方式※知道热传递和做功都可以改变物体的内能※了解热与内能的关系，区别热量与内能的概念【素养思维脉络】课前预习反馈知识点1 热传递1．概念两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要__降温__，温度低的物体要__升温__，即热量从__高温__物体传到了__低温__物体，这个过程就叫作热传递。
2．热传递的方式__热传导__、__热对流__和__热辐射__。
3．热传递的条件__存在温度差__。
4．实质热传递过程实质是__能量__转移的过程。
知识点2 热和内能1．热传递与内能改变的关系(1)在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的__内能__就增加多少，即Q吸＝__ΔU__。
(2)在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的__内能__就减少多少，即Q放＝__－ΔU__。
2．热量热量是在单纯的热传递过程中系统__内能变化__的量度。
辨析思考『判一判』(1)热传递过程具有一定的方向性。
(√)(2)在任何情况下，公式ΔU＝Q都适用。
(×)(3)温度高的物体含有的热量多。
(×)(4)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。
(×)(5)做功和热传递都能改变物体的内能。
(√)(6)热传递改变内能的实质是能量的转移。
(√)『选一选』(多选)(2020·上海市金山区高二期末)下列过程中，主要通过热传递方式改变物体内能的是( ABC )A．湿衣服中的水蒸发B．水中的冰融化C．池水在阳光的照射下温度升高D．锤子敲击钉子后钉子变热解析：湿衣服中的水蒸发是因为热传递，故A正确；水中的冰融化是因为热传递，故B 正确；池水在阳光的照射下温度升高是热量的传递，故C正确；锤子敲击钉子后钉子变热是因为锤子对钉子做功转化为热量，故D错误。
『想一想』如图所示是热传递的三种方式——传导、对流和辐射，请在图片基础上思考以下问题：(1)这三种方式在传递能量时有什么共同点？(2)热传递和做功都可以改变物体的内能，这两种方式在改变物体内能时本质上又有什么不同？答案：(1)热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
2024-2025学年高中物理第10章热力学定律2热和内能教案2新人教版选修3-3
板书设计
①艺术性：
1.使用图形、符号和色彩来突出热力学定律和内能的关键概念。
3.结合生活实例，引导学生运用热力学知识解决实际问题，提高学生的实践能力。
4.组织小组讨论和报告，促进学生对热力学定律和内能概念的理解和应用。
教学资源
1.软硬件资源：实验室设备（如热力学仪器）、多媒体投影仪、白板。
2.课程平台：教材、教学课件、实验指导书。
3.信息化资源：在线学习平台（如教育云平台）、科学杂志、学术文章。
4.教学手段：小组讨论、实验教学、案例分析、问题解答、互动式教学。
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解热力学定律和内能的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习热力学定律和内能的内容做好准备。
教师备课：
深入研究教材，明确热力学定律和内能的教学目标和重难点。
重点难点及解决办法
重点：
1.热力学第一定律：能量守恒与热量转换的关系。
2.热力学第二定律：热力学过程的方向性。
3.内能的概念及其与热量的关系。
难点：
1.热力学定律的数学表达及其应用。
2.内能的微观解释及其与宏观现象的联系。
解决办法：
1.通过实验和案例分析，让学生直观地理解热量与内能的转换关系。
2.运用图形、图像等教学辅助工具，帮助学生形象地理解热力学定律的数学表达。
高中物理 第十章 热力学定律 第1-2讲 功和内能 热和内能学案 新人教版选修3-3
第1讲功和内能第2讲热和内能[目标定位]1.知道做功可以改变物体的内能.2.知道热传递与内能变化的关系.3.知道热传递和做功对改变物体内能的等效结果．一、焦耳的实验1．系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程叫做绝热过程．2．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态1、2决定，而与做功方式无关．二、内能1．任何一个热力学系统都存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，我们把它称之为系统的内能．2．当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量ΔU ＝U 2－U 1就等于外界对系统所做的功W ，即ΔU ＝W .三、热和内能1．不仅对系统做功可以改变系统的内能，单纯的对系统传热也能改变系统的内能．2．当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增加量ΔU ＝U 2－U 1就等于外界向系统传递的热量Q ，即ΔU ＝Q .一、功和内能关系的理解1．内能(1)微观：所有分子的动能和势能之和．(2)宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量．(3)状态量．2．功和内能变化的关系做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度，在绝热过程中：(1)外界对系统做功，系统内能增加，即ΔU ＝U 2－U 1＝W ；(2)系统对外界做功，系统内能减少，即W ＝ΔU .3．内能与机械能的区别和联系(1)区别：内能与机械能是两个不同的概念．(2)联系：在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变．例1如图1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，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中()图1A．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，内能的改变取决了做功的情况，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，气体对外界做功，内能就减小，故D 选项正确．借题发挥(1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大，温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的．(2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU 为正，W 为正，外界对系统做功．末态内能小于初态内能时，ΔU 为负，W 为负，系统对外界做功．例2下列关于系统的内能的说法正确的是()A．系统的内能是由系统的状态决定的B．分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的C．做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D．气体在大气中绝热膨胀时对外做了功，但气体的内能不变答案AB解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A对；正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B 对；做功和热传递都可以改变系统的内能，C 错；气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D 错．二、热和内能1．传热和内能变化的关系系统在单纯传热过程中，内能的增量ΔU 等于外界向系统传递的热量Q ，即ΔU ＝Q .2．区分三组概念(1)内能与热量：内能是状态量，可以说系统具有多少内能而不能说传递多少内能；热量是过程量，不能说系统具有多少热量，只能说传递了多少热量．(2)热量与温度热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志．虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度．(3)热量与功热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，功是能量变化的量度，但它们之间有着本质的区别．例3一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T 1比铁块的温度T 2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则()A．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能减少量不等于铁块内能的增加量C．达到热平衡时，铜块的温度T ＝T 1＋T 22D．达到热平衡时，两者的温度相等答案AD解析一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温度相等，不再发生热交换为止，而热量是热传递过程中内能的变化量，所以选项A、D 都正确，选项B 错误；根据热平衡方程c 铜m (T 1－T )＝c 铁m (T－T 2)，解得T ＝c 铜T 1＋c 铁T 2c 铜＋c 铁，由此可知选项C 是错误的．例4若对物体做1200J 的功，可使物体温度升高3℃，改用传热的方式，使物体温度同样升高3℃，那么物体应吸收________J 的热量，如果对该物体做3000J 的功，物体的温度升高5℃，表明该过程中，物体应________(填“吸收”或“放出”)热量________J.答案1200放出1000解析做功和传热在改变物体内能上是等效的，因此物体用做功方式使温度升高3℃，如用吸热方式，也使温度升高3℃应吸收1200J 的热量．如对物体做功3000J，温度升高5℃，而物体温度升高5℃，需要的功或热量应为ΔE .1200J＝cm ×3℃，ΔE ＝cm ×5℃，所以ΔE ＝2000J.Q ＝ΔE －W ＝－1000J，因此物体应放出1000J 的热量．做功与内能的关系1．在下述各种现象中，不是由做功引起系统温度变化的是()A．在阳光照射下，水的温度升高B．用铁锤不断锤打铅块，铅块温度会升高C．在炉火上烧水，水的温度升高D．电视机工作一段时间，其内部元件温度升高答案AC解析阳光照射下水温升高是热辐射使水的温度升高，在炉火上烧水是热传导和对流使水的温度升高，用铁锤锤打铅块的过程，是做功的过程，铅块温度升高，是由于外界做功引起的．电视机工作时，电流通过各元件，电流做功使其温度升高．可见A、C 不是由做功引起温度变化的，故选A、C.2．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程．设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少答案D解析绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，气体对外界做功W ＜0.由ΔU ＝U 2－U 1＝W 可知，气体内能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减少．传热与内能的关系3．关于热传递，下列说法中正确的是()A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递可以在任何情况下进行D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量答案B解析热传递的实质是物体间内能的转移，故A 错；热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B 对，C 错；物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D 错．4．对于热量、功和内能，三者的说法正确的是()A．热量、功、内能三者的物理意义等同B．热量、功都可以作为物体内能的量度C．热量、功、内能的单位不相同D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的答案D解析物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功或热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A错；热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的，而功是量度用做功的方式来改变物体内能多少的，B错；三者单位都是焦耳，C错；热量和功是过程量，内能是状态量，D正确．(时间：60分钟)题组一做功与内能的变化1．用下述方法改变物体的内能，属于做功的方式是()A．用锤子打铁时，铁块发热B．用磨刀石磨刀时，刀发热C．双手互搓，手发热D．用天然气烧水答案ABC解析A、B、C中的过程都是力对系统(铁块、刀、手)做功，内能增加和温度升高的过程．而D中用天然气烧水则是通过热传导和热对流来实现水温升高的．2．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为()A．胎内气体压强不断增大，而容积不变B．轮胎从外界吸热C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度D．打气时，外界不断地对胎内气体做功答案D解析给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．3．一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内，当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量有(不计气体分子势能)()A．气体体积B．气体分子密度C．气体内能D．气体分子的平均动能答案BCD解析绝热过程外力对系统做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增加．4．如图1所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动．设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()图1A．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C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小答案A解析因为M、N内被封气体体积减小，所以外界对气体做功，又因气体与外界没有热交换即绝热过程，所以ΔU＝W，且ΔU>0，气体内能增加，A正确．5．如图2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，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中()图2A．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，内能不变C．气体不做功，温度不变，内能不变D．气体不做功，温度不变，内能减少答案C解析气体向真空膨胀，不做功；此为绝热容器，无热传递，Q＝0.题组二传热与内能的变化6．下列关于内能与热量的说法中，正确的是()A．马铃薯所含热量高B．内能越大的物体热量也越多C．热量自发地从内能大的物体流向内能小的物体D．热量自发地从温度高的物体流向温度低的物体答案D解析选项A是一种很常见的说法，但从物理学的角度来看，却有不妥，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B与说法A存在相同的错误，此外，物体的内能与热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，选项C错．7．在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为() A．两物体没有接触B．两物体的温度相同C．真空容器不能发生热对流D．两物体具有相同的内能答案B解析发生热传递的条件是有温度差，而与物体内能的多少、是否接触周围的环境(是否真空)无关，故选项B正确，A、C、D错误．题组三综合应用8．如图3所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度处，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高到同一值，两球膨胀后，体积相等，则()图3A．A球吸收的热量较多B．B球吸收的热量较多C．两球吸收的热量一样多D．无法确定答案B解析A、B两球升高同样的温度，体积变化又相同，则二者内能的变化相同，而B球是处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大，对外做功多，因此B球吸收热量较多一些．9．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答案BD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，一定是吸收了相等能量的热量，故A错，B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．10．如图4所示的容器中，A 、B 中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A 、B 的底部由带阀门K 的管道相连，整个装置与外界绝热．打开阀门前，A 中水面比B 中水面高，打开阀门后，A 中的水逐渐向B 中流，最后达到同一高度，在这个过程中()图4A．大气压力对水做功，水的内能增加B．水克服大气压力做功，水的内能减少C．大气压力对水不做功，水的内能不变D．大气压力对水不做功，水的内能增加答案D解析打开阀门K 稳定后，容器A 、B 中的水面相平，相当于图中画斜线部分的水从A 移到B ，这部分水的重力势能减少了，即重力对水做了功，同时大气压力对A 容器中的水做正功为p 0S A h A ，对B 容器中的水做负功为p 0S B h B ，因为两部分水的体积相等，所以大气压力对水做的总功为零．由于容器绝热，系统与外界之间没有热交换，而重力对系统做正功，故水的内能增加．11．某同学做了一个小实验；先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图5所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的____________，温度____________，体积________．图5(2)若只对一定质量的理想气体做1500J 的功，可使其温度升高5K．若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5K，那么气体吸收________J 的热量．如果对该气体做了2000J 的功，使其温度升高了5K，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.答案(1)热量升高增大(2)1500放出500解析(1)烧瓶和烧瓶内的气体要从热水杯中吸收水的热量，温度升高，体积增大．(2)做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的．。
高中物理第十章热力学定律第2节热和内能问题导学案新人教版选修3
高中物理第十章热力学定律第2节热和内能问题导学案新人教版选修31、热传递的条件是什么？能否发生热传递与物体内能的多少是否有关？2、在单纯的热传递过程中，怎样计算内能的增量？3、做功和热传递都能改变物体的内能。
做功和热传递在改变物体内能上的本质是否相同？迁移与应用关于温度、热量、内能，以下说法中正确的是（）A、一个铁块的温度升高，其内能增大B、物体吸收热量，其温度一定升高C、温度高的物体比温度低的物体含有的热量多D、温度总是从物体热的部分传递至冷的部分温度、热量、内能、比热容是热学部分的重要概念。
高考围绕这几个概念之间的区别与联系考查的题目比较多。
应正确理解好这几个概念。
概念区别联系温度表示物体的冷热程度，其实质是：反映了物体内部大量分子无规则运动的激烈程度①温度、内能：温度是影响内能的因素之一，温度升高，内能增加；温度降低，内能减少②内能、热量：热量是用来衡量热传递过程中内能变化多少的③温度、热量：热量与温度的变化有关，在不发生物态变化时，物体吸收热量，内能增加，温度升高；物体放出热量，内能减少，温度降低内能物体内部所有分子的动能和分子势能的总和。
一切物体都具有内能热量在热传递过程中，传递内能的多少。
与物质的种类（比热容）、质量和温度的变化量有关注意：温度不能“传”，热量不能“含”吸热不一定升温（如：晶体的熔化、水的沸腾）升温不一定吸热（也可以通过做功实现）当堂检测1、下列关于热量的说法正确的是（）A、温度高的物体含有的热量多B、内能多的物体含有的热量多C、热量、功和内能的单位相同D、热量和功都是过程量，而内能是状态量2、关于热传递的下列说法中正确的是（）A、热量总是从内能大的物体传给内能小的物体B、热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体C、热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化D、只有通过热传递的方式，才能使物体的温度发生变化3、一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界发生能量交换，则（）A、从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铁块减少的内能等于铜块增加的内能B、在两者达到热平衡前的任一时间段内，铁块内能的减少量不等于铜块内能的增加量C、达到热平衡时，两者的温度T＝D、达到热平衡时，两者的温度相等4、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5、某同学做了一个小实验：先把空的锥形瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出锥形瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将锥形瓶放进盛满热水的烧杯内，气球逐渐膨胀起来，如图所示。
高中物理 第十章 热力学定律 2 热和内能互动课堂学案 新人教版选修33
2 热和内能互动课堂疏导引导1.知道热传递的三种方式及特点热传递有三种方式，分别是传导、对流和辐射.热从物体上温度较高的部分沿着物体传递到温度较低的部分，叫传导.靠液体或气体的流动来传热的方式，叫对流.热由物体沿直线向外射出去，叫辐射.三种热传递的方式各有特点.传导的特点在于沿着物体但不伴之以物质的迁移，所以多发生于固体上；对流则是靠物质的流动来传递热，所以对流是液体和气体特有的传热方式；辐射则无需物质作为媒介，而是以直线方式向外传递的.领会了这些特点，对日常接触到的一些热现象就很容易解释了.2.对于热量的理解热量是用来衡量热传递过程中内能变化的一个物理量，是一个过程量.因此，只有在热传递过程中才谈热量.热量和内能是两个截然不同的概念，内能是状态量，我们说物体在一定状态下有内能而不能说有热量.3.改变内能的两种方式（1）做功做功改变物体的内能体现了其他形式的能和内能之间的转化.功是能量转化的量度.在无热交换时，外界对物体做了多少功（指改变物体内能的这部分功，不包括改变物体机械能的那部分功），物体的内能就增加多少，反之，物体对外界做了多少功，物体的内能就减少多少，即ΔU=W.（2）热传递热传递的过程就是物体间或同一物体的不同部分间内能的转移过程.热传递方向是内能从高温物体传给低温物体，但高温物体内能不一定比低温物体内能大.在物体做功为零时，放出多少热，物体的内能就减少多少；吸收多少热，物体的内能就增加多少，即ΔU=Q. （3）做功和热传递对改变物体内能是等效的做功和热传递虽有本质区别，但在改变物体内能上是等效的.热量和功都是过程量，热量是量度内能转移的过程量，功也是量度内能转化的过程量.热量不是内能，也不是温度.4.热量、内能和温度的区别与联系内能是由系统状态决定的，系统状态确定了系统内能也随之确定.热量是热传递过程中的特征物理量，是用来衡量物体内能变化的，反映物体在状态变化过程中所转移的能量.温度是分子平均动能的标志.热量是能量转移的量度，是与内能的变化相联系的，是过程量.内能是状态量.物体的内能大，并不意味着物体一定会对外做功或向外传递热量，或者做的功多，传递的热量多.只有物体内能的变化大时，过程中做的功或传递的热量才会多.温度只是分子平均动能的标志.物体的内能除与温度有关外，还与物体的质量、体积、物态等因素有关.活学巧用1.关于热传递，下列说法正确的是（）A.热传递的实质是温度的传递B.物体间存在着温度差，才能发生热传递C.热传递可以在任何情况下进行D.物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量解析：热传递的实质是物体间内能的转移，故A错.热传递的条件是物体间存在着温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不会发生热传递，故B对、C错.物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，可能是做功引起的，故D错.答案：B2.关于系统内能的下述说法中正确的是（）A.物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能B.一个物体当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化C.外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即ΔU=WD.系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加多少,即ΔU=Q解析：在分子动理论中，我们把物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和定义为物体的内能，选项A对.物体的内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有任何关系.如物体的速度增加了，机械能可能增加；但如果物体的温度不变，物体的内能可能不变，故选项B 错.只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增量，同理，只有在单纯的热传递过程中，系统吸收（或放出）的热量才等于系统内能的增量，故选项C、D都错.答案：A3.下列关于内能与热量的说法中，正确的是（）A.马铃薯所含热量高B.内能越大的物体热量也越多C.热量总是从内能大的物体流向内能小的物体D.热量总是从温度高的物体流向温度低的物体解析：选项A是一种很常见的说法，在日常生活中似无须计较，但从物理学的角度看，确有不妥.热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B与说法A有相同的错误.此外，物体的内能改变与可能传递的热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；两物体之间热量流向只与它们的温度有关，而与它们的内能无关，选项C错.答案：D4.对于热量、功和内能，三者的说法正确的是（）A.热量、功、内能三者的物理意义等同B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位不相同D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的解析：物体的内能是指物体的所有分子动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A项错.热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的，而功也是量度用做功的方式来改变物体内能多少的，B项错.三者单位都是焦耳，C项错.热量和功是过程量，内能是状态量，D项正确.答案：D。
高中物理10.2热和内能教案新人教版选修33
第二节 热和内能教学目标：（一）知识与技术1、理解热传递的三种方式，并明白这是改变物体内能的另一方式。
2、了解热与内能的关系，区别热量与内能的概念。
（二）进程与方式通过热传递改变物体内能来理解能量转移的进程。
（三）情感、态度与价值观通过对能量转移的了解感受能量的流动性，增强咱们学习物理、探索自然的兴趣。
教学重点：热传递对内能的改变。
教学难点：热传递对内能的改变效果。
教学方式：阅读、讨论和讲解法教学用具：投影仪、投影片。
教学进程：（一）温习提问，引入新课提问：（1）从做功与能量转化的角度理解，什么是物体的内能?（2）在绝热进程中，功与系统的内能有何关系？学生试探并回答：（1）概念：任何一个热力学系统都一定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，那个物理量在两个状态间的不同与外界在绝热进程中对系统所做的功相联系。
咱们把那个物理量称为系统的内能。
（2）当系统从状态1通过绝热进程达到状态2时，内能的增加量12U U U -=∆等于外界对系统所做的功W ，即W U =∆。
总结：做功能够改变物体的内能，做功是改变物体内能的一种方式。
今天咱们来学习改变内能的另一种方式――热传递。
（二）新课教学1、热传递教师：引导学生阅读教材62页有关内容，试探并回答问题。
（1）什么是热传递？（2）热传递有几种方式？举例说明。
（3）热传递的条件是什么？可否发生热传递与物体内能的多少是不是有关？（4）热传递进程的实质是什么？学生：阅读教材后回答问题。
（1）概念：两个温度不同的物体彼此接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，即热量从高温物体传到了低温物体，那个进程就叫做热传递。
（2）热传递的方式：热传导、热对流和热辐射。
（3）热传递的条件：存在温度差。
与物体内能的多少无关。
教师强调指出：只要存在温度差，热传递进程就会进行，与原来物体内能的多少大小无关。
热传递进程能量能够由内能大的物体传到内能小的物体上，也能够由内能小的物体传到内能大的物体上，但必然是由高温物体传给低温物体。
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2 热和内能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____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。
物体的温度升高，其内能一定增加，但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加(可能同时对外做功)。
2．热量和内能热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的。
有过程，才有变化，离开过程，毫无意义。
就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“热量”和“功”，因此，不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”。
内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定，要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种方式来完成。
3．热量和温度热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的剧烈程度的标志。
虽然热传递的前提是两个系统之间存在温度差，但是传递的是能量，不是温度。
热传递不仅可以使系统温度发生变化，还可以使物质状态发生变化。
在物质状态变化中，传递给系统的热量并没有使系统的温度发生变化，因此不能说“系统吸收热量多，温度变化一定大”，也不能认为“系统的温度高，它放出的热量一定多”。
因为放出的热量，不但和温度的变化值有关，还和比热容有关。
总之，热量和温度之间虽然有一定的联系，但它们是不同的两个物理量。
只要存在温度差，热传递就会进行，与原来物体内能的多少无关。
热传递过程中能量可以由内能大的物体传到内能小的物体上，也可以由内能小的物体传到内能大的物体上。
(2)当系统与外界只有做功(或热传递)现象时，系统的内能一定改变。
类型一功和内能【例1】一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。
设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中( )。
A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减小C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减小点拨：在绝热过程中，外界对系统做功，系统内能增加，温度升高；系统对外界做功，系统内能减少，温度降低。
解析：绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做的功W<0，由ΔU＝U2－U1＝W可知，气体内能减少。
由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减小。
故D项正确。
答案：D题后反思：在判断系统内能的变化情况时，应先判断系统是否处于绝热过程，若处于绝热过程，再依据系统对外界做功，还是外界对系统做功来判断系统内能的变化情况。
触类旁通：若本题中气体是在真空中发生绝热膨胀，不考虑分子势能，气体的内能如何变化？类型二热和内能【例2】下列关于物体内能的说法中正确的是( )。
A．物体吸收热量，内能一定增加B．物体放出热量，内能一定减少C．当做功和热传递同时存在时，物体的内能可能不变D．物体对外做功，内能可能增加点拨：改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，不能只从一种方式得出结论。
解析：当物体从外界吸收的热量Q与对外做的功W正好相等时，物体的内能不变，C项正确；当物体对外做功时，如果同时吸收热量Q，且吸收的热量比对外做的功W多时，内能就可能增加，D项正确。
答案：CD题后反思：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，且它们可以同时进行。
它们引起内能变化的方向可以是都使系统内能增加或减少；也可以是一个使系统内能增加，另一个使系统内能减少。
触类旁通：若理想气体在等容过程中吸收热量，气体的内能如何变化？答案：触类旁通【例1】答案：不变(因气体在真空中绝热膨胀，无法对外做功，故内能不变)。
【例2】答案：内能一定增加。
1．如果铁丝的温度升高了，则( )。
A．铁丝一定吸收了热量B．铁丝一定放出了热量C．外界可能对铁丝做功D．外界一定对铁丝做功2．(2011·广州高二检测)如图所示，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当很快地向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明( )。
A．做功可以增加物体的热量B．做功一定升高物体的温度C．做功可以改变物体的内能D．做功一定可以增加物体的内能3．下列关于热量的说法中正确的是( )。
A．温度高的物体含有的热量多B．内能多的物体含有的热量多C．热量、功和内能的单位相同D．热量和功都是过程量，而内能是一个状态量4．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，若不计气泡内空气分子势能的变化，则( )。
A．气泡对外做功，内能不变，同时放热B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热C．气泡内能减少，同时放热D．气泡内能不变，不吸热也不放热答案：1．C 做功和热传递对改变物体的内能是等效的，温度升高可能是做功，也可能是热传递。
2．C 迅速向下压活塞，实际上是在对玻璃气筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时间极短，因此实验过程可认为是绝热过程(即Q＝0)。
乙醚达到燃点而燃烧，表明气体温度升高，内能增大，这说明做功可以改变物体的内能。
3．CD 热量和功都是过程量，而内能是一个状态量，所以不能说温度高的物体含有的热量多，内能多的物体含有的热量多；热量、功和内能的单位相同，都是焦耳。
4．B 在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，故气泡中空气分子的内能减小，温度降低。
但由于外部恒温，且气泡缓慢上升，故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，内能不变，故需从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功。