高中物理第十章熱力學(xué)定律第2節(jié)熱和內(nèi)能課件新人教版選修3-

第十章熱力學(xué)定律第二節(jié)熱和內(nèi)能【素養(yǎng)目標(biāo)定位】※了解熱傳遞的三種方式※知道熱傳遞和做功都可以改變物體的內(nèi)能※了解熱與內(nèi)能的關(guān)系，區(qū)別熱量與內(nèi)能的概念【素養(yǎng)思維脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋知識(shí)點(diǎn)11．概念兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)溫度高的物體要________，溫度低的物體要________，即熱量從________物體傳到了________物體，這個(gè)過(guò)程就叫作熱傳遞。2．熱傳遞的方式__________、__________和__________。3．熱傳遞的條件______________。4．實(shí)質(zhì)熱傳遞過(guò)程實(shí)質(zhì)是________轉(zhuǎn)移的過(guò)程。熱傳遞降溫

升溫

高溫

低溫

熱傳導(dǎo)

熱對(duì)流

熱輻射

存在溫度差

能量

知識(shí)點(diǎn)21．熱傳遞與內(nèi)能改變的關(guān)系(1)在單純熱傳遞中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的________就增加多少，即Q吸＝______。(2)在單純熱傳遞中，系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的________就減少多少，即Q放＝________。2．熱量熱量是在單純的熱傳遞過(guò)程中系統(tǒng)____________的量度。熱和內(nèi)能內(nèi)能

ΔU

內(nèi)能

－ΔU

內(nèi)能變化

『判一判』(1)熱傳遞過(guò)程具有一定的方向性。 (

)(2)在任何情況下，公式ΔU＝Q都適用。 (

)(3)溫度高的物體含有的熱量多。 (

)(4)熱量一定從內(nèi)能多的物體傳遞給內(nèi)能少的物體。 (

)(5)做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。 (

)(6)熱傳遞改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移。 (

)√×××√√辨析思考『選一選』(多選)(2020·上海市金山區(qū)高二期末)下列過(guò)程中，主要通過(guò)熱傳遞方式改變物體內(nèi)能的是(

)A．濕衣服中的水蒸發(fā)B．水中的冰融化C．池水在陽(yáng)光的照射下溫度升高D．錘子敲擊釘子后釘子變熱解析：濕衣服中的水蒸發(fā)是因?yàn)闊醾鬟f，故A正確；水中的冰融化是因?yàn)闊醾鬟f，故B正確；池水在陽(yáng)光的照射下溫度升高是熱量的傳遞，故C正確；錘子敲擊釘子后釘子變熱是因?yàn)殄N子對(duì)釘子做功轉(zhuǎn)化為熱量，故D錯(cuò)誤。ABC

『想一想』如圖所示是熱傳遞的三種方式——傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，請(qǐng)?jiān)趫D片基礎(chǔ)上思考以下問(wèn)題：(1)這三種方式在傳遞能量時(shí)有什么共同點(diǎn)？(2)熱傳遞和做功都可以改變物體的內(nèi)能，這兩種方式在改變物體內(nèi)能時(shí)本質(zhì)上又有什么不同？答案：(1)熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞。(2)做功是其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，熱傳遞是內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)移。課內(nèi)互動(dòng)探究探究功、內(nèi)能、熱量和溫度的區(qū)別與聯(lián)系探究思考討論在寒冷的冬季，人們常常生火取暖，當(dāng)我們雙手靠近火源，雙手立即就會(huì)感受到手變熱了。思考一下內(nèi)能的概念，你認(rèn)為改變物體的內(nèi)能有幾種方式？提示：做功和熱傳遞。歸納總結(jié)1．內(nèi)能與溫度從宏觀看，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(yùn)動(dòng)的激烈程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。物體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加。但向物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能卻不一定增加(可能同時(shí)對(duì)外做功)。2．熱量和內(nèi)能內(nèi)能是由系統(tǒng)狀態(tài)決定的，狀態(tài)確定，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定，要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，可以通過(guò)熱傳遞或做功兩種途徑來(lái)完成。而熱量是傳遞過(guò)程中的特征物理量，和功一樣，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過(guò)程中所遷移的能量，是用來(lái)衡量物體內(nèi)能變化的。有過(guò)程，才有變化，離開(kāi)過(guò)程，毫無(wú)意義。就某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，根本不存在什么“熱量”和“功”，因此，不能說(shuō)一個(gè)系統(tǒng)中含有“多少熱量”或“多少功”。3．熱量與溫度熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。熱傳遞的前提條件是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差，傳遞的是熱量而不是溫度。4．熱量與功熱量和功都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過(guò)程量，一定量的熱量與一定量的功相當(dāng)，熱量可以通過(guò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為功，功也可以通過(guò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為熱量，但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。特別提醒只要存在溫度差，熱傳遞過(guò)程就會(huì)進(jìn)行，與原來(lái)物體內(nèi)能的多少大小無(wú)關(guān)。熱傳遞過(guò)程能量可以由內(nèi)能大的物體傳到內(nèi)能小的物體上，也可以由內(nèi)能小的物體傳到內(nèi)能大的物體上。典例剖析

對(duì)于熱量、功、內(nèi)能三個(gè)物理量，下列各種說(shuō)法中正確的是(

)A．熱量、功、內(nèi)能的物理意義等同B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度C．熱量、功、內(nèi)能的單位不相同D．熱量和功是由過(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的解題指導(dǎo)：求解此題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)明確功、熱量、內(nèi)能的物理意義；(2)明確功、熱量、內(nèi)能分別是過(guò)程量還是狀態(tài)量；(3)功、熱量、內(nèi)能的單位相同。D

典例解析：物體的內(nèi)能是物體的所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，而要改變物體的內(nèi)能，可以通過(guò)做功和熱傳遞兩種方式，這三者的物理意義不同，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；熱量是熱傳遞過(guò)程中，物體內(nèi)能的變化量，而不是內(nèi)能的量度，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；熱量、功、內(nèi)能三者的單位一樣，都是焦耳(J)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；熱量和功是量度物體內(nèi)能的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的，而物體的內(nèi)能是由物體本身所處的狀態(tài)，即溫度、體積、摩爾數(shù)決定的，故選項(xiàng)D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練(2020·蘇州市高新區(qū)第一中學(xué)高二下學(xué)期期中)下列說(shuō)法中正確的是(

)A．做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種不同的物理過(guò)程B．做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此對(duì)物體做功就是對(duì)物體傳熱C．熱量是熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體或物體內(nèi)能大的部分向內(nèi)能小的部分轉(zhuǎn)移的內(nèi)能大小的量度D．高溫物體具有的熱量多，低溫物體具有的熱量少A

解析：做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種不同的物理過(guò)程，故A正確；做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，但是對(duì)物體做功與對(duì)物體傳熱的本質(zhì)是不同的，故B錯(cuò)誤；熱量是熱傳遞過(guò)程中，溫度高的物體向溫度低的物體或物體溫度高的部分向溫度低的部分轉(zhuǎn)移的內(nèi)能大小的量度，故C錯(cuò)誤；熱量是熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能變化的量度，是過(guò)量程，故D錯(cuò)誤。核心素養(yǎng)提升改變內(nèi)能的兩種方式的比較：做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系比較項(xiàng)目做功熱傳遞內(nèi)能變化外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減少物理實(shí)質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的 (多選)器壁透熱的氣缸固定在恒溫環(huán)境中，如圖所示。氣缸內(nèi)封閉著一定量的氣體，氣體分子間相互作用的分子力可以忽略不計(jì)，當(dāng)緩慢推動(dòng)活塞Q向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A．活塞對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增加B．活塞對(duì)氣體做功，氣體的平均動(dòng)能不變C．氣體的單位分子數(shù)增大，壓強(qiáng)增大D．氣體向外散熱，內(nèi)能減少案例BC

解析：解決本題的關(guān)鍵是理解緩慢推動(dòng)活塞Q的物理含義，推動(dòng)活塞Q使活塞對(duì)氣體做功，本來(lái)氣體的溫度應(yīng)升高，但是由于緩慢推動(dòng)活塞，所以使氣體