功、熱和內能的改變【學習目標】一、知識與技能1．知道絕熱過程的含義。2．從熱力學的角度認識內能的概念。3．理解做功與內能改變之間的關系。4．知道熱傳遞過程中，物體吸收（放出）熱量，溫度升高（降低），內能改變。5．了解熱量的概念，熱量的單位是焦耳。二、過程與方法1．通過觀察、思考，知道物體的內能是系統(tǒng)的一個狀態(tài)量。2．通過探究活動，培養(yǎng)實驗探究能力、提高科學思維水平。3．通過類比方法，建立內能的概念。三、情感、態(tài)度與價值觀1．通過主動參與學習活動，激發(fā)學習物理的興趣。2．通過實驗活動，培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度?！緦W習重點】1．做功與內能改變關系的探究。2．熱量與內能改變關系的探究。3．內能概念的建立?！緦W習難點】內能概念的建立?！緦W習過程】一、焦耳的實驗1．系統(tǒng)只由于_____________________________而與外界交換能量，它不從外界_________，也不向外界___________，這樣的過程叫做絕熱過程。2．焦耳實驗一（機械做功）重物下落帶動輪葉旋轉，通過攪拌對絕熱容器內的液體做功，使液體升溫，即狀態(tài)發(fā)生變化。結論：只要重力所做的功相同，容器內水溫上升的數(shù)值都是______________，即系統(tǒng)狀態(tài)的變化是________________。 3．焦耳實驗二（電流做功）電流通過_______________使絕熱容器內的液體溫度升高。結論：對同一系統(tǒng)，在絕熱過程中只要______________________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。4．引導得出實驗結論：對于絕熱系統(tǒng)，從狀態(tài)1到狀態(tài)2，做功的值是_______________________，與具體做功的過程、方式______________。二、功與內能的改變1．內能任何一個熱力學系統(tǒng)都必定存在一個只依賴于__________________________的物理量，這個物理量在兩個狀態(tài)間的差別與外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的功相聯(lián)系。我們把這個物理量稱為系統(tǒng)的內能。2．功和內能改變關系：當系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過絕熱過程達到狀態(tài)2時，內能的增加量△??=??2???1就等于________________________________________，即________________?？偨Y：做功可以改變系統(tǒng)的內能。__________是系統(tǒng)內能轉化的量度。（1）外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內能___________。（2）系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)的內能___________。例題1：下圖為某種椅子與其升降部分的結構示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質量的氣體，M可沿N的內壁上下滑動，設筒內氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中（）A．外界對氣體做功，氣體內能增大B．外界對氣體做功，氣體內能減小C．氣體對外界做功，氣體內能增大D．氣體對外界做功，氣體內能減小答案：A例題2：地面附近有一正在上升的空氣團，它與外界的熱交換忽略不計。已知大氣壓強隨高度增加而降低，則該空氣團在上升過程中（不計氣團內分子間的勢能）（）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，溫度不變答案：C三、熱與內能的改變1．熱傳遞定義：______________________________________________________。2．熱傳遞的方式：_____________________________。3．發(fā)生熱傳遞的條件：當物體之間或物體的不同部分之間______________________時才能發(fā)生熱傳遞。例題3：關于熱傳遞，下列說法正確的是（）A．熱傳遞的實質是溫度的傳遞B．物體間存在溫度差，才能發(fā)生熱傳遞C．熱傳遞可以在任何情況下進行D．物體內能發(fā)生改變，一定是吸收或放出了熱量答案：C4．熱與內能的改變教師總結：_____________是在單純的傳熱過程中系統(tǒng)內能變化的量度。當系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過單純的傳熱達到狀態(tài)2，內能的增量△??=??2???1就等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量??，即______________。當熱量轉移到系統(tǒng)當中，稱為______熱，內能_____________。當熱量從系統(tǒng)轉移出去，稱為______熱，內能_____________。5．內能與熱量的區(qū)別：（1）內能是一個_____________量，一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內能。（2）熱量是一個_____________量，它表示由于熱傳遞而引起的變化過程中轉移的能量，即內能的改變量。（3）如果沒有熱傳遞，就沒有熱量可言，但此時仍有內能?！揪毩曥柟獭?．如圖所示，一定質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．溫度傳感器B．壓力傳感器C．磁傳感器D．光傳感器答案：C2．如圖所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側裝有氣體，右側為真空?，F(xiàn)將隔板抽掉，使左側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，內能減少B．氣體對外界做功，溫度不變，內能減少C．氣體不做功，溫度不變，內能不變D．氣體不做功，溫度不變，內能減少答案：C3．下列說法正確的是（）A．分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分子的內能B．物體的分子勢能由物體的溫度和體積決定C．物體的速度增大時，物體的內能增大D．物體的內能減小時，物體的溫度可能增加答案：D4．一個鐵塊沿斜面勻速滑下，關于物體的機械能和內能的變化，下列判斷中正確的是（）A．物體的機械能和內能都不變B．物體的機械能減少，內能不變C．物體的機械能增加，內能增加D．物體的機械能減少，內能增加答案：D5．如圖所示，絕熱具有一定質量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計，置于真空中的輕彈簧的一端固定于理想氣體容器的底部。另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時彈簧的彈性勢能為EP（彈簧處于自然長度時的彈性勢能為零），現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動活塞向上運動，經(jīng)過多次往復運動后活塞靜止，氣體達到平衡態(tài)，經(jīng)過此過程（）A．EP全部轉換為氣體的內能 B．EP一部分轉換成活塞的重力勢能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能C．EP全部轉換成活塞的重力勢能和氣體的內能D．EP一部分轉換成活塞的重力勢能，一部分轉換為氣體的內能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能答案：D6．一定質量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程。設氣體分子間的勢能可忽略，則在此過程中（）A．外界對氣體做功，氣體分子的平均動能增加B．外界對氣體做功，氣體分子的平均動能減少C．氣體對外界做功，氣體分子的平均動能增加D．氣體對外界做功，氣體分子的平均動能減少答案：D7．在下述現(xiàn)象中沒有通過做功而使物體內能改變的是（）A．電流通過電爐而使溫度升高B．在陽光照射下，水的溫度升高C．鐵錘打鐵塊，使鐵塊溫度升高D．夏天在室內放幾塊冰，室內會變涼快答案：BD8．對于熱量、功、內能三個量，下列說法中正確的是（）A．熱量、功、內能三個量的物理意義是等同的B．熱量和功二者可作為物體內能大小的量度C．熱量、功和內能的國際單位都相同D．熱量和功是由過程決定的，而內能是由物體的狀態(tài)決定的答案：CD