3.1功、热和内能的改变 导学案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

3.1功、热和内能的改变导学案 【课标要求】理解功、热和内能的改变的关系。 【学习目标】1.了解焦耳的两个实验的原理，认识焦耳实验探究对建立热力学规律的意义； 2.会用功能关系构建内能的概念； 3.知道做功与传热在改变系统内能上的区别，并会区分热量和内能的概念； 4.理解做功与内能的改变和传热与内能的改变的关系，会解释相关的现象。 【学习重点】从宏观角度界定内能的概念 【学习难点】做功、传热与内能改变的定量关系 【学习过程】 复习回顾： 内能的微观定义:__________________________________ 问题引入：观看空气压缩引火仪点火的演示实验，思考：为什么筒底的硝化棉会被点燃呢？你能解释这个现象吗？ 【预习——自主建构】 一、焦耳的实验 ❶绝热过程：系统不从外界______，也不向外界______的过程。 ❷代表实验 (1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温______。 (2)通过电流的热效应给水加热。 ❸实验结论：在各种不同的绝热过程中，外力所做的功相同，则系统状态变化相同，与做功的方式____关。 ❹内能：只依赖于热力学系统__________的物理量。 【合作探究】在图3.1-1和图3.1-2所示的焦耳的两个实验中，各是什么形式的能转化为系统的内能？ 【合作探究】类比重力势能，如何从宏观角度定义内能？ 二、功与内能的改变 ❶功与内能的改变 在热力学系统的绝热过程中，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ΔU＝U2－U1，它就等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝____。 ❷理解 (1)ΔU＝W的适用条件是______过程。 (2)在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能______；系统对外做功，系统的内能______。 【合作探究】气体在绝热膨胀时它的温度会怎样变化？气体在绝热压缩时它的温度会怎样变化？为什么会发生这样的变化？ 三、热与内能的改变 ❶传热 (1)条件：物体的______不同。 (2)过程：温度不同的物体发生传热，温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，______从高温物体传到低温物体。 (3)传热的三种方式：________、________、________。 ❷热和内能 (1)单纯地对系统传热也能改变系统的____________，即传热能改变物体的______。 (2)热量：在单纯的传热过程中系统__________的量度。 (3)单纯的传热过程中内能的变化。 ①公式：__________。 ②物体______，Q为正；物体______，Q为负。 【合作探究】做功和热传递都可以改变物体的内能，两者的区别和联系？试总结 【课堂检测】 1.(多选)如图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是（ ） A.这个装置可测定热量与做功的关系 B.做功增加了水的热量 C.做功增加了水的内能 D.功和热量是完全等价的，无区别 2.(多选)A、B两物体之间接触，但没有发生传热，则(　　) A.两物体所含的热量相等 B.两物体内能相等 C.两物体的温度相等 D.两物体的内能不一定相等 3.下列说法正确的是(　　) A.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的 B.外界对物体做功，物体的内能一定增大 C.物体吸收热量，温度一定升高 D.热量总是由内能大的物体流向内能小的物体 4.(多选)下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是(　　) A.冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷 B.夏天，开空调后一段时间整个房间内温度降低 C.在地面上晒小麦 D.冬天，用暖水袋暖手 5.(多选)如图所示，A、B两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是(　　) A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B.A中水银的重力势能大于B中水银的重力势能 C.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 D.A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 6.铅弹以200m/s的速度射入木块后停在木块中，木块没有移动。若增加的内能的80%使铅弹的温度升高，铅弹的温度升高了多少？铅的比热容c为1.3×J/（Kg·℃） 【课堂总结】 1 $$