高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 課時(shí)1 功和內(nèi)能 課時(shí)2 熱和內(nèi)能課件 新人教版選修33

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1、第十章熱 力 學(xué) 定 律目標(biāo)定位1.了解焦耳的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理，知道做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì).2.知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，理解做功和熱傳遞對(duì)改變系統(tǒng)內(nèi)能是等效的，明確兩種方式的區(qū)別.3.明確內(nèi)能、功、熱量、溫度四個(gè)物理量的區(qū)別和聯(lián)系.學(xué)案1功和內(nèi)能學(xué)案2熱和內(nèi)能知識(shí)探究自我檢測(cè)一、功和內(nèi)能在焦耳的許多實(shí)驗(yàn)中，有兩個(gè)最具有代表性：一個(gè)實(shí)驗(yàn)是讓重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器中的水，引起水溫上升；另一個(gè)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)電流的熱效應(yīng)給水加熱.焦耳的這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題？答案要使系統(tǒng)狀態(tài)通過(guò)絕熱過(guò)程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由過(guò)程始末兩個(gè)狀態(tài)決定，而與做功方式無(wú)關(guān).問(wèn)題設(shè)計(jì)知識(shí)探究1.內(nèi)能(1)微觀(guān)：所有分子

2、的動(dòng)能和勢(shì)能之和.(2)宏觀(guān)：只依賴(lài)于熱力學(xué)系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量.要點(diǎn)提煉2.功和內(nèi)能(1)功是過(guò)程量，內(nèi)能是 .(2)物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多.(3)做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度，在絕熱過(guò)程中：外界對(duì)系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，即UU2U1W；系統(tǒng)對(duì)外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能減少，即UW.狀態(tài)量二、熱和內(nèi)能用鐵錘反復(fù)敲擊鐵棒，鐵棒的溫度會(huì)升高，把鐵棒放在碳火上燒，鐵棒的溫度也會(huì)升高，這說(shuō)明了什么問(wèn)題？答案說(shuō)明做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能.問(wèn)題設(shè)計(jì)1.熱量熱量是單純的傳熱過(guò)程中系統(tǒng) 的量度，是 量.2.熱量和內(nèi)能變化的關(guān)系在只有熱傳遞的情況下，內(nèi)能的變化量等于物體吸收或放出的熱量

3、，即 .內(nèi)能變化要點(diǎn)提煉過(guò)程UQ典例精析一、功和內(nèi)能例1如圖1所示，活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室，氣缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣.以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過(guò)程中()圖1A.E甲不變，E乙減小 B.E甲不變，E乙增大C.E甲增大，E乙不變 D.E甲增大，E乙減小解析本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都經(jīng)歷絕熱過(guò)程，內(nèi)能的改變?nèi)Q于做功的情況.對(duì)甲室內(nèi)的氣體，在拉桿緩慢向外拉的過(guò)程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對(duì)甲室內(nèi)的氣體做功，其內(nèi)能應(yīng)增大；對(duì)乙室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，乙室內(nèi)的氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能應(yīng)減小.答案D針對(duì)訓(xùn)練如圖2所示，一定質(zhì)

4、量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞.今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小.若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體()圖2A.溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B.溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少C.溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D.溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加解析向下壓活塞，力F對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，對(duì)活塞受力分析可得出氣體的壓強(qiáng)增大，故選項(xiàng)C正確.答案C二、熱和內(nèi)能例2在外界不做功的情況下，物體的內(nèi)能增加了50 J，下列說(shuō)法中正確的是()A.一定是物體放出了50 J的熱量B.一定是物體吸收了5

5、0 J的熱量C.一定是物體分子動(dòng)能增加了50 JD.物體的分子平均動(dòng)能可能不變解析在外界不做功的情況下，內(nèi)能的改變量等于傳遞的熱量，內(nèi)能增加，一定是吸收了相等數(shù)量的熱量，故A錯(cuò)，B對(duì)；物體內(nèi)能包括所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能，內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能共同決定，所以?xún)?nèi)能增加了50 J并不一定是分子動(dòng)能增加了50 J，物體的分子平均動(dòng)能有可能不變，這時(shí)吸收的50 J熱量全部用來(lái)增加分子勢(shì)能，故C錯(cuò)，D對(duì).答案BD三、內(nèi)能與相關(guān)概念的辨析例3關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說(shuō)法中正確的是()A.熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多B.溫度高的物體其熱量必定多，內(nèi)能必定大C.在熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小

6、，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大，直到兩物體的內(nèi)能相等D.熱量是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度解析物體的內(nèi)能由溫度、體積及物體的質(zhì)量決定，不是只由溫度決定，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)；在熱傳遞過(guò)程中，熱量由高溫物體傳給低溫物體，而與物體的內(nèi)能大小無(wú)關(guān)，所以完全有可能是內(nèi)能大的物體內(nèi)能繼續(xù)增大，內(nèi)能小的物體內(nèi)能繼續(xù)減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)；關(guān)于熱量的論述，選項(xiàng)D是正確的.答案D自我檢測(cè)1.(功和內(nèi)能)在給自行車(chē)輪胎打氣時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)胎內(nèi)氣體溫度升高，這是因?yàn)?)A.胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)不斷增大，而容積不變B.輪胎從外界吸熱C.外界空氣溫度本來(lái)就高于胎內(nèi)氣體溫度D.打氣時(shí)，外界不斷對(duì)胎內(nèi)氣體做功解析給自行車(chē)輪胎打氣，外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣

7、體內(nèi)能增加，溫度升高，D正確.答案D2.(功和內(nèi)能)地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交換忽略不計(jì).已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該空氣團(tuán)在上升過(guò)程中(不計(jì)空氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢(shì)能)()A.體積減小，溫度降低 B.體積減小，溫度不變C.體積增大，溫度降低 D.體積減小，溫度不變解析空氣團(tuán)與外界的熱交換忽略不計(jì)，隨高度上升壓強(qiáng)逐漸減小，體積逐漸增大，對(duì)外界做功，所以?xún)?nèi)能逐漸減小，則溫度逐漸降低，只有選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D均錯(cuò)誤.答案C3.(熱和內(nèi)能)下列說(shuō)法正確的是()A.若A、B兩物體接觸但沒(méi)有熱傳遞，則兩物體所包含的熱量相等B.做功和熱傳遞的共同點(diǎn)是都能使系統(tǒng)內(nèi)能改變C.一物體先后

8、經(jīng)幾個(gè)不同的物理過(guò)程，其溫度均從t1升高到t2.則在這些過(guò)程中物體一定從外界吸收相同的熱量D.高溫物體內(nèi)能多，低溫物體內(nèi)能少解析A、B兩物體沒(méi)有發(fā)生熱傳遞是因?yàn)閮晌矬w溫度相等，A錯(cuò).做功和熱傳遞都是改變內(nèi)能的方式，B對(duì).一物體溫度從t1升高到t2，內(nèi)能的改變可能是由于吸收了熱量，也可能是外界對(duì)物體做了功，C錯(cuò).高溫物體分子的平均動(dòng)能大，內(nèi)能不一定大，D錯(cuò).答案B4.(內(nèi)能與相關(guān)概念的辨析)對(duì)于熱量、功、內(nèi)能三個(gè)量，下列說(shuō)法中正確的是()A.熱量、功、內(nèi)能三個(gè)量的物理意義是等同的B.熱量和功二者可作為物體內(nèi)能大小的量度C.熱量、功和內(nèi)能的國(guó)際單位都相同D.熱量和功是由過(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的解析熱量、功和內(nèi)能的國(guó)際單位都是焦耳，但熱量、功、內(nèi)能三個(gè)量的物理意義是不同的，熱量和功是過(guò)程量，內(nèi)能是狀態(tài)量，熱量和功二者可作為物體內(nèi)能改變的量度而不是內(nèi)能大小的量度.故A、B錯(cuò)誤，C、D正確.答案CD課堂要點(diǎn)小結(jié)