做功和内能的改变(I)
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 。
高中物理第三章热力学定律1功热和内能的改变课件选择性必修第三册
核心素养提升
做功和热传递在改变物体内能上的关系 改变内能的两种方式的比较：
比较项目
做功
热传递
外界对物体做功，物体的内能 物体吸收热量，内能增加；物
内能变化 增加；物体对外界做功，物体 体放出热量，内能减少
的内能减少
比较项目
做功
热传递
其他形式的能与内能之间的转 不同物体间或同一物体不同部
物理实质
或放出了多少热量。
思考辨析
『判一判』
(1)某一系统经历绝热过程时，只要初末状态相同，则做功数量也一
定相同。
( √)
(2)在绝热过程中，做功方式不同会直接影响系统状态变化的最终结
果。
( ×)
(3)在绝热过程中，系统对外界做的功等于系统内能的增加量。
()
×
(4)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。
要点提炼
1．内能与内能变化 (1)物体的内能是指物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和。 (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。
2．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。
典例剖析
典例 2 对于热量、功、内能三个物理量，下列各种说法中正确
的是
(D)
A．热量、功、内能的物理意义等同
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
做功和内能的改变
做功和内能的改变引言在物理学中，做功和内能是两个重要的概念。
做功是指物体在力的作用下移动所做的功，是能量的传递和转化过程；而内能则是物体内部分子和原子的能量总和。
在一些特定的情况下，做功和内能会发生改变。
本文将探讨在不同情境下做功和内能的改变过程。
做功的改变功的定义和表达式做功可以用以下的数学表达式表示：功 = 力 × 位移× cosθ其中，力是垂直方向上施加的力，位移是物体在力的方向上的位移，θ是力和位移之间的夹角。
功的改变在不同情境下做功的改变可以发生在不同的情况下，下面将介绍几种常见的情境：1.力的大小改变：做功与力成正比，当力的大小改变时，做功也会相应改变。
例如，将一个书包从地面提起的过程中，如果力的大小增加，那么所做的功也会增加。
2.位移的方向改变：做功与位移的方向相同，当位移的方向改变时，做功的正负号也会发生改变。
例如，一个物体被施加的力的方向与它的运动方向相反，那么所做的功将会是负值。
3.夹角的改变：做功与力和位移之间的夹角有关，当夹角的大小改变时，做功也会相应改变。
例如，当物体受到垂直于运动方向的力时，夹角为90度，此时做功为零。
这些例子说明了在不同的情境下，做功的改变是如何发生的。
内能的改变内能的定义和表达式内能是指物体内部分子和原子的能量总和，它包括了物体的热能、动能和势能等形式的能量。
内能可以通过以下的数学表达式表示：内能 = 热能 + 动能 + 势能内能的改变在不同情境下内能的改变可以发生在不同的情况下，下面将介绍几种常见的情境：1.温度的改变：当物体的温度发生改变时，其内部分子和原子的能量总和也会发生相应的改变。
温度的增加意味着分子和原子的平均动能增加，导致内能的增加。
2.物质变化：在物质发生相变（如固态到液态、液态到气态）的过程中，内能也会发生改变。
相变过程中涉及到分子和原子的排列和运动方式的改变，从而导致内能的变化。
3.化学反应：化学反应是一种能量转化的过程，所以在化学反应中内能也会发生改变。
物理精品 选择性必修三 第1节 功、热和内能的改变
第三章热力学定律第1节功、热和内能的改变知识点一焦耳的实验1.绝热过程：系统不从外界吸收热量，也不向外界放出热量的过程。
2.代表实验(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，系统状态变化相同，则外力所做的功相同，与做功的方式无关。
知识点二功与内能的改变[观图助学]如图，在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，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问题？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.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变化量，即ΔU＝W。
(1)ΔU＝W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；系统对外界做功，系统的内能减少。
[思考判断](1)从微观角度说，内能是所有分子的动能和势能之和。
(√)(2)从宏观角度说，内能是只依赖于热力学系统自身状态的物理量。
(√)(3)功是状态量，内能是过程量。
(×)(4)外界对物体做功多，就意味着物体的内能大。
(×)知识点三热与内能的改变1.传热(1)条件：物体的温度不同。
(2)过程：温度不同的物体发生传热，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低温物体。
(3)传热的三种方式：热传导、热对流、热辐射。
2.热和内能(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即传热能改变物体的内能。
(2)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化。
①公式：ΔU＝Q。
②物体吸热，Q为正；物体放热，Q为负。
[思考判断](1)若A、B两物体接触但没有传热，则两物体所包含的热量相等。
(×)(2)做功和传热的共同点是都能使系统内能改变。
(√)(3)一物体先后经过几个不同的物理过程，其温度均从t1升高到t2，则在这些过程中物体一定从外界吸收相同的热量。
做功和物体内能的改变
如果换用 其它方法 对物体做 功呢
结论
实 质ห้องสมุดไป่ตู้
对物体做功，物体的内能会增大。 对物体做功，物体的内能会增大。
对物体做功，机械能转化为物 对物体做功，机械能转化为物 体的内能 内能。 体的内能。
物体对外界做功， 物体对外界做功，物体的内 能会怎样改变呢？ 能会怎样改变呢？
实验二 在一个烧瓶内装入一些水， 在一个烧瓶内装入一些水，
水的上方有水蒸汽。 水的上方有水蒸汽。给瓶内 打气，当瓶塞跳出时， 打气，当瓶塞跳出时，观察 瓶内有什么现象？ 瓶内有什么现象？
现象： 现象：
瓶塞跳起来时，瓶中出现 “白雾” 瓶塞跳起来时， 白雾”
结论
物体对外做功， 物体对外做功，本身的内能会减 小。
实质
物体对外做功，物体的内能 物体对外做功，物体的内能 转化机械能 转化机械能
5.
一、热传递和物体内能的改变
不同物体间或同一物体的 热传递产生的条件： 热传递产生的条件： 不同部分间存在温度差 不同部分间存在温度差 内能从高温物体转移到低温物 热传递的实质： 热传递的实质： 体或从同一物体的高温部分转 移到低温部分。 内能的转移） 移到低温部分。 内能的转移） （
在热传递过程中,传递的内能多 热 量： 在热传递过程中 传递的内能多 少。Q
4.冬天 用嘴对手呵气 手会暖和 这是 冬天,用嘴对手呵气 手会暖和,这是 用嘴对手呵气,手会暖和
的方法增加了手的内能, 用 的方法增加了手的内能 而它的实质是内能在物体之 .两手摩擦也能使手暖 间 两手摩擦也能使手暖 的方法增加手 和,这是用 这是用 的内能,在这过程中 在这过程中, 的内能 在这过程中 能 转化为内能. 转化为内能
2.下列关于温度、 2.下列关于温度、热量和内能的说法正确 下列关于温度 的是（ 的是（ ） 0℃的冰可从0℃的水中吸热 的冰可从0℃ A．0℃的冰可从0℃的水中吸热 100℃水的内能比0℃水的内能大 水的内能比0℃ B．100℃水的内能比0℃水的内能大 水的温度越高， C．水的温度越高，所含热量越多 D．物体的内能不会为零 关于物体的内能， 3、 关于物体的内能，下列说法正确的是 （ ） 物体运动得越快， A. 物体运动得越快，内能越大 物体举得越高， B. 物体举得越高，内能越大 物体运动得越快，举得越高， C. 物体运动得越快，举得越高，内能越大 物体温度越高， D. 物体温度越高，内能越大
功、热和内能的改变-高二物理课件(人教版2019选择性必修第三册)
二.功与内能的改变
2.气体膨胀压缩时做功的特点： ①压缩气体：
外界对系统做正功（系统对外界做负功），系统的内能增加
②气体膨胀：
外界对系统做负功（系统对外界做正功），系统的内能减少
思考与讨论：一绝热容器用隔板分成两部分，左 边A内充满气体，右边B内是真空，现抽去隔板， 气体内能如何变化？
答：气体向真空膨胀，气体并不需要克服外
实验结论： 只要重力做功相同，容器内水温上升的数值就相 同，即系统状态的变化相同。
一.焦耳的实验
实验二：对系统做电功
用绝热性能良好的材料制作容器， 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。
实验结论： 只要电流做功相等，系统温度上升的数值就相同， 即系统状态的变化相同。
从1840年开始，焦耳进行了多种多 样的实验， 焦耳实验揭示了热量与功 之间确定的当量关系（1卡＝4.186焦耳）， 表明机械运动或电磁运动与热运动之间是可以相互转化 的。
这项研究工作为热力学第一定律和能量守恒定律的建 立奠定了坚实的实验基础。
一.焦耳的实验
实验一：对系统做机械功
用绝热性能良好的材料制作容器， 容器中安装着叶片组成的搅拌器。 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.内能：内能是系统在绝热条件下与做功相联系 的、描述热力学系统本身状态的能量。符号：U， 单位：焦耳。(宏观定义)
二.功与内能的改变
1.做功可以改变物体内能：在绝热过程中，外界 对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功， 系统的内能减少，即：
U U2 U1 W
压缩引火仪工作原理：迅速压下活塞， 引火仪筒内气体被压缩，体积变小，外 界对气体做了功，内能增加，温度升高。 当温度达到易燃物的燃点时，易燃物发 生自燃。 迅速压缩，空气“来不及” 对外传热， 可以看成绝热过程。若缓慢压缩，空气会对外传热，从 而做等温变化，这个实验就不能成功。
关于“做功改变物体内能的实验”的改进和创新
关于“做功改变物体内能的实验”的改进和创新作者：杨新宇汪洋来源：《中学物理·初中》2017年第09期摘要：通过对实验方案和实验仪器的改良和创新，将“对气体做功气体内能增加”和“气体对外做功气体内能减少”这两个实验对比呈现.对比实验现象明显，数字温度计指示的瓶内气体温度变化明显，可以有效的说明“对气体做功，气体内能增加”和“气体对外做功，气体内能减少”的实验结论.实验过程可以有效的培养学生的实验观察能力和分析能力.关键词：做功；内能改变；实验改进物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和，叫做物体的内能.内能是储存在物体内部的能量.如何改变物体的内能，以及用明显的实验现象展示内能的变化是中学物理的难点.为了有效的帮助学生突破学习难点，建立好“做功可以改变物体内能”的知识点，从实验的定性分析和定量呈现两个角度进行改良和创新.实验改进一：“空气压缩仪”实验，如图1所示.传统的实验方案是：往空气压缩仪里面加注乙醚和棉花，然后迅速下压活塞，观察棉花是否燃烧.这一传统实验存在的缺陷是：与操作者的经验有关系，看似简单，但是在实际演示过程中，有许多老师并不能确保实验成功.乙醚的着火点是160℃，棉花的着火点是150℃.乙醚的爆炸界限是：爆炸下限（%）1.9，爆炸上限（%）36.0.在低于爆炸下限和高于爆炸上限浓度时，既不爆炸，也不着火.这是由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足，导致火焰不能蔓延的缘故.而教师为了希望实验成功，往压缩仪里注入比较多的乙醚，导致超出爆炸上限，实验不能成功.实验改进方案：往空气压缩仪里装火柴头碎末，然后迅速下压活塞，观察火柴头碎末是否燃烧.这一实验的优点是：火柴头上主要含有氯酸钾、二氧化锰、硫磺和玻璃粉等，实验过程安全，并且实验现象明显，只要往空气压缩仪中放入两根火柴头的药量，实验都是成功的，避免因为爆炸界限造成的实验失败.实验改进二：将“对气体做功气体内能增加和气体对外做功内能减少”这两个实验对比呈现.“空气压缩仪”实验可以得出对气体做功，气体被压缩，气体的内能增加这一结论.但是对于气体膨胀对外做功，气体内能减少这一实验结论不能得出，教材中也没有这样的一个实验来辅助教学.为了帮助学生突破难点，从定性和直观的角度认识“对气体做功”和“气体对外做功”两个过程中气体的内能如何变化，物理组自制了一个实验装置来辅助完成这个实验.关于实验仪器的说明：如图2所示.实验装置介绍：踩踏式打气筒；一个1.5L的矿泉水瓶，安装在竖直面板上；在瓶盖处安装有气门芯，它能使气体进得去出不来；瓶盖用绳子与瓶身相连起到保护作用；在瓶的侧壁上放入一个感温探头，用玻璃胶密封，感温探头连接数字温度计，温度计可时时显示瓶内气体温度的变化，也反应瓶内气体内能的变化；为了加强实验的效果，事先放入几滴酒精.实验过程介绍：将打气筒与气门芯相连，向瓶内打气，观察数字温度计的示数，温度计的示数在逐步的升高.将打气筒拆下，轻轻旋开瓶盖，请大家注意观察有什么现象，同时请注意实验有一定的危险性.在听到“砰”的一声，可以清楚的看到温度计示数快速下降，瓶里充满了白雾，说明气体推动瓶盖对外做功时气体的内能减小.实验结论：（1）在往矿泉水瓶里打气时，温度计的示数在逐步的升高这个实验说明压缩气体做功，气体的内能会增加.（2）高压气体将瓶盖推开，听到“砰”的一声，同时瓶内出现白雾，温度计示数降低.说明酒精气体发生了液化，瓶内温度在急剧下降，说明气体推动瓶盖对外做功时气体的内能减小.实验方案的优点：（1）将两个不同的实验方向用同一装置对比完成，并且实验过程是前后串接联系的.（2）实验操作简单，实验现象明显.（3）实验装置的组建成本低廉，并且有利于环保（选用1.5L的矿泉水瓶），可以适合在任何地域推广.实验的缺陷：气体将瓶盖推开对外做功的过程中，会产生剧烈的“砰”的巨响，会惊吓到学生（需要在实验前提醒观察者），会产生比较大的噪声，给人带来不舒适的感觉；同时还有可能高压气体在重开瓶盖的时候会将联系瓶盖与瓶身的细线扯断，瓶盖可能会伤害到人（从我们N次实验来看，还没有发生过这种状况.）在实验创新的道路上是永无止尽的，只要大家用心思考用心设计，都是可以找到更加的实验途径，打造良好的实验方案，呈现正确的明显的实验现象，为学生呈现优质的实验大餐.参考文献：[1]本书编写组.义务教育教科书物理九年级上册[M].北京：教育科学出版社，2013：7-10 .。
高中物理 3.1 功、热和内能的改变教案 新人教版选择性必修第三册-新人教版高二第三册物理教案
功、热和内能的改变【教学目标】一、知识与技能1．知道绝热过程的含义。
2．从热力学的角度认识内能的概念。
3．理解做功与内能改变之间的关系。
4．知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量，温度升高（降低），内能改变。
5．了解热量的概念，热量的单位是焦耳。
二、过程与方法1．通过观察、思考，知道物体的内能是系统的一个状态量。
2．通过探究活动，培养学生的实验探究能力、提高学生科学思维水平。
3．通过类比方法，帮助学生建立内能的概念。
三、情感、态度与价值观1．通过主动参与学习活动，激发学生学习物理的兴趣。
2．通过实验活动，培养学生的实事求是的科学态度。
【教学重点】1．做功与内能改变关系的探究。
2．热量与内能改变关系的探究。
3．内能概念的建立。
【教学难点】内能概念的建立。
【教学过程】一、新课导入指导学生实验：冬天手冷，通常采取什么办法变暖和？演示实验：活塞快速压缩气体，猜猜会发生什么？指导学生实验：没有热源，有什么办法让桌子上的铁丝变热？演示实验：铜管中的气体被橡皮塞密封，给你一条绳子，有没有办法把橡皮塞弹开？引出猜想：做功可改变物体的热学状态。
二、新课教学（一）焦耳的实验1．提出问题：如何探究做功和系统热学状态改变之间的确切关系呢？①用什么物理量标识热学状态？②我们应该选择固、液、气哪个系统研究比较好？为什么？③手举量热器量筒，问：放入水后，还需什么器材？④问：温度可以用温度计监测了，装置完善了吗？⑤问：如何做功呢？用什么方式做功呢？⑥讨论：我们该如何设计机械做功呢？用手搅拌吗？2．焦耳实验一（机械做功）①焦耳实验是如何测定做功的？②这个实验需要满足什么条件？③焦耳实验是如何准确测量做功的？④我们需要记录哪些实验数据？表格怎么设计？⑤介绍这个实验的结论。
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。
重物下落带动轮叶旋转，通过搅拌对绝热容器内的液体做功，使液体升温，即状态发生变化。
3-1 功 热和内能的改变(含视频)(教学课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
越大时，相应地做功才越多。
三、 热与内能的改变
1.热传递 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，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。 传递的方式：热传导、热对流和热辐射。
热传递的条件：存在温度差。 实质：热传递过程实质是能量转移的过程。 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
在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所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点两个位置决定，与物体的运动路径无关？
重力 电场力
重力做功对应重力势能 电场力做功对应电势能（电能）
1.内能与内能变化 (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。我们把它称为系统的内能。 (2)物体的内能：物体内所有分子的动能和势能之和。因此，物体内能是 一个状态量。 (3)内能的变化：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。因此，物体的内能变化只由初、末状态决定，与 中间过程无关。
第三章 热力学定律 1 功、热和内能的改变
前情回顾
什么是内能？内能大小的影响因素是什么？ 内能：物体内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。
与摩尔数有关
与温度有关 与体积有关
内能与物体的摩尔数、温度和体积有关
质量、温度相同的物体，内能必定相等对吗？
不一定。比如0°C的冰和水
改变内能的两种方式
第二讲热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2．1．1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为1E、2E，则有-E=WE21没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量，用Q表示。
传递的热量与内能变化的关系是-E=QE21做功和传热都能改变系统的内能，但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递；传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2．1．2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时，要经历一个过程，当系统由某一平衡态开始变化，状态的变化必然要破坏平衡，在过程进行中的任一间状态，系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时，气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻，气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同，在靠近活塞的气体压强要大一些，温度要高一些。
在热力学中，为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律，我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时，各时刻的状态也就非常接近平衡态，过程就成了准静态过程。
因此，准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况。
对于一定质量的气体，其准静态过程可用V p -图、T p -图、T v -图上的一条曲线来表示。
注意，只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中，一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化，总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中，功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中，功的概念要广泛得多，除机械功外，主要的有：流体体积变化所作的功；表面张力的功；电流的功。
(1)机械功有些热力学问题中，应考虑流体的重力做功。
物理课《做功改变物体内能》教案三篇
物理课《做功改变物体内能》教案三篇使同学知道做功可以转变物体内能的一些事例；知道可以用功来量度内能的转变，能用做功和内能转变的关系来解释摩擦生热等常见的物理现象。
(二)教具压缩空气引火器，机械能转化热能演示器，无色玻璃瓶，橡胶瓶塞，打气筒等。
(三)教学过程1. 复习提问(1)什么叫做物体的内能?(2)物体的内能跟什么有关?2.引入新课物体的内能跟物体的温度有关，温度越高，物体的内能越大。
也就是说当物体的温度发生了改变时，它的内能就发生了改变。
如何转变物体的温度，同学们能够从生活事实上举出很多的事例。
今日我们先讨论一种转变内能的方法--做功。
3.进行新课(1)对物体做功，物体的内能会增大。
演示试验：压缩空气引火试验。
出示压缩空气引火器，简洁介绍它的构造。
取绿豆粒大小的一块枯燥硝化棉，用镊子把棉花拉得疏松一些，放入玻璃筒底。
将活塞涂上少许蓖麻油(起润滑和密封作用)，放入玻璃筒的上口。
此时要提示同学留意观看筒内的棉花。
快速地压下活塞，可看到硝化棉燃烧发出的火光。
试验后，组织同学谈论试验现象说明白什么，从而得出压缩空气做功，使空气内能增大，温度上升引起棉花燃烧。
实际这种现象在日常生活中，同学们也遇到过。
例如，在给自行车轮胎打气时，打气筒也会变热，这也是由于压缩空气的原因。
用其他的方法对物体做功，也能使物体内能增加，摩擦生热就是一个例子。
让同学解释课本图2-9、图2-11的事例，并列举其他事例。
归纳同学所举事例，得出对物体做功，物体的内能就会增大。
同学们所举的事例都是做功使物体的内能增加，做功能不能使物体的内能喊小呢?(2)物体对外做功时，本身的内能会减小。
演示试验：气体膨胀温度降低的试验。
根据课本图2-12所示，事前组装好仪器。
课前在瓶内装入少量的水。
试验时告知同学，由于水的蒸发，瓶内存在水蒸气。
由于水蒸气是无色透亮的，所以水蒸气是看不到的。
提示同学留意观看瓶塞跳起时容器中有什么现象。
试验结果，当塞子跳起时，瓶内消失了雾。
做功和内能的改变
看到瓶口处冒“白气”。这是什 么原因？
答：当突然打开瓶盖时，瓶内的气 体急剧膨胀，对外做功，内能减小， 温度降低，瓶口附近的水蒸气遇冷 液化成大量的小水珠，这就是我们 看到的“白气”。
1、当外界对物体做功时，物体的 内能会__增__加__，即外界其它形式 的能转化为物体的__内_____能。
_____J
5、用打气筒给自行车轮胎打气， 打气筒的筒壁会发热，利用所学 的知识解释这个现象
1、下列所举实例中，不能说明 通过做功改变物体内能的是（ ）
A、锯木头时锯条会发烫 B、酒精涂在手指上会觉得凉爽 C、流星进入大气层后烧毁 D、划火柴取火
2、下列物理现象中，利用做功使 物体内能增加的是( ) A、铁丝在桌子腿上反复摩擦， 温度升高 B、一只大厚瓶中装入少量水， 塞紧瓶口往瓶中打气，瓶塞冲开， 瓶中出现白雾 C、用打气筒给自行车打气时， 气筒壁逐渐变热 D、铁块放在阳光下晒，温度升 高
3、汽车急刹车时，车轮停止转动，
但由于_____惯_汽性车还要向前运动
使得车轮在地面上摩擦，轮胎表
面温度急剧升高产生冒烟现象，
并在地面上留下黑色痕迹。上述
Байду номын сангаас
过程中______能转化为______能
机械
内
4、一部分气体被密闭在一容器 内，若气体对容器口的活塞做 功，活塞获得100J的动能，则 容器内气体的内能_减__少___了100
3做功和内能的改变
教学目标： 1、做功和物体内能的变化有什么 关系？ 2、怎样来量度物体内能的改变？ 内能的单位是什么？ 3、学会用做功和内能改变的关系 来解释常见物理现象。
1、做功和物体内能的变化有什 么关系？
功、热和内能的改变-高二物理课件(人教2019选择性必修第三册)
二、功与内能的改变
1．外界对物体做功，物体的内能增加。
2．物体对外界做功，物体的内能减少。
二、功与内能的改变
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。
(1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程.
一、焦耳的实验
小组讨论： 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？ 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.
热功当量：做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
一、焦耳的实验
类比思考： 哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定，与物体的运动路径无 关？
重力
重力做功对应重力势能
电场力
电场力做功对应电势能（电能）
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.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就等 于外界对系统所做的功W，即△U=W.
1、研究对象——热力学系统： 容器中的水——封闭系统：与外
界没有物质交换，但有能量交换。
2、状态变化过程 绝热过程：系统状态变化过程中
，只有外界对它做功而不与外界交换 能量。
3、焦耳的多次实验测量结论： 尽管各次悬挂重物的质量不同，下落的高度也不一样，但只要重力所做的
功相同，容器内水温上升的数值都是相同绝热过程中：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.
高二下学期物理人教版选择性必修第三册课件：3.1功热和内能的改变
【典例示范】 关于热量、功和内能三个物理量,下列说法中正确的是 ( ) A.热量、功和内能三者的物理意义相同,只是说法不同 B.热量、功都可以作为物体内能变化的量度 C.热量、功和内能的单位不同 D.功由过程决定,而热量和内能由物体的状态决定
【解析】选B。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,热量和功都可以作为物体内能变化的量度, 故B正确;热量、功和内能的单位相同,都是焦耳,故C错误;功和热量由过程决定, 内能由物体的状态决定,故D错误。
【素养训练】 1.关于物体内能与热量、做功的关系,以下说法正确的是 ( ) A.物体内能的多少可以用物体吸热或放热的多少来量度 B.内能大的物体热量多 C.两物体发生传热,达到平衡后,它们的内能必定相等 D.做功和传热对于改变物体内能是等效的
【解析】选D。物体的内能的变化可以用物体吸热或放热的多少来量度,故A错误。 热量是传热的能量多少的量度,不是内能的量度,故B错误。物体发生传热,达到 平衡后,温度相等,而不是内能相等,内能除了与温度有关,还与物质的量有关,故 C错误。做功和传热对于改变物体内能是等效的,故D正确。
【素养训练】 1.冬天站在室外时,人们习惯地搓着双手以取暖,这个过程中 ( ) A.人站着不动就没有做功 B.即使双手光滑也能搓手取暖 C.人体内的化学能转换为双手的机械能 D.双手的内能转换为机械能 【解析】选C。搓着双手以取暖,是通过克服摩擦力做功发热取暖的,是人体内的 化学能转化为双手的机械能,再通过克服摩擦力做功转化为内能,若双手光滑,就 无法克服摩擦力做功,无法取暖,故A、B、D错误,C正确。
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
初三物理备考知识：做功与内能的改变
初三物理备考知识：做功与内能的改变物体对外做功，物体自身的内能减少。
下面是店铺收集整理的初三物理《做功与内能的改变》的备考知识点以供大家学习。
初三物理备考知识：做功与内能的改变1.对物体做功，物体的内能要增加：1)克服摩擦做功，物体的内能增加，温度升高。
如：搓手，滑滑板、车胎行驶久了后发热。
2)压缩物体的体积做功，物体的内能增加，温度升高，如：打气筒3)弯折物体做功，物体的内能增加，温度升高。
如：弯折铁丝时，弯折部分发热;4)锻打物体做功，物体的内能增加，温度升高。
如：用力多锤几下铁丝后，铁丝变热了。
2.物体对外做功，物体自身的内能减少：物体膨胀时，对外做功后，物体的内能减少。
如：被加了锅盖，且锅内正在沸腾的水，把锅盖推动后内能便减少，温度降低，锅盖又盖回来。
3.以上两点说明：可以用做功来改变物体的内能，即：可以用功来度量内能的改变。
4.做功改变物体的内能，实质上是内能与机械能的互相转化。
即其实质为：能的转化5.练习：下列现象是由于做功而让物体的内能增加的是()A.阳光下的沙子变得烫脚。
B、啤酒瓶盖被自动冲开。
C.钻木取火D、热水被风吹冷。
初三物理备考知识：比热容及计算1.实验：用两相同的电加热器给M相同的水和煤油加热，它们在相同的时间里吸收的热量是相同的。
可以看到：1)在通电相同的时间里，煤油的温度升高得高。
2)要使水和煤油升高到相同的温度，则应给水的加热的时间要长一些。
2.结论：质量相同(如：1kg，也叫单位质量)的不同的物质在温度升高的度数相同时(如：大家都升高1°C时)，吸收的热量是不同的。
物理上，把物质的这一种特性叫比热容。
3.比热容定义：单位质量的某一种物质的温度升高(降低)1°C时吸收(放出)的热量a.单位：J/(kg°C)读作：L焦耳每千克摄氏度b.符号：C如：C水=4.2×103J/(kg°C)c.意义：1kg水在温度升高(降低)1°C时，吸收(放出)的热量为4.2×103Jd.比热表：1)水的比热要记住。
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12.3. 做功和内能的改变（I）
【学习目的】
1、通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式能向内能的转化过程；
2、通过实验探究，了解做功是改变物体内能的另一种方式
【实验器材】
压缩空气引火仪、铁丝、电子式火花发生器
【课前准备】
思考采用哪些方法可以使铁丝的温度升高，内能增大？
【教学过程】
一、讨论课前准备
使铁丝的温度升高，内能增大可以通过__________________或____________________的方式来实现。
仅凭铁丝温度升高内能增大这一现象，______（能或不能）断定是通过热传递方式还是做功方式来实现的，说明做功与热传递对于_____________________________是等效的。
热传递的实质是内能的__________过程，能的形式_________（有、没有）改变；做功的实质是能的________过程，能的形式______（有、没有）改变。
二、实验探究做功如何改变内能
1、演示压缩空气引火仪的实验
实验中看到_______________，说明_______________________________________________。
例：自行车轮胎打气时，打气筒也会_______，这也是由于____________________________的缘故。
搓搓手会感觉热是由于____________________________。
钻木取火是由于
____________________________等。
结论：对物体做功，物体的内能______，是______________能转化成______能。
2、演示点火爆炸
在瓶内装入少量的酒精，由于酒精的蒸发，瓶内存在酒精蒸气。
注意瓶塞跳起时在容器中看到_______________，说明_______________________________________________。
例：空气推动塞子（如图）,当塞子跳起时，瓶内出现了_____，说明
_____________________________________________。
结论：物体对外做功，物体的内能______，是______能转化成____________能。
三、小结：
1.做功可以改变物体的内能，对物体做的功越______，物体的内能增加得越______，物体对外做的功越______，物体的内能______得也越多，所以用______量度内能的改变。
2.做功改变内能的实质是：____________________________________。
3.内能的单位是______。
4.国际单位制规定：各种形式的能的单位都是______。
5.做功和热传递对改变物体内能是______的：
(1)不同的方法产生了______的效果
(2)物理过程中的区别：做功是____________与______之间的______，热传递是物体之间内能的______。
6.热传递和内能的改变
（1）物体__________热量，内能可能增加；
（2）物体放出热量，内能可能____________；
（3）用__________量度内能的改变。
四、课堂讨论：温度、内能和热量的区别
1、内能和温度的关系：
①物体温度的变化_________(会、不会)引起内能的变化。
②物体温度不变，其内能_________（可能、不可能）改变。
2、内能与热量的关系
①物体内能变化，_____________（一定、不一定）伴随吸收或放出热量
②物体吸热或放热，______________（一定、不一定）会引起内能的变化。
3、热量跟温度的关系
①物体吸热（或放热），_______________（一定、不一定）引起温度变化。
②物体温度变化，________________（一定、不一定）伴随吸热或放热。
【反馈练习】
1、下列现象中，是用做功的方法来减小物体内能的是（）
A 、钻木取火
B 、用铁锤不断地敲打铁钉
C、小孩从滑梯上滑下时，臀部有灼热感
D、水蒸气冲开水瓶塞子
2、刀在石头磨会发烫，这是通过________的方式使刀的内能________；一杯水慢慢变凉，是通过______的方式使水的内能______。
前一种方法消耗了______能，得到______能；后一种方法是内能的______。
3、进行下列实验操作时，会发现薄壁金属管内乙醚会沸腾，产生的乙醚蒸气
会把塞子冲开，这种现象的解释是：来回拉绳子时，克服绳子和管壁的______
做了功，使绳和金属管的内能增加，______升高。
金属管又和乙醚进行了
______使乙醚的内能增加，______升高，直到乙醚沸腾，产生大量的乙醚蒸
气，蒸气膨胀把管塞冲开。
3、用铁锤敲打铁钉，铁钉温度会升高这是因为（）
A．铁锤把温度传给了铁钉B．铁锤把热量传给了铁钉
C．铁锤把内能传给了铁钉D．铁锤对铁钉做了功
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、下列说法中正确的是（）
A．做功和热传递是等效的B．物体的温度升高，一定是吸收热量
C．温度越高的物体，热量越多D．热水和冷水混合时，热量从热水传给冷水。