功和内能导学案

功和内能

学习目标：

1．知道什么是绝热过程。

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的关系。

课前预习：

一、焦耳的实验

1．绝热过程：系统只由外界对它__________而与外界交换能量，不从外界吸热或放热的过程．

2．两个代表实验：热功当量实验和电功当量实验．

3．实验结论：在绝热过程中，系统状态变化所需外界做功的数量，只与系统的始末状态有关，与做功方式__________．

二、内能

1．功：是能量转化的量度，是过程量．

2 ．内能：与系统状态对应的一种能量，是系统所有__________和分子势能的总和，用U 表示．

3．做功与内能的关系

(1) 关系：绝热过程中，对系统做的功等于系统始末状态__________的变化量．

(2)公式：W＝U2－U1＝ΔU.

合作探究：

一、绝热过程：

1.什么是绝热过程

2.焦耳实验的前提条件是什么

3.下面是焦耳的两个实验：

第一个实验结论：

第二个实验结论：

总结论：

二、内能

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程和方式。

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

1.内能的微观定义是什么

2、内能的宏观定义是什么

3、内能的增加量△U与外界对系统所做的功，即：

①外界对系统做功，系统的内能增加，在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功，即ΔU=U2-U1=W

②系统对外界做功，系统的内能减少。在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少，即W=-ΔU

【合作运用】

1．用下列方法改变物体的内能，属于做功方式的是( )

A.搓搓手会感到手暖和些

B.汽油机气缸内被压缩的气体

C.车刀切下的炽热的铁屑

D.物体在阳光下被晒热

2．如图所示，一个质量为20kg的绝热气缸竖直放置，绝热活

塞的质量为5kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为50cm，现在

活塞上方加一15kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为

40cm．求在这一过程中气体的内能增加多少(g取10m/s2)

课堂检测

1．下列选项中，不能说明做功可以改变物体的内能的是D

A．搓搓手会感到手暖和些

B．汽油机汽缸内被压缩的气体温度升高

C．车刀切下的铁屑很炽热

D．物体在阳光下被晒热

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D

A．胎内气体压强不断增大，而容积不变

B．车胎从外界吸收热量

C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度

D．打气时，外界不断对胎内气体做功

3、在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是BD

A．电流通过电炉丝使温度升高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．在炉火上的水被烧开

4、在焦耳的热功当量实验中，是什么形式的能量转化为系统的内能（B）A．重物的动能B．重物的重力势能

C．重物的内能D．以上都不对

5、物体的内能与哪些因素有关( CD )

A．物体的动能B．物体的体积

C．物体所有分子热运动的动能D．物体所有分子的分子势能

6、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

(B)

A．ΔE＝mgh

B．ΔE>mgh

C．ΔE

D．以上三种情况均有可能

7、暖瓶中盛有0.5 kg、25 ℃的水，一个学生想用上下摇晃的方法使冷水变为开水．设每摇晃一次水的落差为15 cm，每分钟摇晃30 次．不计所有热量散失，他约需多长时间可以把水“摇开”[c水＝×103 J/(kg·℃)，g 取10 m/s2]