第一講：功和內(nèi)能、熱和內(nèi)能課件

1、第一講：功和內(nèi)能 熱和內(nèi)能學(xué)習目標：1.了解焦耳的兩個實驗的原理，區(qū)別熱量和內(nèi)能2知道做功和傳熱是改變內(nèi)能的兩種方式，能正確區(qū)分兩者的不同3通過焦耳實驗的探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神重點難點：通過實驗探究來類比、分析理解內(nèi)能與功、熱量的關(guān)系第一講：功和內(nèi)能 學(xué)習目標：一、演示實驗1實驗儀器：壓縮空氣引火儀2實驗結(jié)論：活塞壓縮空氣做功，可以使空氣溫度升高，內(nèi)能_二、焦耳的實驗1絕熱過程：系統(tǒng)只通過對外界做功或外界對它做功而與外界交換能量，它不從外界_,也不向外界_.增加吸熱放熱2代表性實驗(1)重物下落帶動葉片攪拌容器中的水，引起水溫_.(2)通過電流的_給水加熱3.實驗結(jié)論要使系統(tǒng)狀態(tài)通過絕熱

2、過程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由過程始末兩個_決定而與做功的_無關(guān)升高熱效應(yīng)狀態(tài)方式一、演示實驗增加吸熱放熱2代表性實驗升高熱效應(yīng)狀態(tài)方式實驗結(jié)論1：對同一系統(tǒng)，在絕熱過程中只要重力所做的功相同，容器內(nèi)水溫上升的數(shù)值就相同，即系統(tǒng)狀態(tài)的變化是相同的。結(jié)論2：對同一系統(tǒng)，在絕熱過程中只要所做的電功相同，系統(tǒng)溫度上升的數(shù)值就相同，即系統(tǒng)的狀態(tài)變化相同。實驗結(jié)論1：對同一系統(tǒng)，在絕熱過程中只要重力所做的功相同，容三、內(nèi)能1內(nèi)能概念：描述熱力學(xué)系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量.是系統(tǒng)所有分子的動能與勢能的總和.E=N(EK+EP).狀態(tài)量.2在絕熱過程中做功與內(nèi)能的變化關(guān)系：_. 適應(yīng)條件：絕熱過程.3.功是內(nèi)能變化

3、的量度.四、熱傳遞和內(nèi)能1.熱傳熱：熱量從高溫物體傳到低溫物體的過程2.發(fā)生熱傳遞的條件：有高低溫度差.3.熱傳遞的方向：從高溫物體傳向低溫物體.4.關(guān)系描述：熱量是在單純的傳熱過程中_變化的量度.5公式表達：_. 適應(yīng)條件：不做功.UW系統(tǒng)內(nèi)能UQU=Q=Cmt做功和熱傳遞在改變內(nèi)能效果上是等效的三、內(nèi)能四、熱傳遞和內(nèi)能UW系統(tǒng)內(nèi)能UQU=Q=C一、功和內(nèi)能的關(guān)系1內(nèi)能與內(nèi)能的變化的關(guān)系(1)內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的平均動能和勢能之和在微觀上由分子數(shù)和分子熱運動激烈程度及相互作用力決定，宏觀上體現(xiàn)為物體溫度和體積，因此物體的內(nèi)能是一個狀態(tài)量E=N(EK+EP).(2)內(nèi)能的變化量：過程量，物

4、體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過程及方式無關(guān)U=U2-U1.核心要點突破2做功與內(nèi)能的變化的關(guān)系(1)做功改變物體內(nèi)能的過程. 是其他形式的能(如機械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程(2)在絕熱過程中，功是內(nèi)能變化的量度外界對物體做多少功，內(nèi)能就增加多少；物體對外界做多少功，內(nèi)能就減小多少.W=U=U2-U1,W0,U0,U2U1;W0,U0,U2U1.一、功和內(nèi)能的關(guān)系核心要點突破2做功與內(nèi)能的變化的關(guān)系3功和內(nèi)能的區(qū)別(1)功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量(2)在絕熱過程中，做功一定能引起內(nèi)能的變化(3)物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多在絕熱過程中，只有內(nèi)能變化較大時，對應(yīng)著做功較多W=U=U2-U

5、1.即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)1.圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中()A外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大B外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小C氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大D氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小解析：選A.M向下滑動，氣體體積減小，外界對氣體做功，又因為與外界沒有熱交換，所以內(nèi)能增加，故A正確3功和內(nèi)能的區(qū)別即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)A外界對氣二、“溫度”、“熱量”、“功”、“內(nèi)能”的辨析1內(nèi)能和溫度從宏觀看，溫度表示的是物體的冷熱程度；從微觀看，溫度反映了分子熱運動的劇烈程度

6、，是分子平均動能的標志物體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加但物體吸收熱量內(nèi)能不一定增加，溫度卻不一定升高2內(nèi)能和熱量(1)熱量的概念在涉及能量傳遞時才有意義我們不能說一個物體具有多少熱量，只能說在傳熱過程中物體吸收或放出了多少熱量(2)在只有傳熱的過程中，物體吸收熱量，內(nèi)能增加，物體放出熱量，內(nèi)能減小，熱量是內(nèi)能改變的量度3熱量和做功熱量和功，都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過程量.熱傳遞和做功對改變內(nèi)能是等效的，但有著本質(zhì)的區(qū)別.二、“溫度”、“熱量”、“功”、“內(nèi)能”的辨析做功和熱傳遞改變內(nèi)能的本質(zhì)區(qū)別： 用做功來改變系統(tǒng)的內(nèi)能，是機械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化過程是能量的轉(zhuǎn)化過程. 用傳熱來

7、改變系統(tǒng)的內(nèi)能，是通過傳導(dǎo)、對流和輻射來完成的，是系統(tǒng)間內(nèi)能轉(zhuǎn)換的過程是能量的轉(zhuǎn)移過程.即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)2對于熱量、功和內(nèi)能三者的關(guān)系下列說法中正確的是()A三者單位相同，物理意義相同B熱量和功是內(nèi)能的量度C熱量和功由過程決定，而內(nèi)能由物體狀態(tài)決定D系統(tǒng)內(nèi)能增加了100J，可能是外界采用絕熱方式對系統(tǒng)做功100J，也可能是外界單純地對系統(tǒng)傳熱100J解析：選CD.熱量、功和內(nèi)能三者盡管單位相同，但物理意義有本質(zhì)區(qū)別，A錯熱量和功由過程決定，內(nèi)能由物體狀態(tài)決定，熱量和功是內(nèi)能變化的量度，C對，B錯對一個絕熱過程UW100J，對一個單純傳熱過程UQ100J，D對做功和熱傳遞改變內(nèi)能的

8、本質(zhì)區(qū)別： 即時應(yīng)用(即時突破，小試類型一做功和內(nèi)能變化的關(guān)系例1.如圖所示，一定質(zhì)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)裝有一可以活動的絕熱活塞今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，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()A.溫度升高，壓強增大，內(nèi)能減少B.溫度降低，壓強增大，內(nèi)能減少C.溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增加D.溫度降低，壓強減，內(nèi)能增加課堂互動講練【方法總結(jié)】對于一定質(zhì)量的氣體，可根據(jù)氣體的體積變化判斷做功情況：1.氣體膨脹，氣體對外界做功；2.氣體壓縮，外界對氣體做功；3.氣體向真空自由膨脹時不做功類型一做功和內(nèi)

9、能變化的關(guān)系例1.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體變式訓(xùn)練1.如圖所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側(cè)裝有氣體，右側(cè)為真空現(xiàn)將隔板抽掉，使左側(cè)氣體自由膨脹直至達到平衡，則在此過程中(不計氣體的分子勢能)()A氣體對外界做功，溫度降低，內(nèi)能減少B氣體對外界做功，溫度不變，內(nèi)能減少C氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能不變D氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能減少解析：選C.抽掉隔板后，氣體膨脹體積增大，但由于右側(cè)為真空，氣體自由膨脹不做功，因而內(nèi)能不變，溫度不變，選C.即不做功、不吸熱不放熱，內(nèi)能不變E=NT,溫度不變.變式訓(xùn)練1.如圖所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側(cè)裝有氣體，類型二傳熱和內(nèi)能變化的關(guān)系例2.在外界不做

10、功的情況下，物體的內(nèi)能增加了50J，下列說法中正確的是()A.一定是物體放出了50J的熱量B.一定是物體吸收了50J的熱量C.一定是物體分子動能增加了50JD.物體的分子平均動能可能不變【精講精析】在力不做功的情況下，內(nèi)能的改變等于傳遞的熱量，內(nèi)能增加，一定是吸收了相等能量的熱量，故A錯B對物體內(nèi)能包括所有分子的動能和勢能，內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動能、分子勢能共同決定，所以內(nèi)能增加了50J并不一定是分子動能增加了50J物體的分子平均動能有可能不變，這時吸收的50J熱量全部用來增加分子勢能【答案】BD【方法總結(jié)】物體的內(nèi)能增加，溫度不一定升高例如晶體熔化時，內(nèi)能增加，溫度不變但溫度升高內(nèi)能一定增

11、加.類型二傳熱和內(nèi)能變化的關(guān)系例2.在外界不做功的情況下，物體的變式訓(xùn)練2關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法中正確的是()A.物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大.B.物體對外做功，內(nèi)能一定減少C.物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變D.物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變解析：選C.做功和傳熱可以改變物體的內(nèi)能，當做功和傳熱同時發(fā)生時，物體的內(nèi)能可能不變，比如物體吸熱的同時又對外做功，且吸收的熱量與對外做的功在數(shù)值上相等，此時物體的內(nèi)能不發(fā)生變化變式訓(xùn)練2關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法中正確的是()解析例3. 關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，以下說法正確的是()A同一物體溫度高時，含有的熱量多B物體的內(nèi)能越大，

12、含有的熱量就越多，溫度也越高C在傳熱中，放出熱量的物體內(nèi)能一定大于吸收熱量的物體的內(nèi)能D熱量總是自發(fā)地從溫度高的物體傳給溫度低的物體類型三溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別【精講精析】同一物體溫度高時，內(nèi)能大，只有傳熱過程轉(zhuǎn)移的內(nèi)能才能稱為熱量，A、B錯；在傳熱過程中，熱量從溫度高的物體傳給溫度低的物體，溫度高的物體內(nèi)能不一定大，故D對【答案】D【方法總結(jié)】溫度、內(nèi)能是狀態(tài)量、熱量、功是過程量例3. 關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，以下說法正確的是()類型三變式訓(xùn)練3關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說法中正確的有()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在傳熱過程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將