1、1功和内能 2热和内能,第十章热力学定律,学科素养与目标要求,1.了解焦耳的两个实验的原理，知道做功和热传递的实质. 2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解做功和热传递对改变系统内能是等效的，明确两种方式的区别.,物理观念：,明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系.,科学思维：,自主预习,01,1.绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换 ，它不从外界 ，也不向外界 . 2.代表性实验 (1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温 . (2)通过电流的 给水加热. 3.实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的 无关.,焦耳
2、的实验,一,吸热,能量,放热,上升,热效应,方式,功和内能,二,1.内能 微观：所有分子热运动的动能和分子势能之和. 宏观：只依赖于热力学系统 的物理量. 2.功和内能：在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统做的功，即 . 3.(1)UW的适用条件是 过程. (2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能 ；系统对外界做功，系统的内能 .,自身状态,UW,绝热,增加,减少,热和内能,三,1.热传递 (1)条件：物体的 不同. (2)热传递：热量总是从 物体向 物体传递. 2.热和内能 (1)热量：它是在单纯的传热过程中系统 变化的量度. (2)表达式： . (3)热传递与做功在改变系统内
3、能上的异同. 做功和热传递都能引起系统 的改变. 做功时是内能与其他形式能的 ；热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的 .,温度,高温,低温,内能,UQ,内能,转化,转移,1.判断下列说法的正误. (1)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体.() (2)做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的.() (3)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量.() (4)热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递.() 2.各种方法使物体的内能发生改变：a.电炉通电后发热；b.一杯开水放在桌面上冷却；c.阳光照射下冰块融化；d.锯木头时，锯片发烫；e.人坐在火炉
4、旁取暖；f.用打气筒给自行车打气后，打气筒变热.其中属于做功使物体内能改变的是_；属于热传递使物体内能改变的是_.,即学即用,adf,bce,重点探究,02,(1)在焦耳的许多实验中，有两个最具有代表性：一个实验是让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升；另一个实验是通过电流的热效应给水加热.焦耳的这两个实验说明了什么问题？,导学探究,功和内能,一,答案做功和热传递对改变物体的内能是等效的.,(2)如图甲，在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，压下活塞，观察棉花的变化. 你能看到什么现象？实验现象说明了什么？,答案可以看到棉花燃烧.实验现象说明压缩空气做功，使空气内能增大，达到棉花的燃点后
5、引起棉花燃烧.,图中用力按压活塞时为什么一定要迅速？,答案迅速按下活塞是为了减少热传递，尽量创造一个绝热条件.,(3)如图乙，小孩沿滑梯下滑时屁股通常会感到发热，这是为什么？,答案小孩沿滑梯下滑时克服摩擦力做功，内能增加.,1.做功与内能变化的关系 (1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程. (2)在绝热过程中，外界对物体做功，则W0，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做功，则W0.物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少. 2.功与内能的区别 (1)功是过程量，内能是状态量.
6、(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化. (3)物体的内能大，并不意味着做功多.在绝热过程中，只有内能变化越大时，相应地做功才越多.,知识深化,特别提醒(1)外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少. (2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功.,例1如图1所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气.以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中 A.E甲不变，E乙减小 B.E甲不变，E乙增大 C.E甲增大，E乙不变 D.E甲增大，E乙减小,解析本题解题的关键是明确
7、甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况.对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室内的气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内的气体对外界做功，内能应减小.,图1,总结提升,在绝热过程中，压缩气体，外界对气体做功，内能增大，温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的.,热和内能,二,(1)用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升高，把铁棒放在炭火上烧，铁棒的温度也会升高，这说明了什么问题？,导学探究,答案说明做功和热传递都能改变物体的内能.,(2)如图所示是热传递的三种方式传导、对流和辐射.,这三种方式在传递能量时有什么共同点？
8、,答案三种方式都是热量从一个物体传递到另一个物体.,热传递和做功都可以改变物体的内能，这两种方式在改变物体内能时本质上又有什么不同？,答案热传递是内能在物体间(或一个物体的不同部分之间)转移，做功是其他形式的能和内能之间的转化.,1.在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少.即UU2U1Q. 2.传热改变物体内能的过程是不同物体之间(或同一物体不同部分之间)内能转移的过程. 3.热传递与物体的内能的多少无关，只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关，热量总是从高温物体自发地传递到低温物体.,知识深化,例2关于热传递，下列说法
9、正确的是 A.热传递的实质是温度的传递 B.物体间存在温度差，才能发生热传递 C.热传递可以在任何情况下进行 D.物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量,解析热传递的实质是物体间能量的转移，故A错误； 热传递的条件是物体间存在着温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不会发生热传递，故B正确，C错误； 物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，也可能是做功引起的，故D错误.,内能和相关概念的辨析,三,1.热量和内能 (1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定.要使系统的内能发生变化，可以通过热传递和做功两种方式来完
10、成. (2)热量是热传递过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义. (3)对某一状态而言，只有“内能”，不存在“热量”和“功”.不能说一个系统中含有多少热量. 2.热量与温度：热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志. 热传递的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度.,3.热量与功：热量和功都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统转化为热量，但它们之间有着本质的区别. 4.改变内能的两种
11、方式的比较,例3(2019长沙市模拟)下列说法正确的是 A.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的 B.外界对物体做功，物体的内能一定增大 C.物体吸收热量，温度一定升高 D.热量总是由内能大的物体流向内能小的物体,解析热量和功是过程量，内能是状态量，故A选项正确； 引起物体内能的变化有做功和热传递两种途径，单就一个方面不足以断定其内能的变化，故B选项错误； 在晶体熔化和液体沸腾过程中，物体要不断地吸收热量，但物体的温度不变，这时内能的增加主要表现在内部分子势能的增加，C选项错误； 两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们内能的大小无关，D选项错误.,例4关于物体的内能和热量，
12、下列说法中正确的是 A.热水的内能比冷水的内能多 B.温度高的物体其热量必定多，内能必定大 C.在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到 两物体的内能相等 D.热量是热传递过程中内能转移的量度,解析物体的内能由温度、体积、物质的量及物态决定，不是只由温度决定，故选项A、B错误； 在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C错误； 关于热量的论述，选项D是正确的.,达标检测,03,1.(功与内能的关系)(多选)通过做功改变物体内能的是 A.古人钻木取火 B.用火炉把
13、水烧开 C.用打气筒打气，筒壁变热 D.瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低,1,2,3,2.(热和内能的关系)下列例子中通过热传递改变物体内能的是 A.用砂轮磨刀具的时候，刀具的温度升高 B.灼热的火炉使周围物体的温度升高 C.手感到冷时，搓搓手就会觉得暖和些 D.擦火柴时，火柴头上的易燃物质燃烧起来,1,2,3,3.(温度、热量、功和内能的关系)关于温度、热量、功和内能，以下说法正确的是 A.同一物体温度高时，含有的热量多 B.物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高 C.外界对系统做功W，内能必定增加 D.发生热传递的条件是两物体之间存在温度差,1,2,3,解析热量是物体间进行热传递时内能的转移，不能说物体含有多少热量，故A、B错； 由于做功和热传递都可引起物体内能的变化，只根据做功无法准确判断物体内能的变化，故C错； 物体间发生热传递的条件是存在温度差，故D对.,