第三章 1. 功、热和内能的改变-【考点同步解读】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版）

第三章 热力学定律 第10讲功、热和内能的改变 高考要求学业标准·考情分析 第一章 ⊙考点分右⊙ 9学科素养⊙ 。命题趋势⊙ 本讲内容是热力学第一定律的基 1.知道焦耳的两个实验的原理.（★） 物理观念 第二章 础.学业水平等级性考试命题主要考 2.知道功与内能的玫变的关系.（★★） 科学态度 查相关概念的辨析，功和内能的改变， 3.知道热与内能的玫变的关系，能区分 热和内能改变的关系，结合气体状态 第 热量和内能的概念.（★★） 与责任 变化的分析，多为选择题，难度不大 第四章 考点分类考点透析·典例析 第五章 考点1焦耳的实验 核心总结 赛 1.绝热过程 系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的 装 过程叫作绝热过程.教材“问题”中迅速压下筒中活塞的过程，教材“做一做”中橡胶塞跳出的 过程，汽车爆胎的过程，给自行车迅速打气的过程均可看成绝热过程. 2.焦耳的实验 (1)实验一：如图10-1所示，让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升.整个 系统处于绝热过程，通过改变悬挂重物的重量和下落的高度，进行多次测量 装水的容器 装水的 容器 重物P 绝热材料 重物P 因定在轴 固定在容器 上的叶片 内壁上的叶片 图10-1 结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态的变化是 相同的。 100 第三章热力学定律 (2)实验二：如图10-2所示，重物下落，带动发电机发电，通过浸在液体中的电阻丝的电流 的热效应给液体加热，使液体温度上升.改变重物的重量及其下落高度，即改变电流大小和通 电时间，进行多次实验 湿度计 图10-2 结论：只要电流所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统状态的变化是 相同的。 3.内能 焦耳的这些实验表明，在各种不同的绝热过程中，如果使系统从状态1变为状态2，所需 章 外界做功的数量是相同的.也就是说，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.那么，必定存在一个描述系统状态的物理 第 量，这个物理量的变化与做功相关.例如，在力学中，重力做的功仅由物体的起点和终点两个 位置决定，而与物体的运动路径无关.根据这一事实人们认识到，物体具有重力势能.物体在 第 两个位置间的重力势能之差等于物体在这两个位置间移动时重力所做的功. 与此类似，在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末两个状态决 模 定，不依赖于做功的具体过程和方式.这就使我们认识到，任何一个热力学系统必定存在一个 块 只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系 统做的功相联系.鉴于功是能量变化的量度，所以这个物理量必定是系统的一种能量，我们把 案 它称为系统的内能 考题1[2021·南昌二中期中]图10-3是焦耳研究热与功之间 难点突破@ 关系的两个典型实验装置图，那么从焦耳的这两个实验中可 对内能的理解 得出的结论是( (1)热力学对系统内能的 g温度计 引入：内能是描述热力学系统 自身状态的物理量」 拌器 (2)分子动理论对系统内 能的定义： 内筒 绝热壁 内分子的个数容腿三新预 水 取 的量 搅拌叶月 图10-3 分子的平均动能·温度 于 分子势能→体积 A.热量可由高温物体传给低温物体 (3)在绝热过程中做功可 B.机械能守恒 以改变热力学系统所处的状态 C,在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无 101 考点同步解读 高中物理选择性必修第三册利 关，仅与做功数值有关 ©视野拓展© D.功和热量是完全等价的，无区别 英国物理学家焦耳的主 【解析】焦耳通过多次实验，最后得到的结论是，在各种不同的绝热 要贡献有： 过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数值有 (1)发现了电流通过导体 关，故选项C正确，做功与传热产生的效果相同，但功和热量 产生热量的定律，即焦耳定律 是不同的概念。 (2)测量了热和机械功之 【答案】C 间的当量关系一热功当量。 (3)第一次计算了气体分 变式1-刀[2021·洛阳一中期中]下列有关焦耳及焦耳实验的说 子的速度 法中正确的是(). (4)与W·汤姆孙合作 A.焦耳是法国物理学家，他的主要贡献是焦耳定律及测定热 研究了气体自由膨胀降温的 功当量 实验 第 B.焦耳实验用到的容器可以用普通玻璃容器代替 章 C.焦耳实验的研究对象是容器中的液体 D.焦耳实验中要使容器及其中的液体升高相同的温度，实验 四章 中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相同，但所做的功必 须相同 第五章 考点2 功与内能的改变 ·核心总结： 模 绝热过程中△U与W的关系 1.关系式：△U=W,当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量△