10.1功和内能-10.2热和内能 学案(含答案)
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1、1 功和内能功和内能 2 热和内能热和内能 学科素养与目标要求 物理观念: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 科学思维:明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系 一、焦耳的实验 1绝热过程:系统只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放 热 2代表性实验 (1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温上升 (2)通过电流的热效应给水加热 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, 而与做功的方式无关
2、二、功和内能 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自身状态的物理量 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 UW. 3(1)UW 的适用条件是绝热过程 (2)在绝热过程中:外界对系统做功,系统的内能增加;系统对外界做功,系统的内能减少 三、热和内能 1热传递 (1)条件:物体的温度不同 (2)热传递:热量总是从高温物体向低温物体传递 2热和内能 (1)热量:它是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度 (2)表达式:UQ. (3)热传递与做功在改变系统内能上的异同 做功和热传递都能引起系统内能的改变 做功时是内能与其他形式能的转化;
3、热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内 能的转移 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_ 答案 adf
4、bce 一、功和内能 (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? (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? 图中用力按压活塞时为什么一定要迅速? (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 (1)做功和热传递对改变物体的内能是等效的 (2)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 引起棉花燃烧 迅速按下活塞是为了减少热传递,尽量创
5、造一个绝热条件 (3)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 (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 特别提醒 (1)外界对某一
6、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( ) 图 1 AE甲不变,E乙减小 BE甲不变,E乙增大 CE甲增大,E乙不变 DE甲增大,E乙减小 答案 D 解析 本题解题的关键是明确甲、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
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