2024-2025学年高中物理第十章热力学定律2热和内能学案新人教版选修3-31

PAGE5-其次节热和内能【素养目标定位】※了解热传递的三种方式※知道热传递和做功都可以变更物体的内能※了解热与内能的关系，区分热量与内能的概念【素养思维脉络】课前预习反馈学问点1热传递1．概念两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要__降温__，温度低的物体要__升温__，即热量从__高温__物体传到了__低温__物体，这个过程就叫作热传递。2．热传递的方式__热传导__、__热对流__和__热辐射__。3．热传递的条件__存在温度差__。4．实质热传递过程实质是__能量__转移的过程。学问点2热和内能1．热传递与内能变更的关系(1)在单纯热传递中，系统从外界汲取多少热量，系统的__内能__就增加多少，即Q吸＝__ΔU__。(2)在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的__内能__就削减多少，即Q放＝__－ΔU__。2．热量热量是在单纯的热传递过程中系统__内能变更__的量度。辨析思索『判一判』(1)热传递过程具有肯定的方向性。(√)(2)在任何状况下，公式ΔU＝Q都适用。(×)(3)温度高的物体含有的热量多。(×)(4)热量肯定从内能多的物体传递给内能少的物体。(×)(5)做功和热传递都能变更物体的内能。(√)(6)热传递变更内能的实质是能量的转移。(√)『选一选』(多选)(2024·上海市金山区高二期末)下列过程中，主要通过热传递方式变更物体内能的是(ABC)A．湿衣服中的水蒸发B．水中的冰溶化C．池水在阳光的照耀下温度上升D．锤子敲击钉子后钉子变热解析：湿衣服中的水蒸发是因为热传递，故A正确；水中的冰溶化是因为热传递，故B正确；池水在阳光的照耀下温度上升是热量的传递，故C正确；锤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D错误。『想一想』如图所示是热传递的三种方式——传导、对流和辐射，请在图片基础上思索以下问题：(1)这三种方式在传递能量时有什么共同点？(2)热传递和做功都可以变更物体的内能，这两种方式在变更物体内能时本质上又有什么不同？答案：(1)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。课内互动探究探究探究功、内能、热量和温度的区分与联系┃┃思索探讨__■在寒冷的冬季，人们经常生火取暖，当我们双手靠近火源，双手马上就会感受到手变热了。思索一下内能的概念，你认为变更物体的内能有几种方式？提示：做功和热传递。┃┃归纳总结__■1．内能与温度从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观看，温度反映了分子热运动的激烈程度，是分子平均动能的标记。物体的温度上升，其内能肯定增加。但向物体传递热量，物体的内能却不肯定增加(可能同时对外做功)。2．热量和内能内能是由系统状态确定的，状态确定，系统的内能也随之确定，要使系统的内能发生变更，可以通过热传递或做功两种途径来完成。而热量是传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变更过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变更的。有过程，才有变更，离开过程，毫无意义。就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“热量”和“功”，因此，不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”。3．热量与温度热量是系统的内能变更的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动猛烈程度的标记。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．热量与功热量和功都是系统内能变更的量度，都是过程量，肯定量的热量与肯定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统转化为热量，但它们之间有着本质的区分。特殊提示只要存在温度差，热传递过程就会进行，与原来物体内能的多少大小无关。热传递过程能量可以由内能大的物体传到内能小的物体上，也可以由内能小的物体传到内能大的物体上。┃┃典例剖析__■典例对于热量、功、内能三个物理量，下列各种说法中正确的是(D)A．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C．热量、功、内能的单位不相同D．热量和功是由过程确定的，而内能是由物体状态确定的解题指导：求解此题应把握以下三点：(1)明确功、热量、内能的物理意义；(2)明确功、热量、内能分别是过程量还是状态量；(3)功、热量、内能的单位相同。解析：物体的内能是物体的全部分子动能和分子势能的总和，而要变更物体的内能，可以通过做功和热传递两种方式，这三者的物理意义不同，故选项A错误；热量是热传递过程中，物体内能的变更量，而不是内能的量度，故选项B错误；热量、功、内能三者的单位一样，都是焦耳(J)，故C项错误；热量和功是量度物体内能的转移或转化的，而物体的内能是由物体本身所处的状态，即温度、体积、摩尔数确定的，故选项D正确。┃┃对点训练__■(2024·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(A)A．做功和热传递是变更物体内能的两种不同的物理过程B．做功和热传递在变更物体内能上是等效的，因此对物体做功就是对物体传热C．热量是热传递过程中，内能大的物体向内能小的物体或物体内能大的部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解析：做功和热传递是变更物体内能的两种不同的物理过程，故A正确；做功和热传递在变更物体内能上是等效的，但是对物体做功与对物体传热的本质是不同的，故B错误；热量是热传递过程中，温度高的物体向温度低的物体或物体温度高的部分向温度低的部分转移的内能大小的量度，故C错误；热量是热传递过程中，内能变更的量度，是过量程，故D错误。核心素养提升做功和热传递在变更物体内能上的关系变更内能的两种方式的比较：比较项目做功热传递内能变更外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能削减物体汲取热量，内能增加；物体放出热量，内能削减物理实质其他形式的能与内能之间的转化不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移相互联系做肯定量的功或传递肯定量的热量在变更内能的效果上是相同的案例(多选)器壁透热的气缸固定在恒温环境中，如图所示。气缸内封闭着肯定量的气体，气体分子间相互作用的分子力可以忽视不计，当缓慢推动活塞Q向左运动的过程中，下列说法正确的是(BC)A．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C．气体的单位分子数增大，压强增大D．气体向外散热，内能削减解析：解决本题的关键是理解缓慢推动活塞Q的物理含义，推动活塞Q使活塞对气体做功，原来气体的温度应上升，但是由于缓慢推动活塞，所以使气体增加的内能又以热量的形式释放到四周环境中，由于环境温度恒定，所以气缸内气体的温度不变，内能不变，气体的平均动能不变，A、D错误，B正确；由于气体被压缩，气体单位体积内的分子数增大，所以单位面积上，气缸受到气体分子的碰撞次数增多，因此气体的压强增大，C正确。课堂巩固达标1．(2024·海南省三亚吉阳区校级月考)关于热传递，下列说法中正确的是(B)A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递可以在任何状况下进行D．物体内能发生变更，肯定是汲取或放出了热量解析：热传递的实质是能量的传递。故A错误；物体间存在着温度差，才能发生热传递。故B正确；热传递必需在有温度差的状况下进行。故C错误；物体的内能发生了变更，可能是由于发生了热传递，也可能是由于做功导致的。故D错误。2．(多选)关于物体内能，下列说法中正确的是(BD)A．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体内能增大的B．阳光照晒衣服，衣服的温度上升，是利用热传递来变更物体内能的C．物体在空中自由下落是用做功增加内能D．拉弯的弓把箭射出去，箭在空气中飞行的过程中，内能增加解析：将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体机械能增大，与内能无关，故A错误。阳光照晒衣服，衣服的温度上升，是利用热传递来变更物体的内能，故B正确。物体在空中自由下落，重力做功，增加动能，与内能无关，故C错误。拉弯的弓把箭射出去，箭在空气中飞行的过程中，克服空气阻力做功，内能增加，故D正确。3．(多选)(2024·山东省济南市部分重点中学高二检测)如图所示，绝热的容器内密闭肯定质量的志向气体(不考虑分子间的作用力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是(AD)A．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数削减B．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能削减C．电