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,第三章 热力学基础 第一节 内能 功 热量,高中物理选修3-3粤教版,目标定位 1.知道热传递的实质 2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，明确两种方式的区别 3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系,一、内能 1定义：物体内部所有分子做热运动的 和 的总和 2影响因素：物体的内能由物体的 、 、 共同决定,预习导学,动能,分子势能,温度,体积,物质的量,二、改变物体内能的两种方式 1做功 在绝热过程中内能的改变用 来量度外界对物体做多少功，物体的内能就 多少；物体对外界做多少功，物体的内能就 多少,预习导学,功,增加,减少,2热传递 (1)热传递： 物体总是自发地把它的内能传递给 物体，这种没有做功而使物体内能改变的现象称为热传递 (2)热量：热传递过程中 的量度 (3)在系统与外界互不做功的条件下系统吸收了多少热量，系统的内能就 多少；系统放出了多少热量，系统的内能就 多少.,预习导学,高温,低温,物体内能变化,增加,减少,一、功和内能关系的理解 1内能 (1)微观：所有分子的动能和势能之和 (2)宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量 (3)状态量,课堂讲义,课堂讲义,2功和内能变化的关系 做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度，在绝热过程中： (1)外界对系统做功，系统内能增加，即UU2U1W； (2)系统对外界做功，系统内能减少，即WU. 3内能与机械能的区别和联系 (1)区别：内能与机械能是两个不同的概念 (2)联系：在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变,课堂讲义,例1 如图311所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中 ( ) AE甲不变，E乙减小 BE甲不变，E乙增大 CE甲增大，E乙不变 DE甲增大，E乙减小 答案 D,图311,课堂讲义,解析 本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决了做功的情况，对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大，对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能就减少，故D选项正确 借题发挥 (1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大，温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的 (2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，U为正，W为正，外界对系统做功，末态内能小于初态内能时，U为负，W为负，系统对外界做功,课堂讲义,例2 (双选)下列关于系统的内能的说法正确的是 ( ) A系统的内能是由系统的状态决定的 B分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的 C做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能 D气体在大气中绝热膨胀时对外做了功，但气体的内能不变 答案 AB,课堂讲义,解析 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A对；正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对；做功和热传递都可以改变系统的内能，C错；气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D错,课堂讲义,二、热和内能 1传热和内能变化的关系 系统在单纯传热过程中，内能的增量U等于外界向系统传递的热量Q，即UQ. 2区分三组概念 (1)内能与热量：内能是状态量，可以说系统具有多少内能而不能说传递多少内能；热量是过程量，不能说系统具有多少热量，只能说传递了多少热量,课堂讲义,(2)热量与温度 热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度 (3)热量与功 热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，功是能量变化的量度，但它们之间有着本质的区别,课堂讲义,例3 (双选)一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1，比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则 ( ),课堂讲义,答案 AD,课堂讲义,例4 若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ，改用传热的方式，使物体温度同样升高3 ，那么物体应吸收_ J的热量，如果对该物体做3 000 J的功，物体的温度升高5 ，表明该过程中，物体应_(填“吸收”或“放出”)热量_ J. 答案 1 200 放出 1 000,课堂讲义,解析 做功和传热在改变物体内能上是等效的，因此物体用做功方式使温度升高3 ，如用吸热方式，也使温度升高3 应吸收1 200 J的热量 如对物体做功3 000 J，温度升高5 ，而物体温度升高5 ，需要的功或热量应为E. 1 200 Jcm3 ，Ecm5 ，所以E2 000 J. QEW1 000 J，因此物体应放出1 000 J的热量.,
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