山东省菏泽一中高中物理 功和内能 热和内能学案 新人教版选修3.doc

山东省菏泽一中2014年高中物理 功和内能 热和内能学案 新人教版选修3【学习目标】1知道什么是绝热过程。 2从热力学的角度认识内能的概念。3理解做功与内能变化的关系，传递的热量与内能变化的关系。4知道热传递与做功对改变系统的内能是等效的。【复习回顾】1.什么是内能？内能与哪些因素有关？2.结合初中所学知识：改变物体内能有哪几种方式【自主预习】一、焦耳的两个实验做功改变物体内能结合课本p50图10.1-2焦耳实验回答1-3：1.水的温度是怎么升高的？2.水的温度升高，水的内能如何变？这个能量是有哪种能量转化而来的？3.什么是绝热过程？结合课本p51图10.1-3焦耳实验回答：4.本实验中水的温度是怎么升高的？说说能的转化情况？5.综合这两个实验你能得出什么结论？例1 ：下列哪个实例说明做功改变了系统的内能a.用热水袋取暖 b.用双手摩擦给手取暖c.把手放在火炉旁取暖 d.用嘴对手呵气给手取暖二、功和内能阅读课本p51“内能”部分回答：6.内能的变化量u与外界对系统所做的功w的关系是怎样的？例2：某系统在绝热过程中，初态具有内能5j，在外界对它做了0.5j的功后，系统的内能变为多少？7.怎么理解内能的变化量u与外界对系统所做的功w的关系？外界对系统做功，系统的内能 系统对外界做功，系统的内能 8.在国际单位制中，功的单位和内能的单位一样吗？三、热传递热量传递使物体内能改变9.发生热传递需要什么条件？热传递有哪些方式？10.热传递过程中传递的是内能吗？11.单纯的传热过程中内能变化是用什么物理量来量度的？12.热量的单位和内能的单位一样吗？例3： 下列关于热量的说法，正确的是 （ ）a.温度高的物体含有的热量多 b.内能多的物体含有的热量多c.热量、功和内能的单位相同 d.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量四、热和内能12. 单纯的传热过程中内能的变化量与传递的热量的关系是什么？13. 传递的热量与内能改变的关系的理解：在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少。即q吸=u在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。即q放= -u例4： 如果铁丝的温度升高了，则（ ）a.铁丝可能只吸收了热量 b.铁丝一定放出了热量c.外界可能对铁丝做功 d.外界一定对铁丝做功五、做功和热传递的比较14. 做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式是等效的，都能引起系统内能的改变，但是它们还是有重要区别，试从能量的转化的角度比较。例5：关于做功和热传递是等效的，下列说法正确的是 （ ）a.它们能使物体改变相同的温度 b.它们能使物体增加相同的热量c.它们能使物体改变相同的内能 d.它们本质上是相同的【课堂练习】1一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（ ）a 物体的机械能和内能都不变 b 物体的机械能减少，内能不变c 物体的机械能增加，内能增加 d 物体的机械能减少，内能增加2下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是 （ ）a.放在火炉边的物体温度升高了 b.把一杯热水放在冷水中冷却c.用铁锤锻打工件，工件会发热 d.拉弯的弓把箭射出去e.把铁丝反复弯曲，弯曲处温度升高 f.搓搓手会感到手暖和些 g.汽油机气缸内被压缩的气体 h. 冬天在阳光下取暖3关于热传递的概念，下述说法正确的是（ ）.热传递是物体内能的转移 .热量总是由温度高的物体传给温度低的物体.两个物体间发生热传递时，温度发生迁移 .只有通过热传递，才能使物体温度升高4关于热量，以下说法正确的是（ ）.是物体内能多少的量度 .是非做功过程中物体内能变化的度.是物体温度高底的另一种表示方法 .是物体所含能量的多少5下列关于热量的说法，正确的是 （ ）a.温度高的物体含有的热量多 b.内能多的物体含有的热量多c.热量、功和内能的单位相同 d.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量6在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为 ( )a.胎内气体压强不断增大，而容积不变 b.车胎从外界吸收热量c.外界空气温度本来就高于胎内气体温度 d.打气时，外界不断对胎内气体做功7.在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是 ( ) a.电流通过电炉丝使温度升高 b.在阳光照射下水的温度升高c.铁锤打铁块使铁块温度升高 d.在炉火上的水被烧开8对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是（ ）a.热量、功、内能三个量的物理意义是等同的b.热量和功二者可作为物体内能的量度c.热量、功和内能的国际单位都相同d.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的9下述各种改变物体内能的方法，属于做功方式的是（ ）.冷物体接触热物体后变热 . 热物体在通风的地方凉得快.电流通过电炉丝，电炉丝发热 .物体在火炉旁被烤热 .锯木头时，锯条发热10. 关于物体的内能，以下说法正确的是 （ ）a.物体的内能是由物体的状态（温度和体积）决定的b.物体的内能就是物体里所有分子的动能的总和c.物体内能的大小可以用物体吸热和放热的多少来量度d.做功和热传递，对改变物体的内能是等效的e.内能大的物体热量多f.两物体发生热传递，达到平衡后，它们的内能必定相等11一定质量气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间势能可忽略，则在此过程中（ ） a外界对气体做功，气体分子的平均动能增加b外界对气体做功，气体分子的平均动能减少c气体对外界做功，气体分子的平均动能增加d气体对外界做功，气体分子的平均动能减少【知识拓展】1.焦耳与热力学焦耳，英国物理学家。出身于曼彻斯特附近索尔福一个啤酒厂主家庭。青年时经常用业余时间进行有关电的、化学的相互作用和机械作用之间联系的实验，并得到化学家道尔顿的鼓励和支持。焦耳的贡献主要有三个方面。首先研究了电流的热效应，指出导体中一定时间所生成的热量与导体的电阻及电流平方之积成正比。由于不久楞次也独立地发现了同样的规律，所以被称为焦耳楞次定律从18401879年用了近40年的时间钻研和测定了热量与机械功的当量关系，最后得到的热功当量数值是1卡=4.2焦耳。焦耳的实验工作以大量确凿的证据否定了热质说，为能量守恒与转化定律奠定了实验基础，因此焦耳是能量守恒与转化定律的发现者之一。为了研究气体的内能，焦耳于1845年做了焦耳气体自由膨胀实验。发现一般气体的内能是温度和体积的函数，而理想气体的内能仅仅是温度的函数，与体积无关。为了纪念焦耳对科学发展的贡献，国际计量大会将能量、功、热量的单位命名为焦耳。2热量、功和内能之间的关系内能是由系统的状态决定的。状态确定了，系统的内能也随之确定，要使内能改变，可以通过做功和热传递两种物理过程来完成，功和热量都是过程量，两者对改变系统的内能是等效的，但做功是其它形式的能量转化为内能，功的多少是内能转化的量度，热传递是内能的转移；热量是内能转移的量度；有过程(做功或热传递)，才有变化(内能改变)，离开过程，功和热量将毫无意义。就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“功”和“热量”。因此不能说物体中含有“多少热量”或“多少功”。3.内能与机械能的区别：内能与机械能是两种不同形式的能量。内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，这与物体的温