物理粵教版學(xué)案第三章第一節(jié)內(nèi)能功熱量

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第一節(jié)內(nèi)能功熱量1．了解改變物體內(nèi)能的兩種方式:做功和熱傳遞．2．了解內(nèi)能的變化可以分別用功和熱量來量度．3．理解熱量的概念．4．理解做功和熱傳遞對于改變物體內(nèi)能的等效性以及它們的本質(zhì)區(qū)別．“火”不但可以用來取暖，還可以用來加熱食物,“火"把人類帶入了文明的殿堂．我們的祖先很早就發(fā)明了“鉆木取火”的用具，使人們不再僅僅依靠自然的“恩賜"而得到“火"．你知道“鉆木取火"的道理嗎？提示:鉆木取火應(yīng)用了摩擦生熱的原理，即用做功的方法改變物體的內(nèi)能．1．內(nèi)能(1）內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和．（2）內(nèi)能大小的決定因素：分子平均動(dòng)能與溫度有關(guān)，分子勢能與體積有關(guān)，故內(nèi)能與物體的溫度、體積、物質(zhì)的量有關(guān)．(3）內(nèi)能與機(jī)械能：機(jī)械能是描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量，內(nèi)能是描述物體熱學(xué)狀態(tài)的量．機(jī)械能是相對的，而內(nèi)能是絕對的，有物體就有內(nèi)能．2．功與內(nèi)能(1)“摩擦生熱"是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．電流熱效應(yīng)是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．(2）如果僅僅是用做功改變物體內(nèi)能,則外界對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加；系統(tǒng)克服外界做功，即外界對系統(tǒng)做負(fù)功,物體的內(nèi)能就減少．內(nèi)能的變化量等于外界對系統(tǒng)所做的功,即功是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度．3．熱量與內(nèi)能(1)熱傳遞：熱量從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體,或從物體的一部分傳遞到另一部分的過程，叫做熱傳遞．熱傳遞的方向：熱量自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，直至兩物體溫度相等．熱傳遞實(shí)質(zhì)上傳遞的是能量，結(jié)果是改變了系統(tǒng)的內(nèi)能．傳遞能量的多少用熱量來量度．（2)熱量：熱量是在熱傳遞過程中,為了表示內(nèi)能變化而引入的一個(gè)物理量，熱量是一個(gè)過程量．(3)內(nèi)能改變與熱量的關(guān)系：如果是單純由熱傳遞引起內(nèi)能變化時(shí),系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少；系統(tǒng)向外界放出多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少．4.做功和熱傳遞在改變內(nèi)能上的區(qū)別做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)的內(nèi)能上效果相同，但它們有重要的區(qū)別:做功是其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，而熱傳遞只是不同物體(或一個(gè)物體的不同部分）之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移．一、功、內(nèi)能、內(nèi)能的變化之間的關(guān)系1．內(nèi)能與內(nèi)能的變化的關(guān)系（1）物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能之和．在微觀上由分子數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度及相互作用力決定,宏觀上體現(xiàn)在物體的溫度和體積上,因此物體的內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量．（2）當(dāng)物體溫度變化時(shí),分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度發(fā)生改變，分子平均動(dòng)能變化．物體體積變化時(shí)，分子間距離變化，分子勢能發(fā)生變化，因此物體內(nèi)能的變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過程及方式無關(guān)．因此物體內(nèi)能的變化是一個(gè)過程量．2。做功與內(nèi)能的變化的關(guān)系(1）做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能（如機(jī)械能）與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程．（2）在絕熱過程中，外界對物體做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體的內(nèi)能就增加多少,物體對外界做多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，物體的內(nèi)能就減少多少．3．功和內(nèi)能的區(qū)別（1）功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量．（2)在絕熱過程中,做功一定能引起內(nèi)能的變化．（3）物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多．在絕熱過程中，只有內(nèi)能變化較大時(shí)，對應(yīng)著做功較多．二、熱量和內(nèi)能1．熱傳遞：熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分,叫做熱傳遞．2．熱傳遞的實(shí)質(zhì)：熱傳遞實(shí)質(zhì)上傳遞的是內(nèi)能．傳遞內(nèi)能的多少用熱量來量度．3．傳遞的熱量與內(nèi)能的變化的關(guān)系（1)在單純熱傳遞中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少．（2）在單純熱傳遞中，系統(tǒng)向外界放出多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少．三、改變內(nèi)能的兩種方式的比較做功熱傳遞內(nèi)能變化外界對物體做功，物體的內(nèi)能增加物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加物體放出熱量，內(nèi)能減少物理實(shí)質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的類型一功和內(nèi)能的關(guān)系【例題1】金屬制成的汽缸中裝有柴油與空氣的混合物，有可能使汽缸中柴油達(dá)到燃點(diǎn)的過程是（）A．迅速向里推活塞B．迅速向外拉活塞C．緩慢向里推活塞D．緩慢向外拉活塞解析：此題考查做功與內(nèi)能改變的關(guān)系．當(dāng)向里推活塞時(shí)，活塞對柴油與空氣的混合物做功,又因?yàn)槠资怯蓪?dǎo)熱良好的金屬做成的，因而當(dāng)緩慢向里推活塞時(shí),由于熱傳導(dǎo),汽缸中的柴油與空氣的混合物溫度不會(huì)達(dá)到柴油的燃點(diǎn)，故只有迅速向里推活塞，才可能使汽缸中的柴油達(dá)到燃點(diǎn)．答案:A題后反思:“迅速”的含義是指向里推活塞過程中,汽缸與外界間來不及進(jìn)行熱傳遞．類型二有關(guān)內(nèi)能與其他形式能間的轉(zhuǎn)化問題【例題2】暖瓶中盛有0.5kg、25℃的水，一個(gè)學(xué)生想用上下?lián)u晃的方法使冷水變?yōu)殚_水．設(shè)每搖晃一次水的落差為15cm，每分鐘搖晃30次．不計(jì)所有熱散失，他約需多長時(shí)間可以把水“搖開”？〔c水＝4。2×103J/（kg·℃），g取10m/s2〕點(diǎn)撥：此問題中能量轉(zhuǎn)化方向是：上搖時(shí)學(xué)生消耗自身的內(nèi)能通過對水做功轉(zhuǎn)化為水的重力勢能;下?lián)u時(shí)水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，再轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能．由于不計(jì)一切熱散失，水的重力勢能的減少量等于水的內(nèi)能的增加量．解析：設(shè)“搖開”水需時(shí)間t，水升溫ΔT，由W＝ΔU得30mgΔht＝cmΔTt＝eq\f（cΔT,30gΔh)＝eq\f(4。2×103×（100－25)，30×10×0。15)min＝7×103min即“搖開”水約需7×103min，約為5天．答案：5天．1關(guān)于物體的機(jī)械能和內(nèi)能，下列說法中正確的是(）A．機(jī)械能為零時(shí)，內(nèi)能不為零B．機(jī)械能為零時(shí)，內(nèi)能也為零C．機(jī)械能增大時(shí),內(nèi)能也一定增大D．內(nèi)能增大時(shí)，機(jī)械能也一定增大解析：機(jī)械能和內(nèi)能是兩種不同性質(zhì)的能，兩者大小無直接聯(lián)系；機(jī)械能可以為零，由于分子永不停息地運(yùn)動(dòng)，所以物體的內(nèi)能永不為零，A選項(xiàng)正確，B、C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：A2如圖所示,固定容器及可動(dòng)活塞P都是絕熱的，中間有一導(dǎo)熱的固定隔板B，B的兩邊分別盛有氣體甲和乙．現(xiàn)將活塞P緩慢地向B移動(dòng)一段距離，已知?dú)怏w的溫度隨其內(nèi)能的增加而升高，則在移動(dòng)P的過程中（）A．外界對乙做功,甲的內(nèi)能不變B．外界對乙做功，乙的內(nèi)能不變C．乙傳遞熱量給甲，乙的內(nèi)能增加D．乙的內(nèi)能增加，甲的內(nèi)能不變解析：當(dāng)活塞P向B移動(dòng)時(shí)，外界對乙做正功，氣體乙的內(nèi)能增加,溫度升高;乙通過導(dǎo)熱板B向氣體甲放熱,因此甲的內(nèi)能增加，因此選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,C正確．答案：C3（雙選）下列有關(guān)物體的內(nèi)能、溫度、熱量的說法中，正確的是（）A．只要兩物體的質(zhì)量、溫度和體積相等，兩物體內(nèi)能一定相等B．熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化的量度C．只要溫度升高,每個(gè)分子的動(dòng)能就都增加D．做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，兩過程的本質(zhì)不同,但改變物體內(nèi)能的效果相同解析:物體的內(nèi)能由物體中的分子數(shù)、溫度和體積共同決定，兩物體的質(zhì)量相等，而分子數(shù)不一定相同，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;溫度升高,分子的平均動(dòng)能增加，每個(gè)分子的動(dòng)能不一定都增加，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；選項(xiàng)B、D的說法是正確的．此題涉及內(nèi)能、溫度、熱量和功等多個(gè)概念,要注意區(qū)別．答案：BD4(雙選）一個(gè)氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起（若不計(jì)氣泡內(nèi)空氣分子勢能的變化），則（）A．氣泡對外做正功B．外界對氣泡做正功C．氣泡放熱D．氣泡吸熱解析：在氣泡緩慢上升的過程中，氣泡外部的壓強(qiáng)逐漸減小，氣泡膨脹,對外做功，選項(xiàng)A正確；氣泡中氣體的內(nèi)能減少，溫度有降低傾向，但由于外部恒溫,且氣泡緩慢上升,故可以認(rèn)為上升過程中氣泡內(nèi)空氣的溫度始終等于外界溫度，故需從外界吸收熱量，以維持溫度不變，選項(xiàng)D正確．答案：AD5(雙選)下列哪些過程是通過做功改變物體內(nèi)能的(