1、 1 / 3教学课题： 第一节 功和内能 教学目标 知识与技能 1知道什么是绝热过程。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的数量关系。4知道内能和功的单位是相同的。 过程与方法 从焦耳的实验理解功与内能变化的关系 情感、态度与价值观 通过焦耳实验了解功与内能变化关系的得来，学习科学家探 究过程的艰辛 教学重点、难点 绝热过程中的功与内能的关系 教学过程：知识回顾1、 （机械）功的两个不可缺少的因素是什么？电流做功与哪些因素有关？ 2、什么叫内能？内能与哪些因素有关？ 3、质量、温度相同的物体，内能必定相等。对吗？ 物体的内能与温度和体积的关系温度变时分子动能变，体积变时分子势能
2、变，因此物体的内能决定于它的温度和体积，但是这句话却不能作为判断两物体内能大小的依据。如两物体温度和体积均相同，而内能却没有确定的关系。再如，0 OC 的冰熔化成 0OC 水体积减小，不能就此认为其势能也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所增加的只是分子的势能。 新课教学：一、焦耳的实验1818 年 12 月 24 日焦耳出生于英国曼彻斯特 ，起初研究电学和磁学。1840 年在英国皇家学 会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律。 焦耳测量了热与机械功之间的当量关系热功当量，为热力学第一定律和能 量守恒定律的建立奠定了实验基础。1、绝热过程：
3、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，这样的过程叫绝热过程。 焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验 2、焦耳二个代表性实验(1)焦耳热功当量实验装置机械功实验结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的。2 / 3（2）焦耳热功当量实验装置电功实验结论： 只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化是相同的。从焦耳的实验中可以得出什么结论？1、在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。 2、测出了热功当量（热与机械功之间的当量关系） ，为热力学第一定律和能量守恒定
4、律的建立奠定了实验基础。在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所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。 类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定，与物体的运动路径无关？ 重力 重力做功对应重力势能 电场力 电场力做功对应电势能（电能）二、内能在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所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。 功是能量转化的量度 内能 U： 只依赖于系统自身状态的物理量，内能与状态参量温度、体积有关，即由它的状态决定 内能的增加量 U U2 U1等于外界对系统所做的功 U W演示 P51做一做思考：1、系统指的是什么？ 2、
5、出现了什么现象？ 3、为什么会呈现雾状？讨论、交流：1、实验研究的对象是瓶中的气体与打气筒中的气体，那么我们的系统也就是这二部分气体。 2、呈现雾状3、当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使得系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出。看到雾状物的原因在于，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸汽（或酒精蒸气）有一部分被液化成小液滴小结1、焦耳热功当量实验2、绝热过程3、物体内能的宏观描述3 / 34、绝热过程中作功和内能的关系练习巩固1.下列说法正确的是（ D ）A 分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B 物体的分子势能由物体的温度和体积决定
6、C 物体的速度增大时，物体的内能增大D 物体的内能减小时，物体的温度可能增加2.一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（ D ）A 物体的机械能和内能都不变B 物体的机械能减少，内能不变 C 物体的机械能增加，内能增加D 物体的机械能减少，内能增加3（04 年全国理综 17）如图所示,绝热具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为 EP(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程（D ）AE P全部转换为气体的内能B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍 为弹簧的弹性势能CE P全部转换成活塞的重力势能和气体的内能DE P一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换 为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能4（05 年全国）一定质量的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 （ D ） A外界对气体做功，气体分子的平均动能增加 B外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D气体对外界做功，气体分子的平均动能减少作业：教材（1、2、3）
