做功和内能的改变
改变内能的两种方式
改变内能的两种方式
1.功和内能 1.功和内能 2.热和内能 2.热和内能
一、做功可以改变物体的内能
焦耳的实验 1.绝热过程： 绝热过程： 绝热过程 系统既不从外界吸热，也不向外界 系统既不从外界吸热， 放热的过程
2.在各种绝热过程中，如果使系统从状态1变化 在各种绝热过程中，如果使系统从状态 变化 在各种绝热过程中 到状态2，所需外界做功的数量是相同的。 到状态 ，所需外界做功的数量是相同的。
对外
（物体对外 界做功）
（物体从外 界吸热）
吸热
放热
（物体对外 界放热）
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
做功和热传递的区别和联系
做功改变物体内能的实质是内能与其它形 式的能相互转化的过程； 式的能相互转化的过程；热传递改变物体 内能的实质是热能的转移过程． 内能的实质是热能的转移过程．
做功和热传递改变物体的内能是等效的． 做功和热传递改变物体的内能是等效的．
内能 U=w
二、热传递可以改变物体的内能． 热传递可以改变物体的内能．
热传递 热量从高温物体传到低温物体的过程 热传递: 发生条件： 发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在 温度差。 温度差。 传递方向：能量从高温处转移到低温处。 传递方向：能量从高温处转移到低温处。 热传递的方式：传导、对流、 热传递的方式：传导、对流、辐射 热和内能 U=Q
内能与热量的区别
内能是一个状态量 状态量，一个物体在不同的状态下 内能 状态量 有不同的内能 热量是一个过程量 过程量，它表示由于热传递而引起 热量 过程量 的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。 如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能
改变内能的两种方式 做功 热传递
《做功改变内能的实验》改进与创新说课稿
《做功改变内能的实验》改进与创新说课稿说课文稿一、使用教材沪粤版九年级上册第12.1《认识内能》二、实验器材自制教具——针筒实验注射针筒，温度传感器，玻璃胶枪，输液三通管自制教具——打气瓶实验气门芯，塑料瓶，温度传感器，打气筒三、教材及学情分析（一）分析教材本节在第十二章中处于重要的基础性地位，是宏观能量向微观能量的过渡，上接机械能与机械功，下启内能与热机。
主要内容包括内能的概念以及改变内能的两种方式。
笔者将从做功改变物体内能这一方面进行实验创新与突破。
（二）分析学生内能概念抽象，学生对其陌生，但生活中现象常见，可以利用九年级学生观察能力强，好奇心足的特点，通过实验教学，用看得见的现象反映看不见的内能变化，突破做功改变物体内能的难点，引导学生完成本节知识的学习。
（三）分析教材中实验做功改变物体内能是本节中的活动一，教材主要展示了两个实验进行说明，分别是刀在磨刀石上摩擦后温度升高，以及空气压缩引火仪实验。
在教师教学参考用书中指出，实验应为学生提供充分的感性素材，建议是简单易行，效果新奇的实验以及简单的生活实例。
并对进一步学习能的转化和能量守恒定律具有重要作用。
四、过往不足从这两点出发，我们可以发现教材中的实验存在着一些不足之处。
（一）仪器不易操作在对气体做功的实验中，我们使用了空气压缩引火仪，在使用过程中费力且易造成仪器的损坏。
为了增大成功率，一般由教师演示操作，而学生的体验感就不足。
（二）现象不易观察由于实验过程极短，学生容易错过。
并且在产生火花后，教师无法有效说明在这么快的情况下，是由于压缩仪本身活塞撞击是硝化棉起火还是压缩空气温度升高使硝化棉起火。
（三）不全面课本中的两个例子重点在于“外界对物体做功”，而对“物体对外界做功”带来的改变则没有提及，是不够全面的。
五、实验创新要点及实验设计思路实验改进需要针对“三不”（不易操作，不易观察，不全面）来进行改进，目的是依据课标，创新出成功率高，便于观察，能同时研究物体对内对外做功带来内能变化的实验。
3.1功热和内能的改变
3.1 功、热和内能的改变知识点一、焦耳的实验1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程．2．代表性实验(1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升．(2)通过电流的热效应给液体加热．3．实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式．4．内能：只依赖于热力学系统自身状态的物理量．知识点二、功与内能的改变1．功与内能的改变在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W.2．理解(1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程．(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少．知识点三、热与内能的改变1．传热(1)条件：物体的温度不同．(2)传热：热从高温物体传到了低温物体．2．热和内能(1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度．(2)热与内能的改变当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q.(3)传热与做功在改变系统内能上的异同．①做功和传热都能引起系统内能的改变．②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移．改变内能的两种方式的比较[例题1]（2023•慈溪市校级开学）在一个真空的钟罩中，用不导热的细线悬吊一个铁块，中午时铁块的温度是28℃，晚上铁块的温度是23℃。
铁块的内能（）A．变大B．变小C．不变D．无法判断【解答】解：因为物体的内能与温度、体积有关，当铁块的温度降低时，铁块的体积变化很小，所以其内能随温度降低而减小，故ACD错误，B正确。
故选：B。
[例题2]（2023•和平区模拟）关于热现象，下列说法正确的是（）A．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至2TB．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越大，布朗运动越剧烈C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式D．分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能也越小【解答】解：A．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至T′，且T＝（t+273）K，T′＝（2t+273）K，所以T′不等于2T，故A错误；B．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，受力越不易平衡，布朗运动越剧烈，故B错误；C．做功和热传递都可以改变内能，是改变内能的两种方式，故C正确；D．若分子力表现为斥力时，分子间距离越大，分子力做正功，分子势能越小；分子间距离越小，分子力做负功，分子势能越大；若分子力表现为引力时，分子间距离越大，分子力做负功，分子势能越大；分子间距离越小，分子力做正功，分子势能越小，所以分子间距离越大，分子势能不一定越大，分子间距离越小，分子势能也不一定越小，故D错误。
人教版(2019)高中物理选修性必修第三册 3.1功、热和内能的改变_教案
功、热和内能的改变【教学目标】一、知识与技能1．知道绝热过程的含义。
2．从热力学的角度认识内能的概念。
3．理解做功与内能改变之间的关系。
4．知道热传递过程中,物体吸收（放出）热量,温度升高（降低）,内能改变。
5．了解热量的概念,热量的单位是焦耳。
二、过程与方法1．通过观察、思考,知道物体的内能是系统的一个状态量。
2．通过探究活动,培养学生的实验探究能力、提高学生科学思维水平。
3．通过类比方法,帮助学生建立内能的概念。
三、情感、态度与价值观1．通过主动参与学习活动,激发学生学习物理的兴趣。
2．通过实验活动,培养学生的实事求是的科学态度。
【教学重点】1．做功与内能改变关系的探究。
2．热量与内能改变关系的探究。
3．内能概念的建立。
【教学难点】内能概念的建立。
【教学过程】一、新课导入指导学生实验:冬天手冷,通常采取什么办法变暖和?演示实验:活塞快速压缩气体,猜猜会发生什么?指导学生实验:没有热源,有什么办法让桌子上的铁丝变热?演示实验:铜管中的气体被橡皮塞密封,给你一条绳子,有没有办法把橡皮塞弹开?引出猜想:做功可改变物体的热学状态。
二、新课教学（一）焦耳的实验1．提出问题:如何探究做功和系统热学状态改变之间的确切关系呢?①用什么物理量标识热学状态?②我们应该选择固、液、气哪个系统研究比较好?为什么?③手举量热器量筒,问:放入水后,还需什么器材?④问:温度可以用温度计监测了,装置完善了吗?⑤问:如何做功呢?用什么方式做功呢?⑥讨论:我们该如何设计机械做功呢?用手搅拌吗?2．焦耳实验一（机械做功）①焦耳实验是如何测定做功的?②这个实验需要满足什么条件?③焦耳实验是如何准确测量做功的?④我们需要记录哪些实验数据?表格怎么设计?⑤介绍这个实验的结论。
系统只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热,这样的过程叫做绝热过程。
重物下落带动轮叶旋转,通过搅拌对绝热容器内的液体做功,使液体升温,即状态发生变化。
内能及改变内能的方式
内能及改变内能的方式改变物体内能的两种方式：1．热传递可以改变物体的内能(1)热传递：温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低的过程叫做热传递。
(2)热传递条件：物体之间存在着温度差。
(3)热传递方向：能量从高温物体传递到低温物体。
(4)热传递的结果：高温物体内能减少，低温物体内能增加，持续到物体的温度相同为止。
注意：(1)热传递传递的是内能，而不是传递温度，更不是传递某种热的物质。
(2)热传递是把内能由温度高的物体传给温度低的物体，不是由内能多的物体传递给内能少的物体。
2．做功可以改变物体的内能(1)对物体做功，物体的内能会增加。
(2)物体对外做功，物体的内能会减少。
说明：做功和热传递是改变物体内能的两种方式；做功是其他形式的能和内能的相互转化，热传递是内能的转移；两种方式对改变物体内能是等效的。
注意：做功不一定都使物体的内能发生变化。
做功是否一定会引起物体内能的改变，这要看物体消耗的能量是否转化为物体的内能。
如举高物体时，做功所消耗的能量变成了物体的势能，并未转化为物体的内能，所以物体的内能就没有改变。
如何区别对物体做功和物体对外做功：做功改变物体的内能的实质是能量的转化，即内能的变化是由于内能与机械能之间的相互转化引起的，对物体做功时机械能转化为内能，则内能增加，物体对外做功时内能转化为机械能，则物体内能减小。
如向下压活塞时，活塞压缩玻璃筒内空气，对筒内空气做了功(图甲)棉花燃烧表明筒内空气的温度升高了，也就是说，筒内空气的内能增加了。
在这一过程中，机械能转化为内能将一根铁丝快速反复弯折数十次，铁丝弯折处就会发热(图乙)，表明铁丝弯折处的温度升高．铁丝的内能增大，铁丝内能的增大是由于人对铁丝做了功。
1.两个物体互相接触但没有发生热传递，是因为它们具有相同的（）A．温度B．比热容C．热量D．质量2.下列关于内能的说法正确的是（）A．物体的内能越多，放出的热量也越多B．物体具有的内能就是物体具有的热量C．一切物体都具有内能D．物体的速度越大，内能越大3.下列几个生活场景中，通过做功改变内能的是（）A．冬天晒太阳，身体感到暖和B．冬季对着手“哈气”，手感到暖和C．冬天搓手，手感到暖和D．冬天围着火炉取暖，身体感到暖和4.下列说法中不正确的是：( )A．一物体内能增加，一定吸收了热量B．一物体吸收了热量，其温度一定升高C．一物体温度升高，其内能一定增加D．一物体内能增加，其温度一定升高5.关于热现象的描述，下列说法正确的是（）A．温度升高，物体内所有分子的动能都增大B．温度降低，物体内每个分子的热运动速率都减小C．质量和温度均相同的水和冰，内能相同D．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性6.关于热传递的下列说法中，正确的是（）A．热传递是高温物体的温度传给低温物体B．并不接触的物体之间不会发生热传递C．比热相同的物体之间不会发生热传递D．温度相同的物体之间不会发生热传递7.关于内能，下列说法中正确的是（）A．0℃的冰块的内能为零B．温度高的物体比温度低的物体的内能多C．物体的温度降低，则物体的内能减少D．体积大的物体的内能一定比体积小的物体内能多8.0℃的冰块全部熔化为0℃的水．体积将有所减小．比较这块冰和熔化成的水所具有的内能．下列说法中正确的是（）A．它们具有相等的内能B．O℃的冰具有较大的内能C．O℃的水具有较大的内能D．无法确定9.物体内所有的分子由于热运动而具有的_______ ，以及分子之间的______ 的总和叫做物体的内能。
物理教案-做功和内能的改变
物理教案－做功和内能的改变一、教学目标1. 让学生理解做功的概念，知道做功可以改变物体的内能。
2. 让学生掌握做功改变内能的实质，并能运用相关知识解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学思维能力。
二、教学内容1. 做功的概念及其分类2. 做功与内能的改变3. 实验：探究做功改变内能的过程4. 做功改变内能的实际应用三、教学重点与难点1. 重点：做功的概念，做功改变内能的实质。
2. 难点：做功改变内能的实验设计与数据分析。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究做功与内能的关系。
2. 利用实验法，让学生直观地观察做功改变内能的过程。
3. 采用讨论法，培养学生合作交流的能力。
五、教学准备1. 实验器材：弹簧测力计、钩码、滑轮组、温度计、热量计等。
2. 教学工具：PPT、黑板、粉笔等。
一、导入（5分钟）1. 教师通过生活中的实例，引导学生思考做功与内能的关系。
2. 学生分享生活中有关做功改变内能的实例。
二、做功的概念及其分类（10分钟）1. 教师讲解做功的概念，让学生理解做功的本质。
2. 学生通过PPT学习做功的分类，包括摩擦力做功、重力做功等。
三、做功与内能的改变（15分钟）1. 教师讲解做功改变内能的实质，让学生理解做功如何改变物体的内能。
2. 学生通过PPT学习做功改变内能的原理。
四、实验：探究做功改变内能的过程（15分钟）1. 教师引导学生设计实验，选择合适的实验器材。
2. 学生分组进行实验，观察并记录实验数据。
3. 教师引导学生分析实验数据，得出结论。
五、做功改变内能的实际应用（10分钟）1. 教师提出实际应用问题，引导学生运用所学知识解决问题。
2. 学生分享自己解决问题的过程和答案。
2. 学生进行课堂小结，巩固所学知识。
3. 教师提出拓展问题，激发学生的学习兴趣。
六、教学反思与评估（5分钟）1. 教师引导学生回顾本节课的学习内容，反思学习过程中的优点和不足。
3. 教师收集学生反馈，为后续教学提供改进方向。
高二物理改变内能的两种方式
1.功和内能 2.热和内能
一、做功可以改变物体的内能
• 焦耳的实验 1.绝热过程： 系统既不从外界吸热，也不向外界 放热的过程
2.在各种绝热过程中，如果使系统从状态1变化 到状态2，所需外界做功的数量是相同的。
• 内能 ΔU=w
二、热传递可以改变物体的内能．
• 热传递: 热量从高温物体传到低温物体的过程
• 找一条橡皮筋，两手捏住其两端用力拉长 有柴油与空气的混合 物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程 是： [ ] • A．迅速向里推活塞 • B．迅速向外拉活塞 • C．缓慢向里推活塞 • D．缓慢向外拉活塞
• 用酒精灯给用活塞封住少量水的试管加热， 过一会试管塞被冲出，水蒸汽的温度降低 了，为什么？
发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在 温度差。 传递方向：能量从高温处转移到低温处。 热传递的方式：传导、对流、辐射
热和内能
ΔU=Q
内能与热量的区别
内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下
有不同的内能
热量是一个过程量，它表示由于热传递而引起 的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。 如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能
是尖锐的凿子.你们瞧瞧我们的反坦克炮,他们零星分散很容易就能各个击破.至于我们的炮兵,因为距离第一线太远,他们也并非机动火力,很难在危机时刻做出合理的炮火支援." 对于那个东方面孔军官的说辞,新来的部队表示极大的抵触.普加乔夫派遣的军官也无法掌控新部队的意志,更何 况政委们拿出了相关条例,要求一切按照上级的规定办. "那是集团军制定的布防方案,我们不能做出什么更改.如果擅自变换布防,到时候出了差池我们都要上军事法庭." 李小克希望反坦克炮能击中起来使用,那样更多的炮弹射击少数几辆坦克,基本一次齐
改变内能的两种方式
第二讲热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2．1．1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为1E、2E，则有-E=WE21没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量，用Q表示。
传递的热量与内能变化的关系是-E=QE21做功和传热都能改变系统的内能，但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递；传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2．1．2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时，要经历一个过程，当系统由某一平衡态开始变化，状态的变化必然要破坏平衡，在过程进行中的任一间状态，系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时，气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻，气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同，在靠近活塞的气体压强要大一些，温度要高一些。
在热力学中，为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律，我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时，各时刻的状态也就非常接近平衡态，过程就成了准静态过程。
因此，准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况。
对于一定质量的气体，其准静态过程可用V p -图、T p -图、T v -图上的一条曲线来表示。
注意，只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中，一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化，总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中，功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中，功的概念要广泛得多，除机械功外，主要的有：流体体积变化所作的功；表面张力的功；电流的功。
(1)机械功有些热力学问题中，应考虑流体的重力做功。
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做功和内能的改变
引言
在物理学中，做功和内能是两个重要的概念。
做功是指物体在力的作用下移动所做的功，是能量的传递和转化过程；而内能则是物体内部分子和原子的能量总和。
在一些特定的情况下，做功和内能会发生改变。
本文将探讨在不同情境下做功和内能的改变过程。
做功的改变
功的定义和表达式
做功可以用以下的数学表达式表示：
功 = 力 × 位移× cosθ
其中，力是垂直方向上施加的力，位移是物体在力的方向上的位移，θ是力和
位移之间的夹角。
功的改变在不同情境下
做功的改变可以发生在不同的情况下，下面将介绍几种常见的情境：
1.力的大小改变：做功与力成正比，当力的大小改变时，做功也会相应改变。
例如，将一个书包从地面提起的过程中，如果力的大小增加，那么所做的功也会增加。
2.位移的方向改变：做功与位移的方向相同，当位移的方向改变时，做功的
正负号也会发生改变。
例如，一个物体被施加的力的方向与它的运动方向相反，那么所做的功将会是负值。
3.夹角的改变：做功与力和位移之间的夹角有关，当夹角的大小改变时，做
功也会相应改变。
例如，当物体受到垂直于运动方向的力时，夹角为90度，此时
做功为零。
这些例子说明了在不同的情境下，做功的改变是如何发生的。
内能的改变
内能的定义和表达式
内能是指物体内部分子和原子的能量总和，它包括了物体的热能、动能和势能等形式的能量。
内能可以通过以下的数学表达式表示：
内能 = 热能 + 动能 + 势能
内能的改变在不同情境下
内能的改变可以发生在不同的情况下，下面将介绍几种常见的情境：
1.温度的改变：当物体的温度发生改变时，其内部分子和原子的能量总和也会发生相应的改变。
温度的增加意味着分子和原子的平均动能增加，导致内能的增加。
2.物质变化：在物质发生相变（如固态到液态、液态到气态）的过程中，内能也会发生改变。
相变过程中涉及到分子和原子的排列和运动方式的改变，从而导致内能的变化。
3.化学反应：化学反应是一种能量转化的过程，所以在化学反应中内能也会发生改变。
一些化学反应是放热反应，即释放出内能，导致内能的减小；而另一些化学反应则是吸热反应，即吸收外界热量增加内能。
这些例子说明了在不同的情境下，内能的改变是如何发生的。
总结
做功和内能是物理学中重要的概念，它们在不同情境下会发生改变。
做功的改变可以通过改变力的大小、位移的方向和夹角来实现；而内能的改变则可以通过改变温度、物质变化和化学反应来实现。
了解这些改变过程对于理解能量转化和传递的过程具有重要意义。
希望本文对读者理解做功和内能的改变过程有所帮助，进一步提高对物理学的认识。
感谢阅读！。