第3章 1 功、热和内能的改变（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册【精讲精练】人教版

1　功、热和内能的改变 [学业要求] 1．知道焦耳的两个实验的原理，区别热量和内能。 2．知道做功和热传递是改变内能的两种方式，能正确区分两者的不同。 3．通过实验探究来类比、分析，理解内能与功、热量的关系。 一、焦耳的实验 1．绝热过程 系统不从外界__吸热__，也不向外界__放热__。 2．代表性实验 (1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温__上升__。 (2)通过电流的__热效应__给水加热。 3．实验结论 要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个__状态1、2__决定，而与做功的方式无关。 二、功和内能 1．内能 依赖于一个热力学系统__自身状态__的物理量，是热力学系统的一种能量。 2．绝热过程中做功与内能变化的关系：ΔU__＝__W。 三、热和内能 1．热传递 热量总是从__高温__物体向__低温__物体传递。 2．热量和内能 (1)关系描述：热量是在单纯的传热过程中系统__内能变化__的量度。 (2)公式表达：ΔU__＝__Q。 1．下列说法正确的是(　　) A．热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体 B．做功和热传递都可改变物体的内能，在效果上是等效的 C．在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量 D．热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递 答案　B 2．使物体的内能发生改变的方法很多：a.电炉通电后发热；b.一杯开水放在桌面上冷却；c.阳光照射下冰块熔化；d.锯木头时，锯片发烫；e.人坐在火炉旁取暖；f.用打气筒给自行车打气后，打气筒变热。其中属于做功使物体内能改变的是__adf__；属于热传递使物体内能改变的是__bce__。 知识点一　功和内能 1．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。 2．功与内能的区别 (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，只有内能变化越大时，相应地做功才越多。 　如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气。以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中(　　) A．E甲不变，E乙减小　　 B．E甲不变，E乙增大 C．E甲增大，E乙不变 D．E甲增大，E乙减小 [解析]　本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程，内能的改变取决于做功的情况，对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小。 [答案]　D ●规律总结 (1)在绝热过程中，压缩气体，外界对气体做功，气体内能增大，温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的。 (2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外界对系统做功；末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，系统对外界做功。 　金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关，在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是(　　) A．筒内空气流向筒外 B．筒外空气流向筒内 C．筒内外有空气交换，处于动态平衡状态，筒内空气质量不变 D．筒内外无空气交换 [解析]　因高压空气急剧外溢时，气体来不及充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程，气体对外做功，内能减少。所以关闭开关时，筒内气体温度较外界偏低，再经过较长时间后，筒内外气体温度相同。对筒内剩余气体分析，属于等容升温过程，压强要升高，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外。 [答案]　A 1．(多选)如图所示，绝热容器内被活塞封闭一定质量的气体，现压缩气体使其体积减小，则(　　) A．气体对外界做功，内能增加 B．外界对气体做功，内能增加 C．气体温度升高，压强变大 D．气体温度升高，压强变小 解析　“绝热容器”说明与外界没有热交换，压缩气体，外界对气体做功，内能增加，故A错，B对；对理想气体而言，温度升高，由气体压强的定义知，其压强必变大，故C对，D错。故正确答案为B、C。 答案　BC 知识点二　功、内能、热量和温度的区别与联系 1．内能与温度 从宏观上看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观上看，温度反映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志。物体的温度升高，其内能一定增加，但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加(可能同时对外做功)。 2．热量和内能 (1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随