高中物理第十章热力学定律第2节热和内能课件新人教版选修3-.ppt

第十章热力学定律热力学定律第二节热和内能第二节热和内能【素养目标定位素养目标定位】了解了解热传递热传递的三种方式的三种方式 知道知道热传递热传递和做功都可以改和做功都可以改变变物体的内能物体的内能 了解了解热热与内能的关系，区与内能的关系，区别热别热量与内能的概念量与内能的概念【素养思维脉络素养思维脉络】课前预习反馈课前预习反馈知识点知识点 11概念概念两两个个温温度度不不同同的的物物体体相相互互接接触触时时温温度度高高的的物物体体要要_，温温度度低低的的物物体体要要_，即即热热量量从从_物物体体传传到到了了_物物体体，这这个个过过程程就就叫叫作作热热传递。传递。2热传递的方式热传递的方式_、_和和_。3热传递的条件热传递的条件_。4实质实质热传递过程实质是热传递过程实质是_转移的过程。转移的过程。热传递热传递降温降温 升温升温 高温高温 低温低温 热传导热传导 热对流热对流 热辐射热辐射 存在温度差存在温度差 能量能量 知识点知识点 21热传递与内能改变的关系热传递与内能改变的关系(1)在在单单纯纯热热传传递递中中，系系统统从从外外界界吸吸收收多多少少热热量量，系系统统的的_就就增增加加多多少，即少，即Q吸吸_。(2)在在单单纯纯热热传传递递中中，系系统统向向外外界界放放出出多多少少热热量量，系系统统的的_就就减减少少多多少，即少，即Q放放_。2热量热量热量是在单纯的热传递过程中系统热量是在单纯的热传递过程中系统_的量度。的量度。热和内能热和内能内能内能 U 内能内能 U 内能变化内能变化 判一判判一判(1)热传递过程具有一定的方向性。热传递过程具有一定的方向性。()(2)在任何情况下，公式在任何情况下，公式UQ都适用。都适用。()(3)温度高的物体含有的热量多。温度高的物体含有的热量多。()(4)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。()(5)做功和热传递都能改变物体的内能。做功和热传递都能改变物体的内能。()(6)热传递改变内能的实质是能量的转移。热传递改变内能的实质是能量的转移。()辨析思考辨析思考选一选选一选(多多选选)(2020上上海海市市金金山山区区高高二二期期末末)下下列列过过程程中中，主主要要通通过过热热传传递递方方式式改改变变物体内能的是物体内能的是()A湿衣服中的水蒸发湿衣服中的水蒸发B水中的冰融化水中的冰融化C池水在阳光的照射下温度升高池水在阳光的照射下温度升高D锤子敲击钉子后钉子变热锤子敲击钉子后钉子变热解解析析：湿湿衣衣服服中中的的水水蒸蒸发发是是因因为为热热传传递递，故故A正正确确；水水中中的的冰冰融融化化是是因因为为热热传传递递，故故B正正确确；池池水水在在阳阳光光的的照照射射下下温温度度升升高高是是热热量量的的传传递递，故故C正正确确；锤锤子子敲击钉子后钉子变热是因为锤子对钉子做功转化为热量，故敲击钉子后钉子变热是因为锤子对钉子做功转化为热量，故D错误。错误。ABC 想一想想一想如如图图所所示示是是热热传传递递的的三三种种方方式式传传导导、对对流流和和辐辐射射，请请在在图图片片基基础础上上思思考考以下问题：以下问题：(1)这三种方式在传递能量时有什么共同点？这三种方式在传递能量时有什么共同点？(2)热热传传递递和和做做功功都都可可以以改改变变物物体体的的内内能能，这这两两种种方方式式在在改改变变物物体体内内能能时时本本质上又有什么不同？质上又有什么不同？答案：答案：(1)热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。(2)做功是其他形式的能与内能之间的转化，热传递是内能之间的转移。做功是其他形式的能与内能之间的转化，热传递是内能之间的转移。课内互动探究课内互动探究探究功、内能、热量和温度的区别与联系探究功、内能、热量和温度的区别与联系探究探究 思考讨论思考讨论 在在寒寒冷冷的的冬冬季季，人人们们常常常常生生火火取取暖暖，当当我我们们双双手手靠靠近近火火源源，双双手手立立即即就就会会感受到手变热了。思考一下内能的概念，你认为改变物体的内能有几种方式？感受到手变热了。思考一下内能的概念，你认为改变物体的内能有几种方式？提示：提示：做功和热传递。做功和热传递。归纳总结归纳总结1内能与温度内能与温度从从宏宏观观看看，温温度度表表示示的的是是物物体体的的冷冷热热程程度度；从从微微观观看看，温温度度反反映映了了分分子子热热运运动动的的激激烈烈程程度度，是是分分子子平平均均动动能能的的标标志志。物物体体的的温温度度升升高高，其其内内能能一一定定增增加加。但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加(可能同时对外做功可能同时对外做功)。2热量和内能热量和内能内内能能是是由由系系统统状状态态决决定定的的，状状态态确确定定，系系统统的的内内能能也也随随之之确确定定，要要使使系系统统的的内内能能发发生生变变化化，可可以以通通过过热热传传递递或或做做功功两两种种途途径径来来完完成成。而而热热量量是是传传递递过过程程中中的的特特征征物物理理量量，和和功功一一样样，热热量量只只是是反反映映物物体体在在状状态态变变化化过过程程中中所所迁迁移移的的能能量量，是是用用来来衡衡量量物物体体内内能能变变化化的的。有有过过程程，才才有有变变化化，离离开开过过程程，毫毫无无意意义义。就就某某一一状状态态而而言言，只只有有“内内能能”，根根本本不不存存在在什什么么“热热量量”和和“功功”，因因此此，不能说一个系统中含有不能说一个系统中含有“多少热量多少热量”或或“多少功多少功”。3热量与温度热量与温度热热量量是是系系统统的的内内能能变变化化的的量量度度，而而温温度度是是系系统统内内大大量量分分子子做做无无规规则则运运动动剧剧烈程度的标志。烈程度的标志。热传递的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度。热传递的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度。4热量与功热量与功热热量量和和功功都都是是系系统统内内能能变变化化的的量量度度，都都是是过过程程量量，一一定定量量的的热热量量与与一一定定量量的的功功相相当当，热热量量可可以以通通过过系系统统转转化化为为功功，功功也也可可以以通通过过系系统统转转化化为为热热量量，但但它它们之间有着本质的区别。们之间有着本质的区别。特别提醒特别提醒只只要要存存在在温温度度差差，热热传传递递过过程程就就会会进进行行，与与原原来来物物体体内内能能的的多多少少大大小小无无关关。热热传传递递过过程程能能量量可可以以由由内内能能大大的的物物体体传传到到内内能能小小的的物物体体上上，也也可可以以由由内内能能小小的的物体传到内能大的物体上。物体传到内能大的物体上。典例剖析典例剖析对对于于热热量量、功功、内内能能三三个个物物理理量量，下下列列各各种种说说法法中中正正确确的的是是()A热量、功、内能的物理意义等同热量、功、内能的物理意义等同B热量、功都可以作为物体内能的量度热量、功都可以作为物体内能的量度C热量、功、内能的单位不相同热量、功、内能的单位不相同D热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的解解题题指指导导：求求解解此此题题应应把把握握以以下下三三点点：(1)明明确确功功、热热量量、内内能能的的物物理理意意义义；(2)明明确确功功、热热量量、内内能能分分别别是是过过程程量量还还是是状状态态量量；(3)功功、热热量量、内内能能的的单单位位相相同。同。D 典典 例例解解析析：物物体体的的内内能能是是物物体体的的所所有有分分子子动动能能和和分分子子势势能能的的总总和和，而而要要改改变变物物体体的的内内能能，可可以以通通过过做做功功和和热热传传递递两两种种方方式式，这这三三者者的的物物理理意意义义不不同同，故故选选项项A错错误误；热热量量是是热热传传递递过过程程中中，物物体体内内能能的的变变化化量量，而而不不是是内内能能的的量量度度，故故选选项项B错错误误；热热量量、功功、内内能能三三者者的的单单位位一一样样，都都是是焦焦耳耳(J)，故故C项项错错误误；热热量量和和功功是是量量度度物物体体内内能能的的转转移移或或转转化化的的，而而物物体体的的内内能能是是由由物物体体本本身身所所处处的的状状态态，即即温温度、体积、摩尔数决定的，故选项度、体积、摩尔数决定的，故选项D正确。正确。对点训练对点训练(2020苏州市高新区第一中学高二下学期期中苏州市高新区第一中学高二下学期期中)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A做功和热传递是改变物体内能的两种不同的物理过程做功和热传递是改变物体内能的两种不同的物理过程B做做功功和和热热传传递递在在改改变变物物体体内内能能上上是是等等效效的的，因因此此对对物物体体做做功功就就是是对对物物体体传热传热C热热量量是是热热传传递递过过程程中中，内内能能大大的的物物体体向向内内能能小小的的物物体体或或物物体体内内能能大大的的部部分向内能小的部分转移的内能大小的量度分向内能小的部分转移的内能大小的量度D高温物体具有的热量多，低温物体具有的热量少高温物体具有的热量多，低温物体具有的热量少A 解解析析：做做功功和和热热传传递递是是改改变变物物体体内内能能的的两两种种不不同同的的物物理理过过程程，故故A正正确确；做做功功和和热热传传递递在在改改变变物物体体内内能能上上是是等等效效的的，但但是是对对物物体体做做功功与与对对物物体体传传热热的的本本质质是是不不同同的的，故故B错错误误；热热量量是是热热传传递递过过程程中中，温温度度高高的的物物体体向向温温度度低低的的物物体体或或物物体体温温度度高高的的部部分分向向温温度度低低的的部部分分转转移移的的内内能能大大小小的的量量度度，故故C错错误误；热热量量是是热热传传递过程中，内能变化的量度，是过量程，故递过程中，内能变化的量度，是过量程，故D错误。错误。核心素养提升核心素养提升改变内能的两种方式的比较：改变内能的两种方式的比较：做功和热传递在改变物体内能上的关系做功和热传递在改变物体内能上的关系 比比较项较项目目做功做功热传递热传递内能内能变变化化外界外界对对物体做功，物体的内能增加；物体做功，物体的内能增加；物体物体对对外界做功，物体的内能减少外界做功，物体的内能减少物体吸收物体吸收热热量，内能增加；量，内能增加；物体放出物体放出热热量，内能减少量，内能减少物理物理实质实质 其他形式的能与内能之其他形式的能与内能之间间的的转转化化不同物体不同物体间间或同一物体不同或同一物体不同部分之部分之间间内能的内能的转转移移相互相互联联系系 做一定量的功或做一定量的功或传递传递一定量的一定量的热热量在改量在改变变内能的效果上是相同的内能的效果上是相同的(多多选选)器器壁壁透透热热的的气气缸缸固固定定在在恒恒温温环环境境中中，如如图图所所示示。气气缸缸内内封封闭闭着着一一定定量量的的气气体体，气气体体分分子子间间相相互互作作用用的的分分子子力力可可以以忽忽略略不不计计，当当缓缓慢慢推推动动活塞活塞Q向左运动的过程中，下列说法正确的是向左运动的过程中，下列说法正确的是()A活塞对气体做功，气体的内能增加活塞对气体做功，气体的内能增加B活塞对气体做功，气体的平均动能不变活塞对气体做功，气体的平均动能不变C气体的单位分子数增大，压强增大气体的单位分子数增大，压强增大D气体向外散热，内能减少气体向外散热，内能减少案案 例例BC 解解析析：解解决决本本题题的的关关键键是是理理解解缓缓慢慢推推动动活活塞塞Q的的物物理理含含义义，推推动动活活塞塞Q使使活活塞塞对对气气体体做做功功，本本来来气气体体的的温温度度应应升升高高，但但是是由由于于缓缓慢慢推推动动活活塞塞，所所以以使使气气体体增增加加的的内内能能又又以以热热量量的的形形式式释释放放到到周周围围环环境境中中，由由于于环环境境温温度度恒恒定定，所所以以气气缸缸内内气气体体的的温温度度不不变变，内内能能不不变变，气气体体的的平平均均动动能能不不变变，A、D错错误误，B正正确确；由由于于气气体体被被压压缩缩，气气体体单单位位体体积积内内的的分分子子数数增增大大，所所以以单单位位面面积积上上，气气缸缸受受到到气气体体分子的碰撞次数增多，因此气体的压强增大，分子的碰撞次数增多，因此气体的压强增大，C正确。正确。谢谢观赏勤能补拙，学有成就！2024/4/7 周日25