人教版高中物理选修(3-3)10.1、2《功和内能 热和内能》ppt课件

【典例1】如图所示，固定在水平面上的汽缸内，用活塞封闭 一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦且与周围环境没有 热交换。今用一个水平恒力F向外拉动活塞过程中，下列叙述 正确的是( )
A.由于没有热交换，汽缸内气体的温度不变 B.由于拉力对活塞做正功，汽缸内气体的温度升高 C.由于气体体积变大，所以汽缸内气体内能增加 D.由于气体膨胀对外做功，所以汽缸内气体内能减少
2.根据Q=Δ U，能否说热量就是内能？ 提示：不能。热量是过程量，只有在发生热传递时体现，可以 测量；而内能是状态量，不可测量。 3.在单纯的热传递过程中，怎样计算内能的增量? 提示:当系统从状态1经过单纯的热传递达到状态2时，内能的 增加量ΔU=U2-U1等于外界对系统传递的热量Q，即ΔU=Q。
【思路点拨】 求解此题应注意以下三点 (1)做功可以改变内能。 (2)绝热过程就是系统与外界没有能量交换即Q=0。 (3)内能的变化有增加和减少两种情况，在绝热条件下，外界对系 统做正功，系统内能增加；系统对外界做正功，系统内能减少。
【解析】选D。拉力对汽缸做正功，或说克服活塞内外的压力 差做功，而不是对气体做功，相反，拉动活塞，汽缸内气体膨 胀对外做功，所以其内能会减少，故选项A、B、C都是错误的， 选项D正确。
二、热和内能 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．热和内能： (1）热量：它是在单纯的传热过程中系统_内__能__变化的量度。 (2）表达式：_Δ__U__=__Q_。 (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__。
【知识点拨】 1.热传递 （1）方向：热量由高温物体传向低温物体。 （2）实质：是物体间内能的转移。 （3）方式：热传导、对流和热辐射。热传导过程发生在相互 接触的两固体之间，或同一物体的不同部分；而对流发生在气 体、液体的传热过程中；热辐射发生在两个不同温度的物体之 间。
2.理解物体内能的变化 （1）实质：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 （2）不同：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。
【判一判】 （1）做功和热传递在改变内能上不是等效的。( ) （2）在绝热过程中，系统对外界做的功等于系统内能的增加 量。( ) （3）两个物体能够发生热传递的条件是它们的温度不同。( ) （4）功和内能都是能量转化的量度。( )
提示：（1）做功和热传递对改变内能是等效的，故（1）错。 （2）在绝热过程中，外界对系统做的功，故（2）错。 （3）温度不同是两个物体能够发生热传递的条件，故（3）对。 （4）功是能量转化的量度,内能不是能量转化的量度，故（4） 错。
1、2 功和内能 热和内能
1 课时目标·导航 2 课前感知·预习 3 课堂导学·探究 4 分层达标·训练
1.从热力学的角度认识内能的概念。了解焦耳的两个实验的原 理。 2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式。 3.知道做功与内能改变的数量关系；知道传递的热量与内能变 化的关系。 4.通过焦耳实验的探究，培养科学探索精神。
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/8/11
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谢谢欣赏！
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② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知 识逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等 等，这些用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
【探究归纳】 热传递 （1）条件：两物体存在温度差。 （2）方向：热量由高温物体传向低温物体。 （3）量度：热量是单纯传热过程中内能变化的量度即ΔU=Q。
【典例2】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
重点：1.改变内能的两种方式。 2.理解做功和热传递对改变内能是等效的。 难点：1.焦耳的两个绝热过程实验的意义。 2.内能概念的掌握和应用。
一、功和内能 1.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)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_上__升__。 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态决定，而与做功的_方__式__无关。
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的 问题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
【知识点拨】 绝热过程中物体内能的改变 (1)绝热过程中只有做功才能改变物体的内能。 (2)外界对气体做功，内能增加，气体的温度就升高；相反， 如果气体对外界做功，内能减小，气体的温度就降低。
【探究归纳】 焦耳的两个实验 （1）绝热过程：系统只通过做功与外界交换能量，它不吸热 也不放热。 (2)在不同的绝热过程中，系统内能的增量等于外界对系统做 的功，即ΔU=W。
探究热传递和内能 1.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? 提示:（1）热传递的条件:两个物体存在温度差。只要它们存在 温度差，热量就会从高温物体传到低温物体。 （2）与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。
【思路点拨】 解答本题应掌握以下两点: （1）掌握改变内能的两种方式。 （2）根据改变系统内能的方式综合考虑系统内能的变化。
【解析】选C。对一定质量的物体来说，其内能由其温度和体 积共同决定，温度变化，其体积也会发生变化，其内能可能不 变，故A错；做功可以改变物体的内能，对物体做功W，若不 是绝热过程，即物体再向外界释放能量Q，并且W=Q，故其 内能不变，同理，物体放出能量Q，同时外界对物体做功W， 且W=Q，其内能也是不变，故B错C对；做功和热传递都能改 变物体的内能，故D错。
探究做功和物体内能的变化 1.焦耳的两个实验为什么都要强调“绝热过程”？ 提示：只有在绝热的条件下，才能探究出做功与内能改变的定 量关系。 2.在有机玻璃筒底放少量棉花，压下活塞，观察棉花的变化， 你能看到什么现象？实验现象说明了什么？ 提示：可以看到棉花燃烧。实验现象说明压缩空气做功，使空 气内能增大，达到棉花的燃点后引起棉花燃烧。
【温馨提示】 物体内能的改变及其影响因素是我们在解题中容易混淆的问题， 我们平时注意加以区别，并能加以对比和利用。
考查内容
影响物体内能改变的因素
【典例】关于物体内能的变化，下列说法中正确的是( ) A．物体的温度变化时，其内能一定发生变化 B．对物体做功，其内能一定变化；物体向外传出热量，其内能 一定变化 C．物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内 能不一定改变 D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能一定不改变
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、 语文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
⑤ 搁置问题抓住老师的思路。碰到自己还没有完全理解老师所讲内容的时候，最好是做个记号，姑且先把这个问题放在一边，继续听老师讲后面 的内容，以免顾此失彼。来自：学习方法网
【思路点拨】 求解此题应注意以下三点 (1)热传递的条件。 (2)热传递的实质。 (3)热传递与内能改变之间的关系。
【解析】选B。热传递的实质是物体间内能的转移，故A错。 热传递发生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，还可以用做功的方式，故 D错。
3.焦耳的热功当量实验和电流热效应给水加热的实验中做功的方 式相同吗？你能得出什么结论？ 提示：不同。在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功 方式无关，仅与做功多少有关。
4．如何判断物体内能的变化？如何计算内能的增量？ 【思路分析】判断物体内能是否变化是个难点，应结合绝热条 件，从外界对物体做功和物体对外界做功两方面分析。 提示：（1）在绝热过程中，外界对物体做功或物体对外界做 功均能引起物体内能的变化。 （2）外界对系统所做的功W等于系统从状态1到状态2时内能 的增加量，即W=ΔU=U2-U1，实质是其他形式的能和系统内 能相互转化的过程。
2.功和内能： (1）内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系
统_自__身__状__态__的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界 在_绝__热__过程中对系统所做的功相联系。鉴于功是能量_变__化__的量 度，所以这个物理量必定是系统的一种能量，我们把它称为系 统的内能。
(2）功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统 内能的增加量，即_Δ__U_=_W_。