3.1 功、热和内能的改变 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

在烧瓶中加入水，盖好皮塞。向瓶内打气，气体将皮塞冲出，同时观察到瓶内出现白雾，水蒸气液化变成了小水珠，这是因为空气推动皮塞时内能减少，温度降低的缘故。 高中物理 选必3 第三章 热力学定律 第一节 功、热 和内能的改变 14 十二月 2025 内能、绝热过程 做功、热传递可以改变物体内能 做功、热传递改变物体内能是等效的 第一节 功、热和内能的改变 内能U、绝热过程 热量： 热传递过程中传递能量能量的多少； 热量是过程量、是能量转移的量度； 绝热过程： 系统不与外界发生热交换的过程； 既不从外界吸热，也不对外界放热； 热量Q： Q=Cm△t 吸热+Q 放热-Q 内能U： 物体内所有分子动能和势能的总和； 内能由自身状态决定： 宏观：由质量和状态温度、体积决定； 微观：由分子个数和分子平均动能、分子间距离决定； 联系： 质量决定分子个数；温度决定分子平均动能；体积决定分子势能； 内能的变化量△U： △U=U2-U1 第一节 功、热和内能的改变 做功改变物体内能 探究1：对物体做功，物体能能是否变化？ 对物体做功物体的内能增加： ①做功使物体温度升高、内能增大； ②做功改变物体内能与做功方式无关， 仅与做功多少有关； 3-1-1钻木取火 3-1-0压燃实验 探究2： 为什么瓶塞蹦出瞬间瓶口会有水雾出现？ ①气筒向瓶内打气： 外界对气体做功、气体内能增加，温度 升高、压强增大，使瓶塞从瓶口中蹦出； ②塞子蹦出： 气体膨胀对外做功、气体内能减少、温度降低、水蒸汽液化，看到水雾； 气体对外做功，气体的内能减小： 3-1-2做功可以改变物体的内能 做功与内能变化的关系： △U=W 绝热过程中： ①外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少。就有多少其他形式 的能转化为物体的内能； ②物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。就有多少物体的内 能转化为其他形式的能； 物理量 意义 符号 意义 符号 W ΔU 系统对外界做功 外界对系统做功 内能增加 内能减少 + ΔU>0 － ΔU<0 第一节 功、热和内能的改变 热传递改变物体内能 热传递： 热量从高温的物体传到低温物体，或者从高温部分传到低温部分的过程； 热传递三种方式： 传导、对流、辐射； 传导 对流 辐射 探究3： 在外界对系统不做功的情况下，内能变化和热量之间有什么样的关系？ 在外界对系统不做功的情况下，外界传递给系统的热量等于系统内能的改变量； △U=Q 物理量 意义 符号 意义 符号 Q ΔU 系统对外界放热 系统从外界吸热 内能增加 内能减少 + ΔU>0 － ΔU<0 例1：如图所示是焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验，下列说法正确的是（ ） A、系统状态的改变只能通过传热来实现 B、系统状态的改变只能通过做功来实现 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关，仅与做功数量有关 D、在各种不同的绝热过程中， 系统状态的改变不仅与做功方式有关，还与做功数量有关 C 例2：对于热量、功和内能三个物理量，下列说法中正确的是（ ） A、热量和功与过程有关，而内能与状态有关 B、热量、功和内能的物理意义相同 C、热量和功都可以作为内能的量度 D、内能大的物体具有的热量多 A 第一节 功、热和内能的改变 做功热传递在改变内能是等效的 做功、热传递改变系统内能是等效的： △U=W △U=Q 做功、热传递改变物体内能区别： 做功： 是内能和其他形式的能的转化； 热传递： 是不同物体或同一物体不同部分之间内能的转移； 热功当量（功、热量之间的数量关系）： 焦耳（英国物理学家）通过实验测 定了热量Q与做功W间的数量关系； 重物下落带动绝热容器内的桨叶做功ΔW，水温升高ΔT吸收热量ΔQ； 根据：ΔW=CmΔT；可得：功W和热量Q之间数量关系：1卡=4.186焦； 实验意义： 揭示了热量与功之间确定的当量（数量）关系，表明内能和其他形式的能可以相互转化，为能量转化和守恒定律的建立奠定了基础； 例3：（多选）关于物体的内能，下列说法正确的是（　 ） A、相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能增量一定相同 B、一定量0℃的水结成0℃的冰，内能一定减少 C、一定量气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减少 D、一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能一定减少 BC 例4：一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中（ ） A、外界对气体做功，气体分子的平均动能增加 B、外界对气体做功，气体分子的平均动能减少 C、气体对外界做功，气体分子的平均动能增加 D、气体对外界做功，气体分子的平均动能减少 D 第一节 功、热和内能的改变 课时练习 练1：下列生活实例中通过热传递改变物体内能的是（　　） A、野外生存中利用钻木取火 B、暖手宝可以使手变得暖和 C、搓搓手可以让手变得暖和 D、铁钉被锤子敲打后会升温 B 练2：关于温度、内能和热量的说法中，正确的是（　　） A、物体吸收热量时内能增加，温度一定升高 B、在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能 C、用锯条锯木板，锯条从木板吸收了热量，锯条的温度升高 D、人们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 B 练3：下列关于内能及内能变化的说法正确的是（ ） A、温度是分子平均速率的标志 B、物体内每个分子都具有内能 C、当分子间距离增大时，分子势能也增大 D、做功改变内能的实质是其他形式的能和内能的相互转化， 热传递改变内能的实质是内能的转移 D 练4：（多选）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，今对活塞施以一竖直向下的压力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，则对被密封的气体，下列说法不正确的是（ ） A、温度升高，压强增大，内能减少 B、温度降低，压强增大，内能减少 C、分子的平均动能增加，分子对器壁的单位面积碰撞的冲力增大 D、分子的平均动能减小，分子对器壁的单位面积碰撞的冲力增大 ABD 内能变化量△U：△U=U2-U1 改变内能的方式：做功、热传递； 做功：做功与内能 变化关系：△U=W 热传递：热传递与内 能变化关系：△U=Q 做功、热传递改变物体内能是等效的； 结束页 B1 谢谢观赏！ Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.63 Lavf59.6.100 Lavf58.29.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.79(fixed_gap:False) $这是点火器，用这个工具做工可以产生热量。这是公的。作用。冒烟了。从这个实验可以看出，油光可以产生热。 丫然。试验。在活塞下部放置。少许棉花。迅速压下活塞，由于压缩迅速，可近似视为绝热压缩，可以看到火灾底部出现燃烧的火光，这是由于绝热压缩时温度升高，达到了棉花的燃点。