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1、山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第10章热力学定律章热力学定律课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练第一第一节功和内能功和内能第二第二节热和内能和内能 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第二二节节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位课标定位学学习目目标：1.了了解解焦焦耳耳的的两两个个实验的的原原理理，区区别热量和内能量和内能2知知道道做做功功和和传热是是改改变内内能能的的两两种种方方式式，能正确区分两者的不同
2、能正确区分两者的不同3通通过焦焦耳耳实验的的探探究究，培培养养学学生生的的科科学学探探索精神索精神重点重点难点：通点：通过实验探究来探究来类比、分析理解内比、分析理解内能与功、能与功、热量的关系量的关系课前自主学案课前自主学案一、演示一、演示实验1实验仪器：器：压缩空气引火空气引火仪2实验结论：活塞：活塞压缩空气做功，可以使空气温空气做功，可以使空气温度升高，内能度升高，内能_二、焦耳的二、焦耳的实验1绝热过程：系程：系统只由于外界只由于外界对它做功而与外界它做功而与外界交交换能量，它不从外界能量，它不从外界_,也不向外界也不向外界_增加增加吸吸热放放热2代表性代表性实验(1)重物下落重物下落
3、带动叶片叶片搅拌容器中的水，引起水温拌容器中的水，引起水温_(2)通通过电流的流的_给水加水加热3实验结论要使系要使系统状状态通通过绝热过程程发生生变化，做功的数化，做功的数量只由量只由过程始末两个程始末两个_决定而与做功的决定而与做功的_无关无关三、内能三、内能1内能概念：任何一个内能概念：任何一个热力学系力学系统都存在一个都存在一个_的物理量，的物理量，升高升高热效效应状状态方式方式依依赖于系于系统自身状自身状态这个物理量在两个状个物理量在两个状态间的差的差值等于外界在等于外界在绝热过程中程中对系系统所做的功，我所做的功，我们把把这个物理量称个物理量称为系系统的内能的内能2在在绝热过程中做
4、功与内能的程中做功与内能的变化关系：化关系：_.四、四、热和内能和内能1传热：热量从高温物体量从高温物体传到低温物体的到低温物体的过程程2关系描述：关系描述：热量是在量是在单纯的的传热过程中程中_变化的量度化的量度3公式表达：公式表达：_.UW系系统内能内能UQ核心要点突破核心要点突破一、功和内能的关系一、功和内能的关系1内能与内能的内能与内能的变化的关系化的关系(1)物物体体的的内内能能是是指指物物体体内内所所有有分分子子的的平平均均动能能和和势能能之之和和在在微微观上上由由分分子子数数和和分分子子热运运动激激烈烈程程度度及及相相互互作作用用力力决决定定，宏宏观上上体体现为物物体体温温度度和
5、体和体积，因此物体的内能是一个状，因此物体的内能是一个状态量量(2)当物体温度当物体温度变化化时，分子，分子热运运动激烈程度激烈程度发生生改改变，分子平均，分子平均动能能变化物体体化物体体积变化化时，分分子子间距距离离变化化，分分子子势能能发生生变化化，因因此此物物体体的的内内能能变化化只只由由初初、末末状状态决决定定，与与中中间过程程及及方式无关方式无关2做功与内能的做功与内能的变化的关系化的关系(1)做做功功改改变物物体体内内能能的的过程程是是其其他他形形式式的的能能(如如机机械能械能)与内能相互与内能相互转化的化的过程程(2)在在绝热过程中，外界程中，外界对物体做多少功，就有多物体做多少
6、功，就有多少其他形式的能少其他形式的能转化化为内能，物体的内能就增加内能，物体的内能就增加多少；物体多少；物体对外界做多少功，就有多少内能外界做多少功，就有多少内能转化化为其他形式的能，物体的内能就减少多少其他形式的能，物体的内能就减少多少3功和内能的区功和内能的区别(1)功是功是过程量，内能是状程量，内能是状态量量(2)在在绝热过程中，做功一定能引起内能的程中，做功一定能引起内能的变化化(3)物体的内能大，并不意味着做功多在物体的内能大，并不意味着做功多在绝热过程中，只有内能程中，只有内能变化化较大大时，对应着做功着做功较多多即即时应用用(即即时突破，小突破，小试牛刀牛刀)1(2011年高考
7、广年高考广东卷卷)图1011为某种椅子与某种椅子与其升降部分的其升降部分的结构示意构示意图，M、N两筒两筒间密密闭了一了一定定质量的气体，量的气体，M可沿可沿N的内壁上下滑的内壁上下滑动，设筒内筒内气体不与外界气体不与外界发生生热交交换，在，在M向下滑向下滑动的的过程程中中()图1011A外界外界对气体做功，气体内能增大气体做功，气体内能增大B外界外界对气体做功，气体内能减小气体做功，气体内能减小C气体气体对外界做功，气体内能增大外界做功，气体内能增大D气体气体对外界做功，气体内能减小外界做功，气体内能减小解析：解析：选A.M向下滑向下滑动，气体体，气体体积减小，外界减小，外界对气体做功，又因
8、气体做功，又因为与外界没有与外界没有热交交换，所以内能，所以内能增加，故增加，故A正确正确二二、“温温度度”、“热量量”、“功功”、“内内能能”的的辨析辨析1内能和温度内能和温度从从宏宏观看看，温温度度表表示示的的是是物物体体的的冷冷热程程度度；从从微微观看看，温温度度反反映映了了分分子子热运运动的的剧烈烈程程度度，是是分分子子平平均均动能能的的标志志物物体体的的温温度度升升高高，其其内内能能一一定定增增加加但但物物体体吸吸收收热量量内内能能增增加加时，温温度度却却不不一定升高一定升高2内能和内能和热量量(1)热量的概念在涉及能量量的概念在涉及能量传递时才有意才有意义我我们不能不能说一个物体具
9、有多少一个物体具有多少热量，只能量，只能说在在传热过程中物体吸收或放出了多少程中物体吸收或放出了多少热量量(2)在在单纯传热的的过程程中中，物物体体吸吸收收热量量，内内能能增增加加，物物体体放放出出热量量，内内能能减减小小，热量量是是内内能能改改变的量度的量度3热量和做功量和做功热量和功，都是系量和功，都是系统内能内能变化的量度，都是化的量度，都是过程程量，一定量的量，一定量的热量量还与一定量的功相当，与一定量的功相当，热量可量可以通以通过系系统转化化为功，功也可以通功，功也可以通过系系统过程程转化化为热量，但它量，但它们之之间有着本有着本质的区的区别用用做做功功来来改改变系系统的的内内能能，
10、是是系系统内内分分子子随随整整体体的的有有序序运运动转化化为另另一一系系统的的分分子子的的无无规则运运动的的过程程，是是机机械械能能或或其其他他形形式式的的能能和和内内能能之之间的的转化化过程程用用传热来改来改变系系统的内能，是通的内能，是通过传导、对流和流和辐射来完成的，它将分子的无射来完成的，它将分子的无规则运运动，从一个，从一个系系统转移到另一个系移到另一个系统，这种种转移就是系移就是系统间内内能能转换的的过程程即即时应用用(即即时突破，小突破，小试牛刀牛刀)2对于于热量量、功功和和内内能能三三者者的的关关系系下下列列说法法中中正正确的是确的是()A三者三者单位相同，物理意位相同，物理意
11、义相同相同B热量和功是内能的量度量和功是内能的量度C热量和功由量和功由过程决定，而内能由物体状程决定，而内能由物体状态决定决定D系系统内能增加了内能增加了100 J，可能是外界采用，可能是外界采用绝热方式方式对系系统做功做功100 J，也可能是外界，也可能是外界单纯地地对系系统传热100 J解析：解析：选CD.热量、功和内能三者尽管量、功和内能三者尽管单位相同，位相同，但物理意但物理意义有本有本质区区别，A错热量和功由量和功由过程决程决定，内能由物体状定，内能由物体状态决定，决定，热量和功是内能量和功是内能变化化的量度，的量度，C对，B错对一个一个绝热过程程UW100 J，对一个一个单纯传热过
12、程程UQ100 J，D对课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一做功和内能变化的关系做功和内能变化的关系 (2010年年高高考考福福建建卷卷)如如图1012所所示示，一一定定质量量的的理理想想气气体体密密封封在在绝热(即即与与外外界界不不发生生热交交换)容容器器中中，容容器器内内装装有有一一可可以以活活动的的绝热活活塞塞今今对活活塞塞施施以以一一竖直直向向下下的的压力力F，使使活活塞塞缓慢慢向向下下移移动一一段段距距离离后后，气气体体的的体体积减减小小若若忽忽略略活活塞塞与与容容器器壁壁间的的摩摩擦擦力力，则被被密密封的气体封的气体()例例例例1 1图1012A温度升高，温度升高，压强强增大，内能
13、减少增大，内能减少B温度降低，温度降低，压强强增大，内能减少增大，内能减少C温度升高，温度升高，压强强增大，内能增加增大，内能增加D温度降低，温度降低，压强强减，内能增加减，内能增加【思路点思路点拨】明确研究明确研究对象是密象是密闭的气体，由的气体，由功和内能的关系得出温度的功和内能的关系得出温度的变化，再利用理想气化，再利用理想气体状体状态方程求解方程求解【自自主主解解答答】由由F对密密闭的的气气体体做做功功，容容器器及及活活塞塞绝热，则Q0，由由功功和和内内能能的的关关系系知知理理想想气气体体内内能能增增大大，T升升高高，再再根根据据pV/TC，V减减小小，p增增大，故大，故选C.【答案答
14、案】C【方法方法总结】对于一定于一定质量的气体，分析量的气体，分析对气气体做功情况体做功情况时，可根据气体的体，可根据气体的体积变化做出判断：化做出判断：气体膨气体膨胀，气体，气体对外界做功；气体外界做功；气体压缩，外界，外界对气体做功，但气体向真空自由膨气体做功，但气体向真空自由膨胀时不做功不做功变式式训练1(2011年湖北八校年湖北八校联考考)如如图1013所示，所示，绝热容器中容器中间用隔板隔开，左用隔板隔开，左侧装有气体，装有气体，右右侧为真空真空现将隔板抽掉，使左将隔板抽掉，使左侧气体自由膨气体自由膨胀直至达到平衡，直至达到平衡，则在此在此过程中程中(不不计气体的分子气体的分子势能能
15、)()图1013A气体气体对外界做功，温度降低，内能减少外界做功，温度降低，内能减少B气体气体对外界做功，温度不外界做功，温度不变，内能减少，内能减少C气体不做功，温度不气体不做功，温度不变，内能不，内能不变D气体不做功，温度不气体不做功，温度不变，内能减少，内能减少解析：解析：选C.抽掉隔板后，气体膨抽掉隔板后，气体膨胀体体积增大，但增大，但由于右由于右侧为真空，气体自由膨真空，气体自由膨胀不做功，因而内不做功，因而内能不能不变，温度不，温度不变，选C.类型二类型二传热和内能和内能变化的关系化的关系 在在外外界界不不做做功功的的情情况况下下，物物体体的的内内能能增增加加了了50 J，下列，下
16、列说法中正确的是法中正确的是()A一定是物体放出了一定是物体放出了50 J的的热量量B一定是物体吸收了一定是物体吸收了50 J的的热量量C一定是物体分子一定是物体分子动能增加了能增加了50 JD物体的分子平均物体的分子平均动能可能不能可能不变例例例例2 2【精精讲精精析析】在在力力不不做做功功的的情情况况下下，内内能能的的改改变等等于于传递的的热量量，内内能能增增加加，一一定定是是吸吸收收了了相相等等能能量量的的热量量，故故A错B对物物体体内内能能包包括括所所有有分分子子的的动能能和和势能能，内内能能由由分分子子数数、分分子子平平均均动能能、分分子子势能能共共同同决决定定，所所以以内内能能增增
17、加加了了50 J并并不不一一定定是是分分子子动能能增增加加了了50 J物物体体的的分分子子平平均均动能能有有可可能能不不变，这时吸吸收收的的50 J热量量全全部部用用来来增增加加分分子子势能能【答案答案】BD【方法方法总结】物体的内能增加，温度不一定升物体的内能增加，温度不一定升高例如晶体熔化高例如晶体熔化时，内能增加，温度不，内能增加，温度不变变式式训练2关于物体内能的关于物体内能的变化，以下化，以下说法中正法中正确的是确的是()A物体吸收物体吸收热量，内能一定增大量，内能一定增大B物体物体对外做功，内能一定减少外做功，内能一定减少C物体吸收物体吸收热量，同量，同时对外做功，内能可能不外做功
18、，内能可能不变D物体放出物体放出热量，同量，同时对外做功，内能可能不外做功，内能可能不变解析：解析：选C.做功和做功和传热可以改可以改变物体的内能，当物体的内能，当做功和做功和传热同同时发生生时，物体的内能可能不，物体的内能可能不变，比如物体吸比如物体吸热的同的同时又又对外做功，且吸收的外做功，且吸收的热量量与与对外做的功在数外做的功在数值上相等，此上相等，此时物体的内能不物体的内能不发生生变化化 关关于于温温度度、热量量、内内能能，以以下下说法法正正确确的的是是()A同一物体温度高同一物体温度高时，含有的，含有的热量多量多B物物体体的的内内能能越越大大，含含有有的的热量量就就越越多多，温温度
19、度也也越高越高C在在传热中中，放放出出热量量的的物物体体内内能能一一定定大大于于吸吸收收热量的物体的内能量的物体的内能D热量量总是自是自发地从温度高的物体地从温度高的物体传给温度低的温度低的物体物体类型三类型三温度、热量、内能的区别温度、热量、内能的区别例例例例3 3【精精讲精精析析】同同一一物物体体温温度度高高时，内内能能大大，只只有有传热过程程转移移的的内内能能才才能能称称为热量量，A、B错；在在传热过程程中中，热量量从从温温度度高高的的物物体体传给温温度度低低的物体，温度高的物体内能不一定大，故的物体，温度高的物体内能不一定大，故D对【答案答案】D【方法方法总结】温度、内能是状温度、内能
20、是状态量、量、热量、功量、功是是过程量程量变式式训练3关关于于物物体体的的内内能能和和热量量，下下列列说法法中中正确的有正确的有()A热水的内能比冷水的内能多水的内能比冷水的内能多B温度高的物体其温度高的物体其热量必定多，内能必定大量必定多，内能必定大C在在传热过程程中中，内内能能大大的的物物体体其其内内能能将将减减小小，内内能能小小的的物物体体其其内内能能将将增增大大，直直到到两两物物体体的的内内能能相等相等D热量是量是传热过程中内能程中内能转移的量度移的量度解析：解析：选D.物体的内能由温度、体物体的内能由温度、体积及物体的及物体的质量决定，不是只由温度决定，故量决定，不是只由温度决定，故
21、A、B错；在；在传热过程中，程中，热量由高温物体量由高温物体传给低温物体，而与物低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能物体内能继续增大，内能小的物体内能增大，内能小的物体内能继续减小，减小，故故C项错；关于；关于热量的量的论述，述，D项是正确的是正确的知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢使用使用山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第10章热力学定律章热力学定律课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练同学们来学校和回家的路上要注意安全山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第10章热力学定律章热力学定律课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练同学们来学校和回家的路上要注意安全
