第3章第一节 内能 功 热量(共30张PPT)

第一节内能功热量 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第一节 课前自主学案 课标定位 课标定位 学习目标 1 了解改变物体内能的两种方式 做功和热传递 2 了解内能的变化可以分别用功和热量来量度 3 理解热量的概念 4 理解做功和热传递对于改变物体内能的等效性以及它们的本质区别 重点难点 1 改变内能的两种方式及内能改变量度 2 对做功和热传递对改变内能是等效的理解 课前自主学案 一 内能1 内能是物体内部所有分子做热运动的 和 的总和 2 内能大小的决定因素 分子平均动能与 有关 分子势能与 有关 故内能与物体的 有关 动能 分子势能 温度 体积 物质的量 温度 体积 3 内能与机械能 机械能是描述物体机械运动状态的量 内能是描述物体热学状态的量 机械能是 的 而内能是 的 有物质就具有内能 相对 绝对 二 改变物体内能的两种方式1 做功与内能的转化 1 摩擦生热 是 转化为 电流热效应是 转化为 2 如果仅仅是做功改变内能时 则外界对系统做 系统的内能就 系统克服外界做功 即外界对系统做 物体的内能就 内能的变化量等于外界对系统所做的功 即功是系统内能变化的量度 机械能 内能 电能 内能 正功 增加 负功 减少 2 热传递与内能的转移 1 热传递 没有做功而使物体内能改变的现象称为热传递 热传递的方向 热量自发地从高温物体传递到低温物体 直至两物体温度相等 热传递实质上传递的是能量 结果是改变了系统的内能 传递能量的多少用热量来量度 2 热量 热传递时所转移的内能称为热量 热量是一个过程量 3 内能改变与热量的关系 如果是单纯由热传递引起内能变化时 系统从外界吸收多少热量 系统的内能就 多少 系统向外界放出多少热量 系统的内能就 多少 增加 减少 3 做功和热传递在改变内能上的区别 做功和热传递在改变系统的内能上 相同 但它们有重要的区别 做功是 的能与 之间的转化 而热传递只是不同物体 或一个物体的不同部分 之间 效果 其它形式 内能 内能的转移 核心要点突破 一 功 内能 内能的变化之间的关系1 内能与内能的变化的关系 1 物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和 在微观上由分子数和分子热运动剧烈程度和相互作用力决定 宏观上体现为物体温度和体积 因此物体的内能是一个状态量 2 当物体温度变化时 分子热运动剧烈程度发生改变 分子平均动能变化 物体体积变化时 分子间距离变化 分子势能发生变化 因此物体的内能变化只由初 末状态决定 与中间过程及方式无关 2 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 3 功和内能的区别 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 只有内能变化较大时 对应着做功较多 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 单选 绝热过程中 外界压缩气体做功20J 下列说法中正确的是 A 气体内能一定增加20JB 气体内能增加必定小于20JC 气体内能增加可能小于20JD 气体内能可能不变解析 选A 绝热过程中 做功的过程是能量转化的过程 做了多少功 就有多少内能发生变化 二 内能 温度和热量之间的区别和联系1 热量和内能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 可以通过热传递或做功两种方式来完成 而热量是传热过程中的特征物理量 和功一样 热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量 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 就某一状态而言 只有 内能 根本不存在什么 热量 和 功 因此 不能说一个系统中含有 多少热量 或 多少功 2 热量和温度热量是系统的内能变化的量度 而温度是系统内部大量分子做无规则运动的剧烈程度的标志 虽然热传递的前提是两个系统之间存在温度差 但是传递的是热量 不是温度 传热不仅可以使系统温度发生变化 还可以使物质状态发生变化 在物质状态变化中 传递给系统的热量并没有使系统的温度发生变化 因此不能说 系统吸收热量多 温度变化一定大 也不能认为 系统的温度高 它放出的热量一定多 因为放出的热量 不但和温度的变化值有关 还和比热容有关 总之 热量和温度之间虽然有一定的联系 但它们是不同的两个物理量 3 热量和功热量和功 都是系统内能变化的量度 都是过程量 一定量的热量还与一定量的功相当 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 用做功来改变系统的内能 是系统内分子随整体的有序运动 转化为另一系统的分子的无规则运动的过程 是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程 用热传递来改变系统的内能 是通过传导 对流和辐射来完成的 它将分子的无规则运动 从一个系统转移到另一个系统 这种转移就是系统间内能转移的过程 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 单选 关于物体的内能和热量 下列说法中正确的是 A 热水的内能比冷水的内能大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少 内能小的物体其内能将增加 直到两物体的内能相等D 热量是热传递过程中内能转移量的量度 解析 选D 物体内能的大小不仅与温度有关 还与物体的质量 体积有关 A错误 热量是单纯热传递过程中系统内能变化的量度 是一个过程量 B错误 D正确 热传递发生的条件是系统间存在温度差 内能将由高温物体向低温物体传递 高温物体内能减小 低温物体内能增大 并持续到两物体温度相同为止 C错误 故只有D正确 三 改变内能的两种方式的比较 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 单选 关于物体内能的变化 以下说法中正确的是 A 物体吸收热量 内能一定增大B 物体对外做功 内能一定减少C 物体吸收热量 同时对外做功 内能可能不变D 物体放出热量 同时对外做功 内能可能不变 解析 选C 做功和热传递可以改变物体的内能 当做功和热传递同时发生时 物体的内能可能不变 比如物体吸热的同时又对外做功 且吸收的热量与对外做的功在数值上相等 此时物体的内能不发生变化 课堂互动讲练 单选 金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物 有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是 A 迅速向里推活塞B 迅速向外拉活塞C 缓慢向里推活塞D 缓慢向外拉活塞 精讲精析 当向里推活塞时活塞对柴油与空气的混合物做功 又因为汽缸是导热良好的金属做的 因而当缓慢向里推活塞时 由于热传导 汽缸中的柴油与空气的混合物温度不会达到柴油的燃点 故只有迅速向里推活塞 才可能使汽缸中的柴油达到燃点 答案 A 方法总结 迅速 的含义是指向里推活塞的过程中 汽缸与外界间来不及进行热传递 双选 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起 若不计气泡内空气分子势能的变化 则 A 气泡对外做正功B 外界对气泡做正功C 气泡放热D 气泡吸热 思路点拨 气泡在恒温水槽中 温度不变 又因不计其分子势能 故气泡的内能只考虑所有分子的动能之和 由此可分析做功和热传递对内能的影响 自主解答 在气泡缓慢上升的过程中 气泡外部的压强逐渐减小 气泡膨胀 对外做功 A正确 气泡中气体的内能减小 温度有降低倾向 但由于外部恒温 且气泡缓慢上升 故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度 故须从外界吸收热量 以维持温度不变 D正确 答案 AD 变式训练 单选 关于热传递 下列说法正确的是 A 热传递的实质是温度的传递B 物体间存在着温度差 才能发生热传递C 热传递可