功、热和内能的改变讲义 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
3-1功、热和内能的改变(教学课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修三册
第三章 热力学定律 1.功、热和内能的改变
基础认识 一、焦耳的实验 1.绝热过程:系统不从外界 吸热 ,也不向外界 放热 ,
这样的过程叫作绝热过程。 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:在各种不同的绝热过程中,如果使系统从状态1
学以致用 (多选)下图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容 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( AC ) A.这个装置可测定重物机械能的 改变与水的内能改变的比值 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
在这一过程中,下述空气内能的改变量ΔU、外界对气体所
做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系正确的是
(C)
A.m0gh+mgΔh=ΔU+W C.ΔU=W,W<m0gh+mgΔh
B.ΔU=W,W=m0gh+mgΔh D.ΔU≠W,W=m0gh+mgΔh
解析:物体与活塞碰撞时有机械能损失,因此物体和活塞重 力势能的减少量大于气体内能的增加量;根据功与内能增加 量的关系可知,外界对气体所做的功W与空气内能的变化量 相等,因此ΔU=W,W<m0gh+mgΔh,选项C正确,A、B、D错误。 特别注意物体与活塞碰撞时有机械能损失。
二、功与内能的改变 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 ΔU=W 。
人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 热力学定律 1 功、热和内能的改变
2.(1)做功与内能变化的关系:当系统从某一状态经过绝热过 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,用公式表示为ΔU=U2-U1=W。 (2)系统内能的改变量ΔU只与初、末状态的内能U1和U2有关, 与做功的过程、方式无关。
(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,只有变化 较大时,对应着做功较多。
使水温升高
使水温升高
实验 条件
容器及其中的水组成的系统与外界绝热
共性
外界对系统做功数值上相同,系统温度上升数值相 同,内能改变相同
(2)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相同的。也就是说,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,而与做功的 方式 无关。
课堂•重难突破
一 对功与内能改变的理解
重难归纳 1.内能:物体的内能是指物体内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)在系统不吸热也不放热的绝热过程中,状态发生的变化是 由于做功造成的,伴随的能量转化是外界的能量与系统自身 的能量发生了转化,系统自身的能量称为内能。 (3)造成系统内能变化的量与做功方式无关,与做功的数量有 关。 (4)内能是状态量,由物体的状态、温度、体积、质量决定。
D.ΔU≠W,W=m0gh+mgΔh
解析:物体与活塞碰撞时有机械能损失,因此物体和活塞重力 势能的减少量大于气体内能的增加量;根据功与内能增加量 的关系可知,外界对气体所做的功W与空气内能的变化量相 等,因此ΔU=W,W<m0gh+mgΔh,选项C正确,A、B、D错误。 特别注意物体与活塞碰撞时有机械能损失。
第一课 功、热和内能的改变(课件)-高二物理同步精品课堂(人教版2019选择性必修第三册)
Q=0
U1
U2
外界对系统所做的功W
系统内能增量 ΔU=U2-U1
ΔU=W
对绝热系统做功：
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就等
于外界对系统所做的功W，即∆U=W。
例题：
1.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计．已
知大气压强随高度增加而降低，则该空气团在上升过程中(不计气团
相互联系 做一定量的功或传递一定量的热在改变内能的效果上是相同的
例题：
3. 下列关于热量的说法，正确的是 （ C）D
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
解析：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。选C、D
A．温度高的物体含有的热量多
不能说温度高的物体含
B．内能多的物体含有的热量多
有的热量多，内能多的 物体含有的热量多
C．热量、功和内能的单位相同
热量、功和内能的
单位相同都是焦耳
D．热量和功都是过程量，而内能是一个状态量
热量和功都是过程量，而内能是一个状态量
思考：
如图所示，在薄壁金属圆筒内注入少量乙醚，塞上塞子，用一根绳子在 金属圆筒外壁缠绕1－2圈.然后按图中箭头所指的方向来回拉动绳子. (1)猜测可能会发生的现象； (2)解释发生上述现象的原因.
第三章 热力学定律
§3.1 功、热和内能的改变
新课引入： ①冬天搓手可使双手变暖； ②向手吹气也可使双手变暖。
是什么原因使温度发生了变化呢？
3.1 功、热和内能的改变-高二物理精(人教版2019选择性必修第三册)
3.1功、热和内能的改变一：知识精讲归纳考点一、焦耳的实验1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程．2．代表性实验(1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升．(2)通过电流的热效应给液体加热．3．实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式．4．内能：只依赖于热力学系统自身状态的物理量．考点二、功与内能的改变1．功与内能的改变在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W.2．理解(1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程．(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少．考点三、热与内能的改变1．传热(1)条件：物体的温度不同．(2)传热：热从高温物体传到了低温物体．2．热和内能(1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度．(2)热与内能的改变当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q.(3)传热与做功在改变系统内能上的异同．①做功和传热都能引起系统内能的改变．②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移．技巧归纳：改变内能的两种方式的比较二：考点题型归纳题型一：热量、功和内能的概念和理解1．（2022春·高二）对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是（）A．热量和功与过程有关，而内能与状态有关B．热量、功和内能的物理意义相同C．热量和功都可以作为内能的量度D．内能大的物体具有的热量多2．（2018春·河南信阳·高二期中）有关热学的说法，正确的是（）A．热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大-︒C．随着科技的进步，物体的温度可以降低到300CD．要使气体的分子平均动能增大，外界必须向气体传热3．（2020春·江苏无锡·高二江苏省江阴高级中学校考期中）对于热量、功和物体的内能这三个物理量，下列叙述正确的是（）A．热量、功、内能三者的物理意义相同B．热量和功都可以作为物体内能的量度C．热量、功、内能的单位肯定不相同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题型二：通过做功改变系统的内能4．（2021秋·上海虹口·高二上海财经大学附属北郊高级中学校考期中）如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，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对物体（）A．做功可以增加物体的热量B．做功可以改变物体的内能C．做功一定会升高物体的温度D．做功一定可以使物态发生变化5．（2022春·高二课时练习）下面例子中，通过做功来改变物体内能的是（）A．阳光照射衣服，衣服的温度升高B．用打气筒打气，筒壁变热C．将高温金属块放在水中，水的温度升高D．放进冰箱冷冻室的水变成冰块6．（2022春·高二课时练习）下列实例说明做功改变系统内能的是（）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题型三：通过热传递改变系统的内能7．（2022春·高二课时练习）下列生活实例中通过热传递改变物体内能的是（）A．野外生存中利用钻木取火B．暖手宝可以使手变得暖和C．搓搓手可以让手变得暖和D．铁钉被锤子敲打后会升温8．（2021秋·上海徐汇·高二上海市南洋模范中学期中）下列各事例中是通过热传递改变物体内能的是（）A．车床上车刀切削工件后发热B．用肥皂水淋车刀后车刀降温C．擦火柴时火柴头温度升高D．搓搓手就会觉得手发热9．（2021春·河北唐山·高二唐山市第十一中学期中）下列改变物体内能的物理过程中，属于对物体传热来改变物体内能的有（）A．用锯子锯木料，锯条温度升高B．擦火柴时，火柴头燃烧起来C．搓搓手就感觉手暖和些D．阳光照射地面，地面温度升高三：课堂过关精练一、单选题10．（2023春·河北邯郸·高二校考期中）关于内能、温度和热量，下列说法正确的是（）A．物体的温度升高时，一定吸收热量B．物体沿斜面下滑时，内能将增大C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时传热停止11．（2022春·黑龙江大庆·高二大庆市东风中学期中）下面说法中正确的有（）A．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能B．1g100℃水的内能等于1g100℃水蒸气的内能C．内能少的物体不可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体D．物体温度是其内部分子热运动平均动能的标志12．（2022春·河北·高二校联考阶段练习）图为利用钨锅炼铁的场景。
高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册_3.1功热和内能的变化PPT教学课件
（教学提 纲）202 0-2021 学年高 二下学 期物理 人教版 （2019 ）选择 性必修 第三册 ：3.1 功热和 内能的 变化获 奖课件 （免费 下载）
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(2)系统内能的变化量 ΔU 只与初、末状态的内能 U1 和 U2 有关， 与做功的过程、方式无关。
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2．(多选)如图所示，为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材 料将容器包好，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( )
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
（教学提 纲）202 0-2021 学年高 二下学 期物理 人教版 （2019 ）选择 性必修 第三册 ：3.1 功热和 内能的 变化获 奖课件 （免费 下载）
人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第三章 1.功、热和内能的改变
02
重难探究•能力素养全提升
03
学以致用•随堂检测全达标
基础落实•必备知识全过关
一、功和内能
1.焦耳的实验
(1)绝热过程:系统不从外界 吸热
,也不向外界 放热
的过程。
(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
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,只有内能变化较大
时,才对应着做功较多。
特别提醒
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
有没有吸热或放热,以及吸热或放热的多少。
应用体验
典例1 (2022广西桂林高二期中)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,则被密封的气体(
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
分。
5.改变内能的两种方式的比较
比较项目 做功
内能变化
外界对物体做功,物体的内能增加;
物体吸收热量,内能增加;物
物体对外界做功,物体的内能减少
体放出热量,内能减少
物理实质 其他形式的能与内能之间的转化
相互联系
同部分之间内能的转移
做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同
3.1 功、热和内能的改变 课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
实验2. 通过电流的热效应给水加热
让正在下降的重物带动发电机发 电，电流通过浸在液体中的电阻 丝，由电流的热效应给液体加热， 使液体温度上升。
焦耳通过实验发现：对于同一个系统，如果过程是绝热的，那么不管 通过电阻丝的电流或大或小、通电时间或长或短，只要所做的电功相等， 则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态就发生了同样的变化。
物体对外界做功, 物体的内能减少 . 物体放出热量，内能减少 .
其他形式的能（机械能、电能等） 不同物体间或同一物体不同部
物理实质 与内能之间的转化（不同形式能量 分之间内能的转移（同种形式
间的转化）
能量的转移）
做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的 相互联系
（做功和热传递在改变物体的内能上是等效的）
【焦耳的实验结论】
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， 仅与做功数量有关。
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，这样的过程叫做绝热过程。 系统状态：实质就是物体的内能U。
(1)内能的宏观定义： （热力学对内能的定义）任何一个热力学系统都必定 存在一个只依赖于系统自身状态的一种能量，这种能量叫做系统的内能。 ⑵内能的微观定义（分子动理论对内能的定义）：物体中所有分子热运动 的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
二、功与内能的改变
在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时
热量交换Q = 0
= 外界对系统所做的功W
U1
U2
系统内能增量 ΔU=U2-U1
内能变化和做功的关系 : 绝热过程中，内能的变化等于外力对系统所做的功。
∆U = U2 - U1 = W
高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册课件：3.1功、热和内能的改变
观运动才能实现
时,高温物体内能减少,低温物体内能增加,最
后达到温度相同
联系
导师点睛
做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的
热量是用来衡量传热过程中内能变化多少的一个物理量,是一个过程量。热量的 概念只有在涉及能量的转移时才有意义。我们不能说物体具有多少热量,只能说 某一过程中物体吸收或放出了多少热量。而内能与热量不同,它是一个状态量,我 们可以说物体在一定状态下具有多少内能。
第1讲 描述运动的基本概念
1 功、热和内能的改变
1.了解焦耳的两个实验。掌握从热力学角度认识内能的概念。 2.知道做功与内能改变的关系,知道传递的热量与内能变化的关系。 3.知道做功和传热是改变内能的两种方式,且对改变系统内能是等效的。 4.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。
第1讲 描述运动的基本概念
第1讲 描述运动的基本概念
2 | 热与内能的改变 情境 在寒冷的冬季,人们常常生火取暖,当双手靠近火源时,我们就会感受到手变 暖和了。
第1讲 描述运动的基本概念
问题 1.烤火是通过什么方式来增加手的内能? 提示:传热。 2.热量总是从内能多的物体向内能少的物体传递的吗? 提示:不是,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。 3.改变物体的内能有几种方式?这些改变物体内能的方式在本质上有什么不同? 提示:做功和传热可以改变物体的内能。做功是其他形式的能与内能发生转化,传 热是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。
【课件】功、热和内能的改变+课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
(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。
三、热与内能的改变
5.热量与内能的区别
(1)内能是状态量，热量是过程量。热量只有在涉及能第量 一 节
的转移时才有意义。不能说物体具有多少热量，只能说 某一过程中物体吸收或放出了多少热量。 (2)物体的内能大，并不意味着向外界释放的热量多。只 有在仅传热过程中，内能变化越大时，相应的传热才越 多。
一、焦耳的实验
学生活动二：分析总结焦耳实验的结论
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
外界做功的数量是相同的.也就是说，在各种不同的绝第热过一程节中，
要使系统状态发生变化，做功的数量只由始末两个状态1、2决定， 而与做功方式无关。那么，必定存在一个描述系统状态的物理量， 这个物理量的变化与做功相关。
物体其内能将增大,直到两物体的内能相等
D.在热传递过程中,热量从高温物体传递到低温物体,直到
两物体的温度相同为止
课后练习
2.一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,如果不和外界交换能量,则(ACD)
A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块内能的第减少一量节等
三、热与内能的改变
课堂检测
5(多选)下述各种现象中,属于做功改变内能的是(ABD第) 一 节
A.锯条锯木头,锯条发烫
B.擦划火柴,火柴头着火
C.冬天对着手呵气,手变暖
D.电流通过导体,导体会发热
课堂小结
功、热 和内能 的改变
焦耳的实验
功与内能的变化 等效的
热与内内能的变化
内能
宏观定义 微观定义
决定因素
【精品推荐】人教版(2019)高中物理选修性必修第三册 3.1 功、热和内能的改变 课件
改变内能的两种方式
做功
热传递
对内
（外界对物体
（物体从外界 吸热）
放热
（物体对外界 放热）
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
1．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F，使活塞缓慢向下移动一段
7．在下述现象中没有通过做功而使物体内能B改变的是（
）
A．电流通过电炉而使温度升高
D
B．在阳光照射下，水的温度升高
C．铁锤打铁块，使铁块温度升高
D．夏天在室内放几块冰，室内会变凉快
8．对于热量、功、内能三个量，下列说法中C正确的是（
）
A．热量、功、内能三个量的物理意义是等同D的
B．热量和功二者可作为物体内能大小的量度
4．一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变
化，下D列判断中正确的是（ ）
A．物体的机械能和内能都不变 B．物体的机械能减少，内能不变 C．物体的机械能增加，内能增加 D．物体的机械能减少，内能增加
5．如图所示，绝热具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，
下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的
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
2.功与内能的改变
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 △ ������ = ������2 − ������1就等于外界对系 统所做的功������，即△ ������ = ������。
二、功与内能的改变
人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 热力学定律 1.功、热和内能的改变
叶片与水摩擦使水温升高,通过 通过电阻丝做功使水温升高,通过
方式
机械功实现能量转化
电功实现能量转化
项目 实验一
实验
条件
实验二
容器及其中的水组成的系统与外界绝热
共性 外界对系统做功相同,系统温度上升的数值相等,内能改变相同
(2)实验结论:焦耳的实验表明,要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功
的多少只由过程的始末两个状态决定,而与做功的方式无关。
B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大
C.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增
大,直到两物体的内能相等
D.内能相等的两个物体相互接触时,也可能发生热传递
解析 物体的内能由温度、体积、物质的量及物态决定,不是只由温度决
定,A、B错误;在热传递过程中,热量由高温物体传给低温物体,而与物体的
(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。
特别提示
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
有没有吸热或放热,以及吸热或放热的多少。
应用体验
1.了解焦耳的两个实验的原理,知道做功和传热的实质。(物理观念)
2.知道做功和传热是改变内能的两种方式,理解做功和传热对改变系
学习
统内能是等效的,明确两种方式的区别。(物理观念)
目标
3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。(物理观
念)
目录索引
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
【例1】 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
高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册PPT_3.1功热和内能的改变
2.如图几幅图中,有关功与内能的说法中正确的是
()
A.图1中迅速下压活塞,棉花会燃烧起来,说明热传递可以使物体的温度升高 B.图2中重物下落带动叶片转动,由于叶片向水传递热量而使水的温度升高 C.图3中降落的重物使发电机发电,电流对水做功使水的温度升高 D.做功和热传递都可以使物体的内能增加
（教学提纲）2 0 2 0 - 2 021学年高二下学期物理人教版（2 0 1 9 ）选择性必修第三册获奖课件：3 . 1 功热和内能的改变（免费下载）
【规律方法】分析绝热过程的方法 (1)在绝热的情况下,若外界对系统做正功,系统内能增加,ΔU为正值;若系统 对外界做正功,系统内能减少,ΔU为负值。此过程做功的多少为内能转化的量 度。 (2)在绝热过程中,内能和其他形式的能一样也是状态量,气体的初、末状态确 定了,即在初、末状态的内能也相应地确定了,内能的变化ΔU也确定了。而功 是能量转化的量度,所以ΔU=W,即W为恒量,这也是判断绝热过程的一种方法。
二、功和内能的改变 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:_Δ__U_=_W_。 三、热和内能的改变 1.传热:热量总是从_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系统_内__能__变__化__的量度。 (2)公式表达:_Δ__U_=_Q_。
高中物理人教版 选择性必修第三册教案讲义：功、热和内能的改变
功、热和内能的改变（答案在最后）素养目标1.能够知道功、热量和内能的概念．(物理观念)2．能够知道改变内能的两种方式．(科学思维)3．能够掌握改变物体内能与做功和传热的关系．(科学探究)自主落实·必备知识全过关一、功和内能1．焦耳的实验(1)绝热过程：系统不从外界________，也不向外界________的过程．(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________；②通过电流的________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________无关．2．功与内能的改变状态量(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________的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在________过程中对系统所做的功相联系．鉴于功是能量________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．过程量(2)功和内能：在绝热过程中，系统内能的变化量等于外界对系统做的功与做功方式无关，即________．二、热与内能的改变1．传热(1)条件：物体的温度不同．(2)定义：两个__________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，________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________变化的量度．(2)表达式：________．两种方式改变内能的效果是等效的(3)传热与做功在改变系统内能上的异同：①做功和传热都能引起系统________的改变．②做功时是内能与其他形式的能发生________；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间________________．情境体验原始社会，人们靠钻木取火，你知道其中的道理吗？合作探究·能力素养全提升探究一做功与内能变化的关系情境探究幼儿园里一般都有滑梯，小朋友沿滑梯下滑时屁股通常会感到发热．这是为什么？还有其他方式能达到同样效果吗？核心归纳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，相应做的功才越多．提醒：(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．应用体验题型1焦耳的实验例1如图所示是焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验装置图，那么从焦耳的这两个实验中可得出的结论是()A．热量可由高温物体传给低温物体B．机械能守恒C．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，仅与做功数值有关D．功和热量是完全等价的，无区别题型2做功与内能变化的关系例2如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后，下列说法正确的是()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，内能增加规律方法分析绝热过程的方法(1)在绝热的情况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，ΔU为正值；若系统对外界做正功，系统内能减少，ΔU为负值．此过程做功的多少为内能转化的量度．(2)在绝热过程中，内能和其他形式的能一样也是状态量，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能也相应地确定了，内能的变化量ΔU也确定了．而功是能量变化的量度，所以ΔU＝W，即W为恒量，这也是判断绝热过程的一种方法．针对训练1.(多选)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间的相互作用，则缸内气体()A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做正功，内能减小探究二功、内能、热量和温度的区别与联系情境探究如图所示是传热的三种方式——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)传热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？核心归纳1.内能与温度：从宏观上看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观上看，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：(1)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，可以通过传热和做功两种方式来完成．(2)热量是传热过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，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．(3)对某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“热量”和“功”．不能说一个系统中含有多少热量．3．热量与温度：热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志．传热的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度．4．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，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统转化为热量，但它们之间有着本质的区别．5．改变内能的两种方式的比较：比较项目做功传热内能变化外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少物理实质其他形式的能与内能之间的转化不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移相互联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的应用体验例3[2022·滨州高二检测](多选)下列说法中正确的是()A．做功和传热是改变物体内能的两种本质不同的物理过程，做功是其他形式的能和内能之间的转化，传热是物体内能的转移B．外界对物体做功，物体的内能一定增大C．物体向外界放热，物体的内能一定增大D．物体内能发生了改变，可能是做功引起的，也可能是传热引起的，还可能是两者共同引起的误区警示传热、做功和内能的改变的认知误区(1)误认为有传热或做功时，内能一定变化．如果只是做功或只是进行热量传递都会改变物体的内能，但是如果做功的同时还有热量的传递，则内能不一定会发生变化．(2)对做功与内能变化关系认识不清．在判断内能增加或减小时，一定要搞清是对内做功还是对外做功，是从外界吸收热量还是向外界放出热量．针对训练2.[2022·泰安高二检测]如图所示，太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置．这种装置可以使装置内的水温度升高，这种改变水的内能的方式是()A．做功B．热传递C．既有做功也有热传递D．电流的热效应3．[2022·江苏江阴高中期中](多选)对于热量、功和物体的内能这三个物理量，下列叙述正确的是()A．热量、功、内能三者的物理意义相同B．热量和功都可以作为物体内能的量度C．系统内能增加了100J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100J，也可能是外界单纯地对系统传热100JD．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的学以致用·随堂检测全达标1.关于传热，下列说法正确的是()A．传热是高温物体的温度传给低温物体B．不接触的物体之间不会发生传热C．比热容相同的物体之间不会发生传热D．温度相同的物体之间不会发生传热2．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的是()A．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，内能必定多C．在热传递过程中，内能多的物体其内能将减少，内能少的物体其内能将增加，直至两物体的内能相等D．热量是热传递过程中内能转移多少的量度3．一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4．(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是()A．气体的体积变化时，其内能可能不变B．气体的内能包括气体分子热运动的动能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的内能包括气体分子的重力势能5．(多选)如图所示，透明瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，用橡皮塞把瓶口封住，用气筒向瓶内打气，然后瓶塞会突然跳出，此时观察到瓶内有白雾产生．关于上述过程下列说法正确的有()A．快速向瓶内打入气体的过程，气体状态变化是等容变化B．快速向瓶内打入气体时，瓶内水蒸气分子密度保持不变C．瓶塞突然跳出瞬间，气体对外做功，瓶内气体温度降低D．瓶内瞬间形成的白雾是悬浮在气体中的小水滴1．功、热和内能的改变自主落实·必备知识全过关一、1．(1)吸热放热(2)①上升②热效应(3)具体过程和方式2．(1)自身状态绝热变化(2)ΔU＝W二、1．(2)温度热2．(1)内能(2)ΔU＝Q(3)内能转化内能的转移情境体验提示：钻木时摩擦力做功，产生内能，温度升高．合作探究·能力素养全提升探究一情境探究提示：小朋友沿滑梯下滑时克服摩擦力做功，内能增加．热传递可以达到同样效果．应用体验[例1]解析：焦耳通过多次实验，最后得到的结论是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，仅与做功数值有关，做功和传热产生的效果相同，但功和热量是不同的概念，故选项C正确．答案：C[例2]解析：打开卡子，胶塞冲出容器口瞬间，由于时间极短，故瓶内气体与外界无热交换，气体体积变大，气体对外做功，W<0，内能减小，温度降低，C正确．答案：C针对训练1．解析：气体膨胀，对外做正功，W<0，又因为缸内气体与外界无热交换，ΔU＝W，由此可知，气体内能减小，选项D正确；缸内气体忽略气体分子间的相互作用，即不考虑分子势能，分子的平均动能减小，选项A正确．答案：AD探究二情境探究提示：(1)热量从高温处向低温处传递．(2)传热改变内能是能量的转移过程，做功改变内能是能量的转化过程．应用体验[例3]解析：做功和传热改变物体内能的本质不同，因为做功的过程一定是不同形式的能相互转化的过程，而传热是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体不同的部分之间传递或转移，A正确；物体内能的变化取决于做功和传热两种途径，单就一个方面的改变不足以断定其内能的变化情况，B、C错误，D正确．故选A、D.答案：AD针对训练2．解析：太阳能热水器是通过吸收太阳光的热量，通过热传递的方式将水加热的，故选B.答案：B3．解析：热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，故A错误；功与热量都是能量转化的量度，都可以作为物体内能变化的量度，但不是物体内能的量度，故B错误；对一个绝热过程ΔU＝W＝100J，对一个单纯传热过程ΔU＝Q＝100J，C正确；功和热量由过程决定，内能由物体的状态决定．故D正确．答案：CD学以致用·随堂检测全达标1．解析：A错：传热的实质是内能从高温物体转移到低温物体，传递的不是温度，传递的是热量．B错：不接触的物体之间可以通过热辐射的方式进行传热．C错：热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，和物体的比热容没有关系．D对：温度相同的物体之间不存在温度差，不会发生传热．答案：D2．解析：内能是物体内所有分子动能和势能的总和，宏观上看，其大小取决于物体的温度、体积、物质的量，温度高只能说明其分子的平均动能多，因为物质的量不一定相同，所以并不能说明它的分子总动能多，更不能说明它的内能多，A错误；热量是一个过程量，说哪个物体具有热量是毫无意义的，且温度高内能也不一定多，B错误；热传递的目的是传递内能，但是物体之间发生热传递的条件并不是内能不相等，而是温度不同，热传递的最终结果也不是内能相等，而是温度相同，C错误；热量是热传递过程中内能转移的量度，是一个过程量，D正确．答案：D3．解析：绝热膨胀过程气体体积增大，气体对外界做正功，外界对气体做负功，W<0，由ΔU＝W＝U2－U1知，气体的内能减少．由于气体分子间的势能可以忽略，分子总数不变，所以气体分子的平均动能减少．答案：D4．解析：气体的体积变化时，存在做功情况，但如果同时有热量交换，则其内能可能不变，A项正确；气体的内能包括气体分子热运动的动能和分子势能，B项正确；气体的内能不包括气体整体运动的动能，C项错误；气体的内能不包括气体分子的重力势能，D项错误．答案：AB5．解析：等容变化要求气体体积、质量均不变，而题目气体质量增大，故A错误；被打入的气体也含有水分子，瓶子体积不变，故瓶内水蒸气分子密度变大，B错误；瓶塞突然跳出瞬间，由于时间极短，故瓶内气体与外界无热交换，气体体积变大，气体对外做功，因此内能减小，温度降低，瓶内的水蒸气液化成小水珠，在瓶内形成白雾，C、D正确．答案：CD。
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选择性必修第三册
第三章热力学定律
1.功、热和内能的改变
知识点
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．如热学过程经历的时间极短，这样的过程可近似提成为绝热过程。
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．内能的概念
物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
2．对内能的理解
(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)内能是状态量．
3．决定内能大小的因素
(1)物体的内能大小和分子数、温度及体积(微观表现就是分子间的距离)有关。
(2)理想气体的内能只由温度决定，只是温度的函数。
4．内能的另一种定义
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．
5．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．对应着不同的运动形式。
(2)联系：在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变．
三、内能的变化
1．功和内能变化的关系
做功可以改变系统的内能，功是过程量，内能是状态量，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，系统对外界做功，系统内能减少。
(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＝U2－U1就等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W.
2．传热和内能变化的关系
(1)热传递产生的条件：热量从高温物体传向低温物体，温度差是传热的条件，传热一般会引起温度的变化，温度和热量是两个不同的物理量，在热传递中传递的是热量，而不是温度。
(2)热传递可以改变系统的内能，热量是过程量，内能是状态量，热量是系统内能转移的量度。
系统在单纯传热过程中，物体吸热内能增加，物体放热内能减少。
(3)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＝U2－U1就等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q.
3．热量与功的比较
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，但它们之间有着本质的区别．
(1)做功是其他形式的能与内能的相互转化过程，内能的改变量可用做功的数值来量度．当物体的体积变小时，是外界对物体做功，外界对物体做时，物体的内能增加；当物体的体积变大时，是物体对外做功，物体对外界做功时，物体的内能减少。
对于气体而言P-V图像中面积在数值上等于气体对外界或外界对气体所做的功。
(2)热传递是物体间内能的转移过程，内能的转移量用热量来量度，物体吸收热量，内能增加；物体放出热量内能减少．
基础必做练习
【1】判断下列说法中正确的是（ B )
A.热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体
B.做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的
C.在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量
D.热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递
【2】(多选)下列关于热传递的说法正确的是( BD )
A．热量是从含热量较多的物体传到含热量较少的物体
B．热量是从温度较高的物体传到温度较低的物体
C．热量是从内能较多的物体传到内能较少的物体
D．热量是热传递过程中物体内能变化的量度
【3】在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是( B )
A．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高
B．冬天暖气为房间供暖
C．点燃的爆竹在空中爆炸
D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热
【4】关于温度、热量、功和内能，以下说法正确的是( D )
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．外界对系统做功W，内能必定增加
D．两物体之间发生热传递的条件是存在温度差
【5】下列说法正确的是( A )
A．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
B．外界对物体做功，物体的内能一定增大
C．物体吸收热量，温度一定升高
D．热量总是由内能大的物体流向内能小的物体
【6】(多选)如图为焦耳实验装置示意图，用绝热性能良好的材料制作容器，重物下落时带动叶片转动，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( AD )
A．该装置可测定做功和内能变化的关系 B．做功增加了水的热量
C．功和热量是完全等价的，无区别 D．做功增加了水的内能
【7】关于热传递，下列说法正确的是( B )
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
【8】(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是( ABC )
A．夏天从室内冰箱里取一杯水去晒太阳，过一段时间水的温度升高，这是通过热传递的方式改变物体的内能
B．热传递可以改变物体的内能
C．做功可以改变物体的内能
D．一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能减小
【9】(多选)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)( BCD )
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
【10】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，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中( D )
A．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
【11】如图所示，太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置．这种装置可以使装置内的水温度升高，这种改变水的内能的方式是( B )
A．做功 B．热传递
C．既有做功也有热传递 D．电流的热效应
【12】(多选)对于热量、功和内能三个量，下列说法正确的是( CD )
A．热量、功和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大小的量度
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
【13】各种方法使物体的内能发生改变：a.电炉通电后发热；b.一杯开水放在桌面上冷却；c.阳光照射下冰块融化；d.锯木头时，锯片发烫；e.人坐在火炉旁取暖；f.用打气筒给自行车轮胎打气后，打气筒变热．其中属于做功使物体内能改变的是________；属于热传递使物体内能改变的是________．
答案adf bce
综合提升练习
【1】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．今对活塞施加一竖直向下的压力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( C )
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
【2】(功与内能的改变)如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气．然后用一与打气筒相连的活塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来．当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”．对于“白雾”的形成，下列说法正确的是( D )
A．这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠
B．这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气
C．这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾
D．瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴
【3】(多选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法正确的是( BD )
A．一定是物体放出了50 J的热量
B．一定是物体吸收了50 J的热量
C．一定是物体分子动能增加了50 J
D．物体分子的平均动能可能不变
【4】(多选)夏季，长春市的天气温差比较大，充足气的车胎经过正午阳光的暴晒容易爆胎．若车胎内的气体可视为理想气体，爆胎前车胎内气体体积及质量均不变，爆胎过程时间极短．关于车胎内的气体，下列说法正确的是( ABD ) A．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体压强增大
B．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收热量，内能增大
C．爆胎过程中，车胎内气体对外做功，内能减小
D．爆胎过程中，车胎内气体分子平均动能不变。