第三章 第1节 功、热和内能的改变-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件(人教版）

物理 选择性必修第三册（人教） 第三章 热力学定律 第1节　功、热和内能的改变 吸收 放出 上升 热效应 无 自身状态 功 ΔU＝W 温度差 热量 热传导 热对流 热辐射 等于 ΔU＝Q √ × √ × × 课标要求 核心素养 1.知道做功、传热是改变内能的两种方式。 2．通过实验探究类比、分析，理解内能与功、热量的关系 1.物理观念：能够知道功、热量和内能的概念。 2．科学思维：能够理解改变物体内能的两种方式。 3．科学探究：能够掌握改变物体内能与做功和传热的关系。 4．科学态度与责任：应用功、热与内能的改变解释生产生活中的实例 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 一、焦耳的实验 1．绝热过程：系统不从外界______热量，也不向外界______热量的过程。 2．代表性实验 (1)让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_________给绝热容器中的水加热。 3．实验结论：在各种不同的绝热过程中，系统状态变化相同，则外力所做的功相同，与做功的方式___关。 二、功与内能的改变 1．系统的内能：任何一个热力学系统必定存在一个只依赖于系统____________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___相联系，是系统的一种能量，我们把它称为系统的内能。 2．绝热过程中做功与系统内能变化的关系：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的变化量，即____________。 三、热与内能的改变 1．传热 (1)条件：两物体间存在_________。 (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：_________、_________、_________。 2．传热与系统内能变化的关系 系统在单纯的传热过程中系统内能变化ΔU______外界向系统传递的热量Q，即____________。 【概念辨析·试身手】 (1)从宏观角度说，内能是只依赖于热力学系统自身状态的物理量。( ) (2)外界对物体做功多，就意味着物体的内能大。( ) (3)做功和传热的共同点是都能使系统内能改变。( ) (4)一物体先后经过几个不同的物理过程，其温度均从t1升高到t2，则在这些过程中物体一定从外界吸收相同的热量。( ) (5)高温物体内能多，低温物体内能少。( ) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 功与内能的改变 【要点培优】 1．内能与内能的变化 (1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。在微观上由分子数和分子热运动剧烈程度以及分子间的距离决定，宏观上由物体温度、体积、物质的量、物态决定，因此物体的内能是一个状态量。 (2)物体温度变化时，分子热运动剧烈程度发生改变，分子平均动能变化。物体体积变化时，分子间距离变化，分子势能发生变化，因此物体的内能的变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关。 2．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，系统内能的变化量等于外界对系统所做的功。即①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，即ΔU＝W外。②在绝热过程中，系统对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少，即—ΔU＝W。 3．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，对应着做功较多。 【素养培优】 如图所示，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，向瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。 探究：我们研究的是瓶塞跳出的过程，而研究的对象，即“系统”是什么？在瓶塞跳出的过程中，是外界在对系统做功还是系统在对外界做功？这个过程中系统的内能有什么变化？你从什么现象推断出它的内能发生了变化？ 提示：当瓶塞跳出时，我们会发现瓶内的瓶口处有“白雾”产生。我们所选的研究对象是瓶内水面上方的水蒸气，在瓶塞跳出的过程中，是系统膨胀对外界做功，在这个过程中系统的内能减少，瓶内的瓶口处的“白雾”实际上是瓶内的水蒸气液化形成的无数小液滴，水蒸气液化过程中内能减少。 【应用培优】 [例1] (2023·西安高二检测)如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施加一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体(　　) A．温度升高，压强增