物理 第10章 熱力學(xué)定律 第2節(jié) 熱和內(nèi)能 新人教版選修3-3

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1、物 理選修選修3-3 人教版人教版第十章熱力學(xué)定律熱力學(xué)定律第二節(jié)熱和內(nèi)能第二節(jié)熱和內(nèi)能了解熱傳遞的三種方式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)能的概念了解熱與內(nèi)能的關(guān)系，區(qū)別熱量與內(nèi)能的概念1 1課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)2 2課內(nèi)探究課內(nèi)探究3 3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4 4課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo)5 5課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)課課 前前 預(yù)預(yù) 習(xí)習(xí) 1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)程就叫做熱傳遞。 2熱傳遞的方式 _、_和_。 3熱傳遞的條件 _。 4實(shí)質(zhì) 熱

2、傳遞過(guò)程實(shí)質(zhì)是_轉(zhuǎn)移的過(guò)程。熱傳遞熱傳遞降溫降溫升溫升溫高溫高溫低溫低溫?zé)醾鲗?dǎo)熱傳導(dǎo)熱對(duì)流熱對(duì)流熱輻射熱輻射存在溫度差存在溫度差 能量能量 1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_(tái)。 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)能熱和內(nèi)能內(nèi)能內(nèi)能U內(nèi)能內(nèi)能U內(nèi)能變化內(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UQ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

3、物體。( ) (5)做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。( ) 選一選 指出下面例子中通過(guò)熱傳遞改變物體內(nèi)能的是( ) A感到手冷時(shí)，搓搓手就會(huì)覺(jué)得暖和些 B擦火柴時(shí)，火柴頭上的紅磷溫度升高到紅磷的燃點(diǎn)，火柴燃燒起來(lái) C物體在陽(yáng)光照射下溫度升高 D反復(fù)彎折一根鐵絲，彎折的部分溫度升高 解析：A、B、D均是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能，C項(xiàng)是通過(guò)熱傳遞的方式之一熱輻射來(lái)改變物體內(nèi)能，故C項(xiàng)正確。C 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

4、？ 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。課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究探究功、內(nèi)能、熱量和溫度的區(qū)別與聯(lián)系探究功、內(nèi)能、熱量和溫度的區(qū)別與聯(lián)系 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，

5、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

6、，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。 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。典例典例D 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

7、，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 (蘇州市高新區(qū)第一中學(xué)20172018學(xué)年高二下學(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

8、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。素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升 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)系做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目做功做功熱傳遞熱傳遞內(nèi)能變化內(nèi)能變化外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加

9、；物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減少物體放出熱量，內(nèi)能減少物理實(shí)質(zhì)物理實(shí)質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或同一物體不同不同物體間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系相互聯(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)器壁透熱的氣缸放在恒溫環(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，所以使氣體增加的內(nèi)能又以熱量的形式釋放到周圍環(huán)境中，由于環(huán)境溫度恒定，所以氣缸內(nèi)氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，氣體的平均動(dòng)能不變，A、D錯(cuò)誤，B正確；由于氣體被壓縮，氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，所以單位面積上，氣缸受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多，因此氣體的壓強(qiáng)增大，C正確。