高中物理 第十章 热力学定律 第一节 功和内能 第二节 热和内能课堂探究学案 新人教版选修3-3-新人教版高一选修3-3物理学案

第一节 功和内能 第二节 热和内能课堂探究探究一功和内能问题导引如图所示，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，向瓶内打气，在瓶塞跳出的过程中，会观察到什么现象？这个过程是外界对系统做功还是系统对外界做功？该过程系统的内能如何变化？提示：当瓶塞跳出时，我们会发现瓶内的瓶口处有“白雾”产生。我们所选的研究对象是瓶内水面上方的水蒸气，在瓶塞跳出的过程中，是系统膨胀对外界做功，在这个过程中系统的内能减少，温度降低。瓶内和瓶口处的“白雾”实际上是瓶内的水蒸气遇冷液化形成的小液滴。名师精讲1．内能与内能的变化(1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。因此物体的内能是一个状态量。(2)当物体温度变化时，分子的平均动能变化；物体的体积变化时，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初末状态决定，与中间过程及方式无关。2．做功与内能变化的关系(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程。(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少，即：ΔU＝W。3．功和内能的区别(1)功是能量转化的量度，是过程量，而内能是状态量。(2)做功过程中，能量一定会发生转化，而内能不一定变化，只有在绝热过程中，做功才一定能引起内能的变化。(3)物体的内能大，并不意味着做功多。在绝热过程中，只有内能变化较大时，才对应着做功较多。4．判断绝热过程中内能变化的方法判断气体绝热过程的内能变化一般情况下只需看气体体积变化就可决定：若体积增大，气体对外界做功，W<0，即 ΔU<0，即内能减小；若体积缩小，外界对气体做功，W>0，即 ΔU>0，即内能增加。温馨提示气体自由膨胀时，气体与外界相互不做功，因此这种情况下气体体积增大没有外界阻力，也就不需要对外界做功。【例题 1】 一定质量的理想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大B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减小C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增大D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减小1解析：绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做的功 W<0，由 ΔU＝U2－U1＝W 可知，气体内能减少。由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减小。故 D 项正确。答案：D题后反思在应用 ΔU＝W 判断系统内能的变化情...