3.1 3.2 能量的转化与守恒（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册配套教参（鲁科版）

乙同学说法是对的，因为只有晶体才具有各向异性 17．(10分)家庭、学校或机关的门常用“碰锁”，然而，这种锁使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰入而造成关门困难。这时，你可用铅笔芯在锁舌上摩擦几下，碰锁便开关自如，并且可以持续几个月之久。请你动手试一试，并回答其中的道理。 答案：石墨和金刚石的结构不同，造成了物理性质上的很大差异。金刚石质地坚硬，而石墨由于具有层结构，层与层之间结合不紧密，故层与层之间易脱落，能起到润滑作用。 18．(12分)如图所示是对某种合金连续不断地加热过程中，温度随时间变化的图线，据图回答： (1)这种合金在固态时是不是晶体？ (2)这种合金的熔点是多少？ (3)熔化过程用了多少时间？ (4)图中BC段表示这种合金处于什么状态？ 解析：题图中BC阶段表示该合金的熔化过程，说明其有一定的熔点，所以这种合金在固态时是晶体，且熔点为 210 ℃，熔化过程用了Δt＝(14－6) min＝8 min，BC段为固、液共存状态。 答案：(1)是　(2)210 ℃　(3)8 min　(4)固、液共存状态 第1节 热力学第一定律 第2节　能量的转化与守恒 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.理解热力学第一定律和能量守恒定律。 2．知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。 科学思维：1.能利用热力学第一定律进行有关计算。 2．会用能量守恒的观点分析、解决有关问题。 一、功、热量与内能 1．改变内能的两种方式：做功与热传递。两者在改变系统内能方面是等价的。 2．热力学第一定律：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 3．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W。 二、第一类永动机 1．定义：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器称为第一类永动机。 2．第一类永动机由于违背了热力学第一定律，因而是不可能实现的。 三、能量守恒定律及其应用 1．能量守恒定律 能量既不会消失，也不会创生，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能量的总值保持不变。 2．能量守恒定律的意义 (1)各种形式的能可以相互转化。 (2)各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。 [基础知能小试] 1．判断下列说法的正误。 (1)外界对系统做功，系统的内能一定增加。(×) (2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量。(×) (3)系统内能减少，一定是系统对外界做了功。(×) (4)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。(√) 2．一定质量的气体从外界吸收了50 J的热量，同时对外做功100 J，则物体的内能________(“增加”或“减少”)________ J。 答案：减少　50 要点一　热力学第一定律 　(1)如图所示，快速推动活塞对气缸内气体做功10 J，气体内能改变了多少？若保持气体体积不变，外界对气缸传递10 J的热量，气体内能改变了多少？ (2)一根金属丝经过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本无法判定是通过做功的方法，还是使用了传热的方法使它的内能增加。因为单纯地对系统做功和单纯地对系统传热都能改变系统的内能。既然它们在改变系统内能方面是等价的，那么当外界对系统做功为W，又对系统传热为Q时，系统内能的增量ΔU应该是多少？ 提示：(1)都增加了10 J　(2)Q＋W 1．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定 符号 W Q ΔU ＋ 体积减小，外界对热力学系统做功 热力学系统吸收热量 内能增加 － 体积增大，热力学系统对外界做功 热力学系统放出热量 内能减少 2.几种特殊情况 (1)绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功。 (2)等容过程：W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量。 (3)等温过程：始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)。 3.判断是否做功的方法 一般情况下看物体的体积是否变化。 (1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W<0。 (2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W>0。 [特别提醒]　热力学第一定律是将单纯的绝热过程和单纯的传热过程中内能改变的定量表达推广到一般情况，既有做功又有传热的过程，其中ΔU表示内能改变的数量，W表示做功的数量，Q表示外界与物体间传递的热量。 　一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是(　　) A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，