高二物理选修33(2020年整理).10.1功和内能同步检测新人教版.pptx
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高二物理选修3-3-10.1-功和内能-课件
动画：热传递
1、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，我们说热量 从高温物体传到了低温物体。这样的过程叫做 热传递。
2、发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在温 度差。
3、热传递有三种方式：热传导、热对流、热辐射。
三、热和内能
1、热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
1、物体从外界吸热，物体内能增加。 2、物体对外界放热，物体内能减少。
做功和热传递的区别
1、做功使物体内能发生改变的时候，内能的改 变就用功数值来量度．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．
热传递使物体的内能发生改变的时候，内能 的改变用热量来量度的．物体吸收多少热量， 物体的内能就增加多少；物体放出多少热量， 物体的内能就减少多少．
(2)通过电流的热效应给水加热 焦耳热功当量实验装置—电功
在通过电流的热效应给水加热的实验中， 多次实验结果表明，对同一个系统，如果过 程是绝热的，只要所做的电功相等，则系统 温度上升的数值是相同的，即系统的状态变 化相同。
（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态决定，而 与做功的方式无关
2．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的．
3．做功和热传递在本质上是不同的： 做功使物体的内能改变，是其他形式的能量
和内能之间的转化（不同形式能量间的转化） 热传递使物体的内能改变，是物体间内能的
转移（同种形式能量的转移）
例1.如图所示，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
人教版高中物理(选修3-3)10.1功和内能、10.2热和内能优质PPT课件
2020/4/21
解析：选D.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A、B错；在传热 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 物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小， 故C项错；关于热量的论述，D项是正确的．
2020/4/21
【自主解答】 由F对密闭的气体做功，容器及 活塞绝热，则Q＝0，由功和内能的关系知理想气 体内能增大，T升高，再根据pV/T＝C，V减小，p 增大，故选C.
【答案】 C
【方法总结】 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： 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．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
2020/4/21
不能说一个物体具有多少热量，只能说在传热过 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 加，物体放出热量，内能减小，热量是内能改变 的量度．
3．热量和做功 热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程
气体做功，又因为与外界没有热交换，所以内能 增加，故A正确．
2020/4/21
二、“温度”、“热量”、“功”、“内能”的 辨析
1．内能和温度 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 子平均动能的标志．物体的温度升高，其内能一 定增加．但物体吸收热量内能增加时，温度却不 一定升高．
A．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
也越高 C．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 D．热量总是自发地从温度高的物体传给温度低
人教版高中物理选修3-3 第10章第1节功和内能(共27张PPT)
2、下列关于内能与热量的说法中，正确的是( D)
1、下列说法中正确的是( ABCD)
A．“摩擦生热”的现象，实际上是做功改 变物体的内能 B．柴油机点火的道理是压缩气体做功，气 体的内能增加，温度升高使喷入汽缸内的雾 状柴油燃烧 C．做功改变物体的内能实质上是机械能与 内能间的相互转化 D．瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体 温度降低，其原理是气体在膨胀时对外做功， 内能减少，温度降低
如果 U2<U1 Q<0 系统向外界放热
三、功、热量、内能
△U＝W △U＝Q
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 但是做功和热传递在改变物体内能上有何区别？
不同形式能量的转化
{ 做功是内能和其他形式的能发生转化 热传递是不同物体或同一物体不同部分内能的转移 同种形式能量的转移
思考：内能和热量有何区别？
(2)通过电流的热效应给水加热 焦耳热功当量实验装置—电功
发电机
重物
电流对水做功的实验表明 对同一个系统，如果过程是绝热的，只要所 做的电功相等，则系统温度上升的数值是相 同的，即系统的状态变化相同。
实验结论
在各种不同的绝热过程中，系统的内能改 变与做功方式无关，仅与做功数量有关。
1、功与系统内能变化量的关系
内能指的是：物体处于某种状态下，物体内 部分子所具有的总能量，内能是状态量；
热量指的是：物体从一种状态变化到另一种 状态的过程中，物体所吸收或放出的能量， 热量是过程量。
例1 、如果铁丝的温度升高了，则（ C ）
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
1.什么叫内能？
物体内所有分子做热运动的动能和分子 势能的总和叫物体的内能。 决定内能大小的因素有：温度、体积、 分子个数
高二物理配套课件10-1~2 功和内能 热和内能(人教版选修3-3)
热传递和内能变化的关系：系统在单纯的热传递过程中，内能
的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q，即 ΔU＝Q . 热量 来量
热传递改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程．热传递 使物体的内能发生变化时，内能改变的多少可用 度．物体吸收了多少热量，物体的内能就 放出了多少热量，物体的内能就 减少 多少． 增加 多 少 ； 物 体
1 功和内能
2 热和内能
1．知道物体的内能是物体内所有分子的动能和势能的总和．
2．知道做功可以改变物体的内能．
3．了解热传递及热传递的三种方式． 4．知道热传递与内能变化的关系． 5．知道热传递和做功对改变物体内能的等效结果，知道热 功当量．
一、焦耳的实验 系统只由于外界对它做功与外界交换能量，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． 做功
(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．
做功与内能的变化理解
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，做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少 可用做功的数值来度量．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，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的
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，内能就减少，故D选项正确．
2020秋高中物理人教版选修3-3：第十章1功和内能
知识点一 焦耳的实验
提炼知识 1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热 的过程 . 2．做功：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．
3．重物下落带动叶片搅动容器中的水，使水温升高， 这是采用做功的方式给水加热．
判断正误
1．在焦耳的热功当量实验中是通过做功使水温升 高．(√)
第十章 热力学定律
1 功和内能
学习目标
1.了解焦耳的两个实验的原 理. 2.知道做功和传热是改变内 能的两种方式. 3.通过焦耳实验的探究，培 养学生的科学探索精神.
重点难点
重点
1.了解焦耳的两个 实验的原理. 2.知道做功和传热 是改变内能的两 种方式.
难点 知道做功和传 热是改变内能的 两种方式.
解析：气泡膨胀时，对外做功，内能减少． 答案：D
2．如图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( )
A．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 解析：当气体与外界无热交换时，外界对气体做的功
判断正误 1．内能的增加量始终等于外界对系统所做的功．(×) 2．系统的内能是由它的状态决定的．(√)
小试身手
2．用金属制成的气缸中装有柴油和空气的混合物， 有可能使气缸中的柴油达到燃点的过程是( )
A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞 C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞
解析：要使柴油达到燃点，必须使柴油和空气的混合 物内能增大，温度升高，可通过做功过程来实现，因此， 应向里推活塞，使外界对气体做功．但应迅速推动还是缓 慢推动呢？若是绝热气缸，无论迅速推动还是缓慢推动， 只要外界对气体做功，其内能一定增大，温度升高，而金 属气缸是导热的，
最新 高中物理新课标版人教版选修3-3精品课件：10.1《功和内能》(PPT课件可以编辑)
焦耳 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，这样嘚过程叫绝热过程
焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成嘚实验
焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置—机械功 实验结论：只要重力所做嘚功相同，容器内水温上升嘚数值都是相同嘚，即系统状态嘚变化是相同嘚。
焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置—电功 实验结论：只要所做嘚电功相等，则系统温度上升嘚数值是相同嘚，即系统嘚状态变化是相同嘚。
04年全国理如综图1所7示,绝热具有一定质量嘚活塞,活塞嘚上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁嘚摩擦忽略不计,置于 真空中嘚轻弹簧嘚一端固定于理想气体容器嘚底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧嘚弹性
势能为EP(弹簧处于自然长度时嘚弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞
❖ 气体嘚内能要减少。
bK
c 气 体 a 气体C A d 10-1-2
拓展
❖
对于气体在膨胀或压缩嘚情况下，气体做功有如下结论：膨胀时气体对外界做功；压缩时外界对气
体做功．也即气体体积增大，则气体对外界做功；气体体积减小，则外界对气体做功．若在绝热嘚情况
下，气体对外界做功其内能减少；外界对气体做功其内能增加．
从焦耳嘚实验中可以得出什么结论？ 1.在各种不同嘚绝热过程中，系统状态嘚改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。
2.测出了热功当量（热与机械功之间嘚当量关系），为热力学第一定律和能量守恒定律嘚建立奠定了 实验基础。
在热力学系统嘚绝热过程中，外界对系统所做嘚功仅由过程嘚始末两个状态决定，不依赖于做功嘚具体过 程和方式。
从瓶口中喷出。看到雾状物嘚原因在于，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度
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，这样嘚过程叫绝热过程
焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成嘚实验
焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置—机械功 实验结论：只要重力所做嘚功相同，容器内水温上升嘚数值都是相同嘚，即系统状态嘚变化是相同嘚。
焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置—电功 实验结论：只要所做嘚电功相等，则系统温度上升嘚数值是相同嘚，即系统嘚状态变化是相同嘚。
04年全国理如综图1所7示,绝热具有一定质量嘚活塞,活塞嘚上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁嘚摩擦忽略不计,置于 真空中嘚轻弹簧嘚一端固定于理想气体容器嘚底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧嘚弹性
势能为EP(弹簧处于自然长度时嘚弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞
❖ 气体嘚内能要减少。
bK
c 气 体 a 气体C A d 10-1-2
拓展
❖
对于气体在膨胀或压缩嘚情况下，气体做功有如下结论：膨胀时气体对外界做功；压缩时外界对气
体做功．也即气体体积增大，则气体对外界做功；气体体积减小，则外界对气体做功．若在绝热嘚情况
下，气体对外界做功其内能减少；外界对气体做功其内能增加．
从焦耳嘚实验中可以得出什么结论？ 1.在各种不同嘚绝热过程中，系统状态嘚改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。
2.测出了热功当量（热与机械功之间嘚当量关系），为热力学第一定律和能量守恒定律嘚建立奠定了 实验基础。
在热力学系统嘚绝热过程中，外界对系统所做嘚功仅由过程嘚始末两个状态决定，不依赖于做功嘚具体过 程和方式。
从瓶口中喷出。看到雾状物嘚原因在于，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度
(人教版)高中物理选修3-3课件：10.1-2功和内能 热和内能
二、功和内能 1．内能的概念
自身状态 的物理量． (1)内能是描述热力学系统 ___________
做功 可以改变热力学系统所处的状态． (2)在绝热过程中 ______
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 课时作业
2．内能的变化 绝热过程中做功与内能的变化关系：ΔU＝____ W .
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 课时作业
(2)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．
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
正 ，系统对外界做功，W 为____ 负 ． 外界对系统做功，W 为____
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 课时作业
三、热和内能 1．热传递
2．热量和内能的变化
系统内能 变化 (1)关系描述： 热量是在单纯的热传递过程中 __________
的量度．
Q . (2)公式表达： ΔU＝ ___
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 课时作业
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，对应着做功较多．
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
物理 选修3-3
第十章 热力学定律
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 课时作业
10.1功和内能 课件(人教版选修3-3)
第七章 第二节
解析：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。
第七章 第二节
课后强化作业（点此链接）
第七章 第二节
两个概念：内能、熵。
第七章 第二节
三个定律：能量守恒定律、热力学第一定律、热力学第 二定律。
两个不可能：第一类永动机不可能制成、第二类永动机 不可能制成。
一个实验：焦耳的实验。
第七章 第二节
本章重点：改变物体内能的两种方式——做功和热传 递，热力学第一定律。
本章难点：能量守恒定律，热力学第二定律及微观解 释。
●考纲须知 内容
热力学第一定律 能量守恒定律 热力学第二定律
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ
第七章 第二节
第一节 功 和 内 能
第七章 第二节
课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破
考点题型设计 课后强化作业
第七章 第二节
学习目标定位
第七章 第二节
※ ※※
了解焦耳的热功当量实验，明确实 验原理 理解内能的概念，并了解功是能量 改变的量度
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( )
第七章 第二节
第七章 第二节
A．这个装置可测定热功当量 B．做功增加了水的热量 C．做功增加了水的内能 D．功和热量是完全等价的，无区别
第七章 第二节
解析：该实验测定做功和内能变化的关系。可以测定热 功当量，A正确；该实验是绝热过程，没有热传递，内能的 改变是由于做功，C正确；做功表示能量的转化，而热量表 示热传递中内能的转移，二者有区别，B、D错误。
解析：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。
第七章 第二节
课后强化作业（点此链接）
第七章 第二节
两个概念：内能、熵。
第七章 第二节
三个定律：能量守恒定律、热力学第一定律、热力学第 二定律。
两个不可能：第一类永动机不可能制成、第二类永动机 不可能制成。
一个实验：焦耳的实验。
第七章 第二节
本章重点：改变物体内能的两种方式——做功和热传 递，热力学第一定律。
本章难点：能量守恒定律，热力学第二定律及微观解 释。
●考纲须知 内容
热力学第一定律 能量守恒定律 热力学第二定律
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ
第七章 第二节
第一节 功 和 内 能
第七章 第二节
课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破
考点题型设计 课后强化作业
第七章 第二节
学习目标定位
第七章 第二节
※ ※※
了解焦耳的热功当量实验，明确实 验原理 理解内能的概念，并了解功是能量 改变的量度
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( )
第七章 第二节
第七章 第二节
A．这个装置可测定热功当量 B．做功增加了水的热量 C．做功增加了水的内能 D．功和热量是完全等价的，无区别
第七章 第二节
解析：该实验测定做功和内能变化的关系。可以测定热 功当量，A正确；该实验是绝热过程，没有热传递，内能的 改变是由于做功，C正确；做功表示能量的转化，而热量表 示热传递中内能的转移，二者有区别，B、D错误。
2020-2021学年物理人教版选修3-3课件：10-1 功和内能
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减 少
B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增 加
C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减 少
D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增 加
气体膨胀对外做功，做功可以改变物体的内能．
【解析】 根据功是能量转化的量度，对外做了多少功， 就意味着转化了多少能量．本例中由于是厚壁容器，打开卡子 后，气体迅速膨胀，这样的过程可以当作绝热过程，由此判 断，转化的应是系统的内能，即气体对外做功，系统的内能减 少，温度降低．选项C正确．
t＝4.2×301×031×0×1000.1－5 25 min＝7×103 min， 即“摇开”水约需7×103 min，约为5天．
【答案】 5天
总结提能 解决本题的关键是明确能量转化的方向，即知 道究竟是哪种能量转化为水的内能．此类问题体现物理与社 会、生活相联系的特点，需认真审题，挖掘出题目中的有用信 息，建立物理模型是解题的关键．
1．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．
解析：物体运动的加速度
a＝μmmg＝μg＝0.15×10 m/s2＝1.5 m/s2. 物体从开始运动到与传送带速度相同，发生的位移 x1＝2va2＝2×321.5 m＝3 m<4.5 m， 所用时间t＝va＝13.5 s＝2 s， 在这段时间内传送带发生的位移x2＝vt＝3×2 m＝6 m， 产生的热量 Q＝μmg(x2－x1)＝0.15×1×10×(6－3) J＝4.5 J. 答案：4.5 J
高中物理人教版选修3-3课件：10.1、2功和内能 10.2热和内能
【深度思考】
根据Q＝ΔU，能否说热量就是内能？ 答案 不能.热量是过程量，只在发生热传递时体现，可以测量；而内能
是状态量，不可测量.
答案
典例精析
例3 (多选)关于热传递，下列说法正确的是(
)
A.热传递中，热量一定从含热量多的物体传向含热量少的物体
B.两个物体间发生热传递的条件是它们之间有温度差
解析答案
返回
答案
典例精析
例1
如图2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( )
A.E甲不变，E乙减小 C.E甲增大，E乙不变
图2 B.E甲不变，E乙增大 D.E甲增大，E乙减小
总结提升 解析答案
1.热传递
(1)条件：物体的 温度 不同.
(2)定义：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，热量 从高温物体传到了低温物体.
2.热和(2)表达式： ΔU＝Q .
答案
(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同. ①做功和热传递都能引起系统 内能 的改变. ②做功时是内能与其他形式能的 转化 ；热传递只是不同物体 ( 或一个物 体的不同部分)之间内能的 转移 . 3.功、内能、热量和温度的区别和联系 (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.
例2 (多选)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
高中物理人教版选修3-3课件：10.1-10.2 功和内能 热和内能
温馨提示
气体自由膨胀时,气体与外界相互不做功,因此这种情况下气体体积增 大没有外界阻力,也就不需要对外界做功。
-10-
1 2
探究一
功和内能 热和内能
探究二
第十章
热力学定律
-1-
1 2
功和内能 热和内能
-2-
1 2
功和内能 热和内能
首页
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIUD当堂检测ANGTANGJIANCE
学习目标 1.了解焦耳的两个实验的原理,通过焦 耳实验的探究,培养学生的科学探索精 神。 2.理解内能的概念,掌握绝热过程中做 功与内能变化的关系。 3.知道什么是热传递,区分热量与内能 的概念;掌握单纯的传热过程中热量与 内能变化的关系;知道做功和热传递是 改变内能的两种方式。
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1 2
探究一
功和内能 热和内能
探究二
首页
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D当堂检测
ANGTANGJIANCE
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。在绝热过程中,只有内能变化较 大时,才对应着做功较多。 4 .判断绝热过程中内能变化的方法 判断气体绝热过程的内能变化一般情况下只需看气体体积变化就可 决定: 若体积增大,气体对外界做功,W<0,即 ΔU<0,内能减小; 若体积缩小,外界对气体做功,W>0,即 ΔU>0,内能增加。
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人教版高中物理选修3—3第10章第1节功和内能 (1)(共18张ppt)
2020/5/16
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实验：在烧瓶里加入水，水的上方有水蒸气。用带孔 橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气，当瓶塞跳出时，观 察瓶内的变化。
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2 做功与改变内能的关系：
系由统ΔU经=历W绝可热知过程
从若状外态界1对到系达统状做态功2（W > 0）
内 做 若则能系功系分统为统别对内W外为能界增U1做加、功（U（2ΔUW>
1 内能：只依赖于热力学系统自身状态，描述系统两状 态间差别与外界在绝热过程中对系统做功的物理量ຫໍສະໝຸດ 我 们把这个物理量称为系统的内能。
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
△U= U2- U1
外界对系统所做的功W，则：
△U=W
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思考：在绝热过程中，若系统对外界做功呢，系 统的内能怎么变？
0 <
） 0）
则内系能统的内变能化减量小（ΔUΔ=UW< 0 ）
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小结
1、焦耳的实验 2、绝热过程 3、物体内能的宏观描述 4、绝热过程中作功和内能的关系
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巩固练习
1.下列说法正确的是（D ）
A .分子的动能与分子的势能的和叫做这个 分子的内能
B. 物体的分子势能由物体的温度和体积决 定
D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
【方法总结】 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：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．
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3.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不
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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
学海无 涯
。(填选项前的字母)。
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：向下压缩活塞，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 C 选项正确。
子弹升高的温度是
。[子弹是铜质的，铜的比热是 390J/(kg·℃)]
答案：160℃
解析：设子弹升高的温度为 Δt 则 cmΔt＝12mv2×12，Δt＝4mcvm2＝4×503092 0℃＝160℃。此
过程中子弹动能的减少的一半被子弹吸收，转化为子弹的内能。 7．冬季，由于温度太低，很难启动摩托车(在农村启动 195 型拖拉机也会遇到类似情况)。
不 断增大，小气泡上升过程中( )
A. 由于气泡克服重力做功，则它的内能减少 B.由于重力和浮力的合力对气泡作功，则它的内能增加 C
．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加
D．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减少 答案：D 解析：气泡膨胀时，对外做功，内能减少。 4．用金属制成的气缸中装有柴油和空气的混合物，有可能使气缸中的柴油达到燃点 的 过程是( )
3.如图所示，汽缸放置在水平地面上，质量为 m 的活塞将汽缸分成甲、乙两气室，两气
室中均充有气体，汽缸、活塞是绝热的且不漏气。开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活
塞最终静止在距原位置下方 h 处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为 ΔE，不计气体重
心改变的影响，下列说法正确的是( )
A．ΔE＝mgh C． ΔE<mgh
B．ΔE>mgh
D．以上三种情况均有可能
答案：B
解析：气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括 mgh 和乙气体分子对活塞的力做功
学海无 涯 W 乙，且为正功，ΔE＝mgh＋W 乙。
4．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
学海无 涯 到新的平衡状态。试分析 a、b 两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何
变化？
答案：汽缸和隔板绝热，电热丝对气体 a 加热，a 温度升高，压强增大，体积增大，内
能增大；
a 对 b 做功，b 的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。
能力提升 1．(2012·新华高二检测)如图所示，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( )
A．E 甲不变，E 乙减小 C．E 甲增大，E 乙不变
B．E 甲不变，E 乙增大 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、乙两气室气体都历经绝热过程，内能改变取决于做功
这时驾驶者往往先关闭油门，连续踏下启动摇杆若干次，然后再打开油门，踏下启动摇杆即 可启动，运用的原理是什么？
答案：连续踏下启动摇杆，活塞不断压缩汽缸里的气体做功，增加气体的内能，使气 体 的温度升高，当达到汽油的燃点后，即可启动。
8．(江苏南京模拟)如图所示，绝热隔板 S 把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，S 与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体 a 和 b。气体 分子之间相互作用可忽略不计。现通过电热丝对气体 a 缓慢加热一段时间后，a、b 各自达
．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，处于动平衡态，筒内空气质量不变 D ．筒内外无空气交换 答案：B 解析：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，内能减少，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，属等容升温过程，压强要升高，大 于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外。 5.(辽宁沈阳模拟)如图所示，绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用 力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是( )
的情况。对甲室内的理想气体，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，气体对花市高三检测)如图所示，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
学海无 涯
基础夯实 1． 下列哪个实例说明做功改变了系统的内能( )
A．热水袋取暖
B．用双手摩擦给手取暖
C．把手放在火炉旁取暖
D．用嘴对手呵气给手取暖
答案：B 解析：双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；A、C、D 都是通过热传递来改变系 统的内能，选项B 正确。
2．(建陵中学高二期末)物体获得一定初速度后，沿着粗糙斜面上滑，在上滑过程中，
物体和斜面组成的系统( ) A．机械能守恒
B．动能与内能之和守恒
C．机械能和内能都增加
D．机械能减少，内能增加
答案：D 解析：铁块上滑时克服摩擦力做功，铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能，因此
铁块的温度会略有升高，内能增加。此题情景就像冬天两手相互搓搓会感到暖和一样。
3．有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积
，温度 升高，而金属气缸是导热的，要使温度升高，则应迅速向里推活塞，使气体与外界
来不及发
学海无 涯
生热交换。 5．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向
瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句 话解释：甲，水蒸气凝结成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低。 三句话正确的顺序是( )
A．甲乙丙
B．乙丙甲
C．丙甲乙
D．乙甲丙
答案：B
解析：根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气
温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打
气使气体压强增大所致。 6．一个飞行速度是 500m/s 的子弹，当它射入物体时，产生热量的一半被子弹吸收，则
A．迅速向里推活塞
B．迅速向外拉活塞
C．缓慢向里推活塞
D．缓慢向外拉活塞
答案：A 解析：要使柴油达到燃点，必须使柴油和空气的混合物内能增大，温度升高，可通过
做 功过程来实现，因此，应向里推活塞，使外界对气体做功。但应迅速推动还是缓慢推动
呢？ 若是绝热气缸，无论迅速推动还是缓慢推动，只要外界对气体做功，其内能一定增大