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1、2022年高中物理 10.1功和內能 10.2熱和內能導學案新人教版選修3-3
一.功和內能
1.焦耳實驗
①重物下落帶動葉片攪拌容器中的水,引起水溫上升.②通過電流的熱效應給水加熱.
2.功和內能
①絕熱過程:系統(tǒng)只通過對外界 或外界對它 而與外界交換能量,它不從外界吸熱,也不向外界 ,這樣的過程叫做絕熱過程.
②在絕熱過程中,內能和其他形式的能一樣也是狀態(tài)量,氣體的初、末狀態(tài)確定了,即在初、末狀態(tài)的內能也相應地確定了,內能的變化ΔU也確定了.而功是能量轉化的量度,內能的改變用 來量度:表達式為ΔU=W.
若外界對系統(tǒng)做正功,系統(tǒng)內能增加,
2、ΔU為正值;
若系統(tǒng)對外界做正功,系統(tǒng)內能減少,ΔU為負值.
二.熱和內能
1.熱傳遞:熱量從高溫物體傳遞到低溫物體,或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分,叫做熱傳遞.熱傳遞的三種方式: 、 和 .
2. 熱傳遞實質上傳遞的是能量,結果是改變了系統(tǒng)的內能.傳遞能量的多少用熱量來量度.傳遞的熱量與內能改變的關系:
①在單純熱傳遞中,系統(tǒng)從外界吸收多少熱量,系統(tǒng)的內能就增加多少,即Q吸=ΔU.
②在單純熱傳遞中,系統(tǒng)向外界放出多少熱量,系統(tǒng)的內能就減少多少,即Q放=-ΔU.
3.熱量的概念只有在涉及能量的傳遞時才有意義,因此不能說物體具有多少熱量,
3、只能說物體吸收或放出了多少熱量.
三.改變系統(tǒng)內能的兩種方式: 和 .
做功和熱傳遞都能改變系統(tǒng)的內能,這兩種方式是 的,都能引起系統(tǒng)內能的改變(不能僅靠一種情況判斷內能的變化),但是它們還是有重要區(qū)別的:做功是系統(tǒng)內能與 之間發(fā)生轉化,而熱傳遞只是不同物體(或物體不同部分)之間 的轉移.
【課堂互動探究】
一、功和內能的關系
【問題導思】
1. 決定物體內能的因素有哪些?
2.怎樣用做功的方法增加或減小物體的內能?
3.功和內能有什么區(qū)別?
【例1】如圖所示,絕熱隔板S把絕熱的汽缸分隔成體積相
4、等的兩部分,S與氣缸壁的接觸是光滑的.兩部分中分別盛有相同質量、相同溫度的同種氣體a和b.氣體分子之間相互作用可忽略不計.現通過電熱絲對氣體a緩慢加熱一段時間后,a、b各自達到新的平衡狀態(tài).試分析a、b兩部分氣體與初狀態(tài)相比,體積、壓強、溫度、內能各如何變化?
【例2】如圖所示,瓶內裝有少量的水,瓶口已塞緊,水上方空氣中有水蒸氣,用打氣筒向瓶內打氣,當塞子從瓶口跳出時,瓶內出現“白霧”,這一現象產生的原因可以用下面三句話解釋:甲,水蒸氣凝結成小水珠;乙,瓶內氣體推動瓶塞做功,內能減?。槐?,溫度降低.三句話正確的順序是( )
A.甲乙丙 B.乙丙甲
C.丙甲乙
5、 D.乙甲丙
二.熱和內能的關系
【問題導思】
1. 熱傳遞的三種方式是什么?
2. 怎樣用熱傳遞增加或減少物體的內能?
【例3】 關于物體的內能和熱量,下列說法中正確的有( )
A.熱水的內能比冷水的內能多
B.溫度高的物體其熱量必定多,內能必定大
C.在熱傳遞過程中,內能大的物體其內能將減小,內能小的物體其內能將增大,直到兩物體的內能相等
D.熱量是熱傳遞過程中內能轉移的量度
【例4】下列關于熱傳遞的說法中,正確的是( )
A.熱量是從含熱量較多的物體傳給含熱量較少的物體
B.熱量是從溫度較高的物體傳給溫度較低的物體
C.熱量是從內能較多的物體
6、傳給內能較少的物體
D.熱量是從比熱容大的物體傳給比熱容小的物體
三、改變物體內能的兩種方式
【例5】(1)遠古時代,取火是一件困難的事,火一般產生于雷擊或磷的自燃.隨著人類文明的進步,出現了“鉆木取火”等方法. “鉆木取火”是通過________方式改變物體的內能,把________轉化為內能.
(2)某同學做了一個小實驗:先把空的燒瓶放到冰箱冷凍,一小時后取出燒瓶,并迅速把一個氣球緊密的套在瓶頸上,然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里,氣球逐漸膨脹起來,如圖,這是因為燒瓶里的氣體吸收了水的________,溫度________,體積________.
【例6】如圖所示,A、B
7、是兩個完全相同的球,分別浸沒在水和水銀的同一深度內,A、B兩球用同一種材料制成,當溫度稍微升高時,球的體積會明顯變大,如果開始水和水銀的溫度相同,且兩液體溫度同時緩慢升高同一值,兩球膨脹后,體積相等,則( )
A.A球吸收的熱量較多
B.B球吸收的熱量較多
C.兩球吸收的熱量一樣多
D.無法確定
【課堂雙基達標】
1.下列哪個實例說明做功改變了系統(tǒng)的內能( )
A.熱水袋取暖
B.用雙手摩擦給手取暖
C.把手放在火爐旁取暖
D.用嘴對手呵氣給手取暖
2.物體獲得一定初速度后,沿著粗糙斜面上滑,在上滑過程中,物體和斜面組成的系統(tǒng)( )
A
8、.機械能守恒
B.動能與內能之和守恒
C.機械能和內能都增加
D.機械能減少,內能增加
3.物體的內能增加了20 J,下列說法中正確的是( )
A.一定是外界對物體做了20 J的功
B.一定是物體吸收了20 J的熱量
C.一定是物體分子動能增加了20 J
D.物體的分子平均動能可能不變
4.有一個小氣泡從水池底緩慢地上升,氣泡跟水不發(fā)生熱傳遞,而氣泡內氣體體積不斷增大,小氣泡上升過程中( )
A.由于氣泡克服重力做功,則它的內能減少
B.由于重力和浮力的合力對氣泡做功,則它的內能增加
C.由于氣泡內氣體膨脹做功,則它的內能增加
D.由于氣泡內氣體膨脹做功,
9、則它的內能減少
5.如圖所示,一定質量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中,容器內裝有一可以活動的絕熱活塞.今對活塞施以一豎直向下的壓力F,使活塞緩慢向下移動一段距離后,氣體的體積減?。艉雎曰钊c容器壁間的摩擦,則被密封的氣體 ( )
A.溫度升高,壓強增大,內能減少
B.溫度降低,壓強增大,內能減少
C.溫度升高,壓強增大,內能增加
D.溫度降低,壓強減小,內能增加
【課堂小結】
【課后鞏固提升】
( )1.當物體的內能增加時,下列說法正確的是
A.物體一定吸收了熱量
B.外界一定對物體做了功
C.
10、不可能是物體放出熱量,同時對外做功
D.有可能是物體放出熱量,同時外界對物體做功
( )2.下列說法中正確的是
A.做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種本質不同的物理過程:做功使物體的內能改變,是其他形式的能和內能之間的轉化;熱傳遞則不同,它是物體內能的轉移
B.外界對物體做功,物體的內能一定增大
C.物體向外界放熱,物體的內能一定增大
D.熱量是在熱傳遞中,從一個物體向另一個物體或物體的一部分向另一部分轉移
( )3.下列關于做功和熱傳遞的說法中正確的是( )
A.做功和熱傳遞的實質是相同的
B.做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的
C.做功和熱傳遞是對同一過程中的兩種
11、說法
D.做功和熱傳遞是不可能同時發(fā)生的
( )4.用金屬制成的氣缸中裝有柴油和空氣的混合物,有可能使氣缸中的柴油達到燃點的過程是
A.迅速向里推活塞 B.迅速向外拉活塞
C.緩慢向里推活塞 D.緩慢向外拉活塞
( )5.有關物體的內能,以下說法中正確的是
A.1 g溫度為0 ℃水的內能比1 g溫度為0 ℃冰的內能大
B.電流通過電阻后電阻發(fā)熱,它的內能增加是通過熱傳遞方式實現的
C.氣體膨脹,它的內能一定減小
D.橡皮筋被拉伸時,分子間勢能增加
( )6.(xx·四川高考)物體由大量分子組成,下列說法正確的是
A.分子熱運動越劇烈,物體內每個分子的動能越大
B.分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小
C.物體的內能跟物體的溫度和體積有關
D.只有外界對物體做功才能增加物體的內能
( )7.如圖所示,活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室,氣缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的,且不漏氣.以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內能,則在將拉桿緩慢向外拉的過程中
A.E甲不變,E乙減小
B.E甲不變,E乙增大
C.E甲增大,E乙不變
D.E甲增大,E乙減小
9.