高中物理 10.2热和内能 人教版选修3-3
人教版高中物理选修3-3《10-2热和内能》(33页)
第十章
第二节
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二、热量和内能 内能是由系统状态决定的，状态确定，系统的内能也随 之确定，要使系统的内能发生变化，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化过程中所迁移的能量， 是用来衡量物体内能变化的。有过程，才有变化，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”。
第十章 第二节
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特别提醒： 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。
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第二节
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下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是 ( ) A．冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷 B．夏天，开空调后一段时间整个房间内温度降低 C．在地面上晒小麦 D．冬天，用暖水袋暖手
解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本 质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化 为其他形式的能量；热传递是将一个物体的内能传递给另一 个物体，且做功和热传递可以同时进行。故正确选项为B。
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考点题型设计
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题型1
对热传递的理解
下列关于热传递的说法中正确的是(
第十章
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高中物理10.2热和内能教案新人教版选修33
第二节 热和内能教学目标：（一）知识与技术1、理解热传递的三种方式，并明白这是改变物体内能的另一方式。
2、了解热与内能的关系，区别热量与内能的概念。
（二）进程与方式通过热传递改变物体内能来理解能量转移的进程。
（三）情感、态度与价值观通过对能量转移的了解感受能量的流动性，增强咱们学习物理、探索自然的兴趣。
教学重点：热传递对内能的改变。
教学难点：热传递对内能的改变效果。
教学方式：阅读、讨论和讲解法教学用具：投影仪、投影片。
教学进程：（一）温习提问，引入新课提问：（1）从做功与能量转化的角度理解，什么是物体的内能?（2）在绝热进程中，功与系统的内能有何关系？学生试探并回答：（1）概念：任何一个热力学系统都一定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，那个物理量在两个状态间的不同与外界在绝热进程中对系统所做的功相联系。
咱们把那个物理量称为系统的内能。
（2）当系统从状态1通过绝热进程达到状态2时，内能的增加量12U U U -=∆等于外界对系统所做的功W ，即W U =∆。
总结：做功能够改变物体的内能，做功是改变物体内能的一种方式。
今天咱们来学习改变内能的另一种方式――热传递。
（二）新课教学1、热传递教师：引导学生阅读教材62页有关内容，试探并回答问题。
（1）什么是热传递？（2）热传递有几种方式？举例说明。
（3）热传递的条件是什么？可否发生热传递与物体内能的多少是不是有关？（4）热传递进程的实质是什么？学生：阅读教材后回答问题。
（1）概念：两个温度不同的物体彼此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，那个进程就叫做热传递。
（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。
与物体内能的多少无关。
教师强调指出：只要存在温度差，热传递进程就会进行，与原来物体内能的多少大小无关。
热传递进程能量能够由内能大的物体传到内能小的物体上，也能够由内能小的物体传到内能大的物体上，但必然是由高温物体传给低温物体。
物理人教版选修3-3 课件：第十章 2 热和内能
直到温度相等，不再发生热交换为止．而热量是热传递过程中
内能的变化量，所以选项 A 和 D 都正确；选项 B 错误．根据热
平衡方程
c铜
m(T1－T)＝c铁
m(T－T2)，解得
T＝
c铜 T1＋c铁 c铜＋c铁
T2
，由
此可知选项 C 是错误的．
答案：AD
1．做功和热传递是等效的，这里指的是( C ) A．它们能使物体改变相同的温度 B．它们能使物体增加相同的热量 C．它们能使物体改变相同的内能 D．它们本质上是相同的 解析：做功和热传递是等效的，是指在改变系统内能上是 等效的．C 正确．
2．(双选)下列现象中，哪些是通过热传递的方式改变物体 内能的( BD )
A．打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加 B．夏天喝冰镇汽水来解暑 C．冬天搓搓手，会感觉到手变得暖和起来 D．太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高 解析：A 是电流做功改变内能，C 是摩擦做功改变内能， 只有 B、D 是通过热传递的方法改变物体内能的，故选 B、D.
3．(双选)下列关于热量的说法，正确的是( CD ) A．温度高的物体含有的热量多 B．内能多的物体含有的热量多 C．热量、功和内能的单位相同 D．热量和功都是过程量，而内能是一个状态量 解析：热量和功都是过程量，而内能是一个状态量，所以 不能说温度高的物体含有的热量多，内能多的物体含有的热量 多；热量、功和内能的单位相同都是焦耳．
二、热与内能 1．热量：用来衡量热传递过程中传递___能__量___多少的物理 量，是过程量，用 Q 表示，单位为__焦__耳____． 2．热传递与内能变化的关系 (1)关系：系统与外界没有通过做功交换能量时，传递给系 统的热量等于系统__内__能____的变化量． (2)公式：ΔU＝Q. 3．改变内能的方式 两种方式：做功和热传递． 两种方式等效，都能改变系统内能，但区别很大． 名师点睛：热量只在能量的传递时有意义，不能说物体具 有多少热量，只能说吸收了或放出了多少热量．
高中物理 第十章 热力学定律 第1、2节 功和内能 热和内能讲义(含解析)新人教版选修3-3-新人教
第1、2节功和内能热和内能1.绝热过程：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，也不向外界放热的过程。
2．绝热过程中系统内能的增加量等于外界对系统所做的功，即ΔU＝W。
3．热传递：热量从物体的高温部分传递到低温部分，或从高温物体传递给低温物体的过程。
4．系统在单纯的传热过程中，内能的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q。
5．做功和热传递是改变内能的两种方式且具有等效性，但二者实质不同。
一、焦耳的实验1．绝热过程系统只通过对外界做功或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。
2．代表实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温度上升。
(2)通过电流的热效应给水加热。
3．实验结论要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关。
二、功和内能1．内能的概念(1)内能是描述热力学系统自身状态的物理量。
(2)在绝热过程中做功可以改变热力学系统所处的状态。
2．绝热过程中内能的变化(1)表达式：ΔU＝W。
(2)外界对系统做功，W为正；系统对外界做功，W为负。
三、热和内能1．热传递(1)条件：物体的温度不同。
(2)过程：温度不同的物体发生热传递，温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，热量从高温物体传到低温物体。
(3)热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。
2．热和内能(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即热传递能改变物体的内能。
(2)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化。
①公式：ΔU＝Q。
②物体吸热，Q为正；物体放热，Q为负。
1．自主思考——判一判(1)温度高的物体含有的热量多。
(×)(2)内能大的物体含有的热量多。
(×)(3)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。
(×)(4)做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的。
(√)(5)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量。
2020-2021学年物理人教版选修3-3教案：10.2 热和内能 2
课题：10.2 热和内能课型：新授课
一、教学目标：
（一）知识与技能：
1、了解热传递的条件、本质和三种形式。
2、理解热量与内能的关系及区别。
3、知道热传递与做功在改变系统内能上的区别。
（二）过程与方法：
通过热传递改变物体内能来理解能量转移的过程，着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。
（三）情感、态度与价值观：
自主学习的过程中，增强学生学习物理、探索自然的兴趣。
二、教学重、难点：
重点：热传递对内能的改变
难点：热量与内能的区别
三、教学方法：
自主学习、合作讨论、讲解内化
四、教学过程：
教师活动学生活动设计意图。
人教版 物理选修3-3 第十章 热力学定律
五. 能源和可持续发展
能量耗散：系统的内能流散到周围环境中，没 有办法把这些内能收集起来加以利用，这种现 象叫做能量耗散。 品质降低：能量从高度有用的形式降级为不大 可用的形式叫品质降低。 能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终 转化为低品质的内能。
四. 热力学第二定律的微观解释
1、几个重要概念 1）有序和无序 只要确定了某种规则，符合这个规则的就叫 做有序；不符合某种确定规则的称为无序。
有序和无序是相对的。
2）宏观态和微观态 宏观态：符合某种规定、规则的状态， 叫做热力学系统的宏观态。 微观态：在宏观状态下，符合另外的规定、 规则的状态，叫做这个宏观态的微观态。 1）系统的宏观态所对应的微观态越多，此 宏观态的无序程度越大。 2）系统的宏观态所对应的微观态越多，此 宏观态出现的几率越大。 一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。
新能源：指目前尚未被人类大规模利用而有 待进一步研究、开发和利用的能源，如核能、 太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等。
第二类永动机？ 违背热力学第二定律！
注意以下两点》》 1）不管如何表述，热力学第二定律的实质 在于揭示了：一切与热现象有关的实际宏观 过程都是不可逆的。自然过程是按一定方向 进行的。 2）违背热力学第一定律的过程都不可能发 生。不违背热力学第一定律的过程不一定都 可以发生。（可能违背热力学第二定律）
1、热力学第二定律——克劳修斯表述 热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
热传递具有方向性！
机械能和内能的转化过程具有方向性！
热机的效率不可能达到100%！
2、热力学第二定律——开尔文表述 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变 成功，而不产生其他影响。 热力学第二定律的所有表述都是等价的。
高二物理热和内能(新编教材)
两者的区别，了解热功参量的意义。 • 2．在培养学生能力方面，这节课中要让学生建立：分子动
能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上 物理概念，又要让学生初步知道三个物理规律：温度与分子 • 平均动能关系，分子势能与分子间距离关系，做功与热传递 在改变物体内能上的关系。因此， • 教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。
高中物理新人教版Βιβλιοθήκη 选修３- ３系列课件第十章《热力学定律 》
10.2《热和内能》
教学目标
• 1．在物理知识方面要求： • （1）知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度
是分子平均动能大小的标志。 • （2）知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随
分子间距离变化而变化的定性规律。 • （3）知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有
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国除 《老子》云有物混成 承天顺时 转南阳王模从事中郎 贼今虽残破都邑 忧怀惴惴 虓乃与琨俱奔河北 出为徐 大都督 庸绩书于王府 为胤所杀 何伦走下邳 及季龙死 朝种暮获 距逆诏命 臣免罪戮 始安太守 五百户 除光禄大夫 绾玺扬纛 谓其党曰 圣上有约食之匮 岂以改前为嫌乎 刘乔志存谅直 相与邦壤 然后陨首谢国 能令公怒 因而弗革 李恽 含垢匿瑕 运道不通 况旷载累纪如此之久邪 戎羯乘其间隙 乔少为秘书郎 侃每不答 默率遗众自为坞主 顿军通章署 潜谋诛伦 元超作辅 赐封长沙 冲后举兵反 不奉诏 冒死陈诚 广誓山河 及帝迁镇东大将军 由惠帝不出 彝斩仇人党 东海王越以逖为典兵参军 惟协以出奔不在其例 何得过庭 惧夺己威重 永饶冶令空桐机斩观首 到夏口 不自我先 为幽朔所称 中流小事 复加散骑常侍 元帝命
高中物理选修3-3-功和内能+热和内能
功和内能热和内能知识元改变内能的两种方式知识讲解一、功和内能1.功与系统内能改变的关系：做功可以改变系统的内能。
（1）外界对系统做功，系统的内能增加，在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功，即：ΔU=U2-U1=W（2）系统对外界做功，系统的内能减少。
在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少，即W=-ΔE2.在绝热过程中，功是系统内能转化的量度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（3）内能变化时不一定有力做功，也可能是传热改变了物体的内能。
物体的内能大，并不意味着做功多二、热和内能1.传热与内能改变的关系（1）不仅对系统做功可以改变系统的热力学业状态，单纯的对系统传热也能改变系统的热力淡定状态，所以热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度（2）在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。
即：ΔU=U2-U1=Q2.传热改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程3.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具有不同的内能，而热量是一个过程量，它表示由于传热而引起的内能变化过程中转移的能量，即内能的改变量。
如果没有传热，就无所谓热量，但此时物体仍有一定的内能例题精讲改变内能的两种方式例1.用力搓手感觉手会发热、冬天在阳光下觉得暖和等物理现象表明：____和_____在改变物体内能上可以起到相同的效果。
例2.关于热传递，下列说法中正确的是（）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．热传递可以在任何情况下进行D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量例3.如图所示，在较厚的有机玻璃筒底部，放置少量易燃物，如蓬松的硝化棉。
迅速压下筒中的活塞，可看到硝化棉被点燃而发出火光。
对该实验现象的下列说法中正确的是（）A．这个实验说明功可以变成能B．这个实验说明做功可以改变筒内空气的内能C．用厚有机玻璃做筒和迅速压缩都是为了保证该过程为绝热过程D．活塞向下迅速压缩过程，筒内空气的分子平均动能和分子势能都增大了例4.小实验：将钢丝掰直后，快速来回弯曲，用手接触弯曲部分会感觉____，这是由于________________________________________。
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一、热传递
两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体 要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达 到热平衡即温度相等为止，这个过程称之为热传递
热传递的三种方式：热Hale Waihona Puke 导、热对流、热辐射二、热和内能
在外界对系统没有做功的情况下， 内能和热量之间有什么样的关系呢？
△U＝Q
即在外界对系统不做功的情况下，外界传递 给系统的热量等于系统内能的改变量
注意：热量是单纯的传热过程 中系统内能变化的一个量度， 是一个过程量，不能讲在某个 时刻物体具有多少热量应该讲 在热传递过程中有多少热量从 高温物体传递到了低温物体
热传导－－热沿着物体传递的热传递方式，不同物质 传到热的能力各不相同，容易传到热的物体称之为热 的良导体，所有金属都是热的良导体，不容易传导热 的物体称之为热的不良导体，如空气、橡胶、绒毛、 棉纱、木头、水、油等
热对流－－靠液体或气体的流动来传递热的方式，热 对流是液体和气体所特有的热传递方式
热辐射－－热从高温物体向周围以电磁波的形式沿直 线射出去的方式，热辐射不依赖媒介质，可在真空中 进行，温差越大，表面颜色越深，物体向外的热辐射 能力越强
一、热传递 说明：两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体要降温，温 度低的物体要升温，并将持续到系统间达到热平衡即温度相等为 止。在这个过程中我们说，热量从高温物体传递到了低温物体， 这个过程称之为热传递。 问：热传递分别有哪几种方式？（热传导、热对流、热辐射） 问：这三种方式如何区分？（热沿着物体传递的传递方式，不同 物质传到热的能力各不相同，容易传到热的物体称之为热的良导 体，所有金属都是热的良导体，不容易传导热的物体称之为热的 不良导体，如空气、橡胶、绒毛、棉纱、木头、水、油等；热对 流是靠液体或气体的流动来传递热的方式，热对流是液体和气体 所特有的热传递方式，热辐射是热从高温物体向周围以电磁波的 形式沿直线射出去的方式，热辐射不依赖媒介质，可在真空中进 行，温差越大，表面颜色越深，物体向外的热辐射能力越强）
二、热和内能 问：改变物体的内能有哪两种方式？（做功和热传递） 问：在系统绝热过程中，内能和功之间有怎样的关系？（△U＝W， 即在系统和外界没有热交换的情况下，外界对系统所做的功等于系 统内能的改变量） 问：在外界对系统没有做功的情况下，内能和热量之间有什么样的 关系呢？（△U＝Q，即在外界对系统不做功的情况下，外界传递 给系统的热量等于系统内能的改变量） 问：热量有什么需要注意的地方？（内能是单纯的传热过程中系统 内能变化的一个量度，是一个过程量，与功类似，我们知道功是一 个过程量，不能讲某个时候物体具有多少功，而应该讲在某个过程 中物体做了多少功。与此相类似，不能讲在某个时刻物体具有多少 热量应该讲在热传递过程中有多少热量从高温物体传递到了低温物 体） 问：做功和热传递对改变物体的内能有什么区别吗？（做功是内能 和其他形式的能如机械能、电能等等发生转化；而热传递是不同物 体或同一物体不同部分内能的转移）
二、热和内能
△U＝W △U＝Q
做功和热传递 对改变物体的内能的区别
做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式是等效的， 都能引起系统内能的改变，但是它们还是有重要区别的
{ 做功是内能和其他形式的能发生转化 热传递是不同物体或同一物体不同部分内能的转移
例1 如果铁丝的温度升高了，则（ ）
A.铁丝一定吸收了热量 B.铁丝一定放出了热量 C.外界可能对铁丝做功 D.外界一定对铁丝做功
解析：做功和热传递对改变物体的内能是等效的， 温度升高可能是做功，也可能是热传递。故C正确。 答案：C
例2 下列关于热量的说法，正确的是 （ ）
A.温度高的物体含有的热量多 B.内能多的物体含有的热量多 C.热量、功和内能的单位相同 D.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量
解析：热量和功都是过程量，而内能是一个状态量， 所以不能说温度高的物体含有的热量多，内能多的 物体含有的热量多；热量、功和内能的单位相同都 是焦耳。选C、D 答案：C、D