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(xí)目標(biāo)：1.了解焦耳的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(guò)焦耳實(shí)驗(yàn)的探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神重點(diǎn)難點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究來(lái)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(xí)目標(biāo)：一、演示實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)儀器：壓縮空氣引火儀2實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)1絕熱過(guò)程：系統(tǒng)只通過(guò)對(duì)外界做功或外界對(duì)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(shí)驗(yàn)(1)重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器中的水，引起水溫_.(2)通過(guò)電流的_給水加熱3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論要使系統(tǒng)狀態(tài)通過(guò)絕熱

2、過(guò)程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由過(guò)程始末兩個(gè)_決定而與做功的_無(wú)關(guān)升高熱效應(yīng)狀態(tài)方式一、演示實(shí)驗(yàn)增加吸熱放熱2代表性實(shí)驗(yàn)升高熱效應(yīng)狀態(tài)方式實(shí)驗(yàn)結(jié)論1：對(duì)同一系統(tǒng)，在絕熱過(guò)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(duì)同一系統(tǒng)，在絕熱過(guò)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(shí)驗(yàn)結(jié)論1：對(duì)同一系統(tǒng)，在絕熱過(guò)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(dòng)能與勢(shì)能的總和.E=N(EK+EP).狀態(tài)量.2在絕熱過(guò)程中做功與內(nèi)能的變化關(guān)系：_. 適應(yīng)條件：絕熱過(guò)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(guò)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(guò)程中_變化的量度.5公式表達(dá)：_. 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(dòng)能和勢(shì)能之和在微觀上由分子數(shù)和分子熱運(yùn)動(dòng)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(gè)狀態(tài)量E=N(EK+EP).(2)內(nèi)能的變化量：過(guò)程量，物

4、體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過(guò)程及方式無(wú)關(guān)U=U2-U1.核心要點(diǎn)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(guò)程. 是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程(2)在絕熱過(guò)程中，功是內(nèi)能變化的量度外界對(duì)物體做多少功，內(nèi)能就增加多少；物體對(duì)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(diǎn)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(guò)程量，內(nèi)能是狀態(tài)量(2)在絕熱過(guò)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(guò)程中，只有內(nèi)能變化較大時(shí)，對(duì)應(yīng)著做功較多W=U=U2-U

5、1.即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)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(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過(guò)程中()A外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小解析：選A.M向下滑動(dòng)，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，又因?yàn)榕c外界沒(méi)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(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)A外界對(duì)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(yùn)動(dòng)的劇烈程度

6、，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志物體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加但物體吸收熱量?jī)?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(shí)才有意義我們不能說(shuō)一個(gè)物體具有多少熱量，只能說(shuō)在傳熱過(guò)程中物體吸收或放出了多少熱量(2)在只有傳熱的過(guò)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(guò)程量.熱傳遞和做功對(duì)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(lái)改變系統(tǒng)的內(nèi)能，是機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程. 用傳熱來(lái)

7、改變系統(tǒng)的內(nèi)能，是通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射來(lái)完成的，是系統(tǒng)間內(nèi)能轉(zhuǎn)換的過(guò)程是能量的轉(zhuǎn)移過(guò)程.即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2對(duì)于熱量、功和內(nèi)能三者的關(guān)系下列說(shuō)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(guò)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(duì)系統(tǒng)做功100J，也可能是外界單純地對(duì)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(cuò)熱量和功由過(guò)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(duì)，B錯(cuò)對(duì)一個(gè)絕熱過(guò)程UW100J，對(duì)一個(gè)單純傳熱過(guò)程UQ100J，D對(duì)做功和熱傳遞改變內(nèi)能的

8、本質(zhì)區(qū)別： 即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)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(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()A.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，內(nèi)能增加課堂互動(dòng)講練【方法總結(jié)】對(duì)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(duì)外界做功；2.氣體壓縮，外界對(duì)氣體做功；3.氣體向真空自由膨脹時(shí)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(kāi)，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(dá)到平衡，則在此過(guò)程中(不計(jì)氣體的分子勢(shì)能)()A氣體對(duì)外界做功，溫度降低，內(nèi)能減少B氣體對(duì)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(kāi)，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(shuō)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(dòng)能增加了50JD.物體的分子平均動(dòng)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(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，所以內(nèi)能增加了50J并不一定是分子動(dòng)能增加了50J物體的分子平均動(dòng)能有可能不變，這時(shí)吸收的50J熱量全部用來(lái)增加分子勢(shì)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(shí)，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(shuō)法中正確的是()A.物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大.B.物體對(duì)外做功，內(nèi)能一定減少C.物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變D.物體放出熱量，同時(shí)對(duì)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(dāng)做功和傳熱同時(shí)發(fā)生時(shí)，物體的內(nèi)能可能不變，比如物體吸熱的同時(shí)又對(duì)外做功，且吸收的熱量與對(duì)外做的功在數(shù)值上相等，此時(shí)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(shuō)法中正確的是()解析例3. 關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，以下說(shuō)法正確的是()A同一物體溫度高時(shí)，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(shí)，內(nèi)能大，只有傳熱過(guò)程轉(zhuǎn)移的內(nèi)能才能稱為熱量，A、B錯(cuò)；在傳熱過(guò)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(duì)【答案】D【方法總結(jié)】溫度、內(nèi)能是狀態(tài)量、熱量、功是過(guò)程量例3. 關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，以下說(shuō)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(shuō)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(guò)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