高中物理 《分子热运动 能量守恒和气体》导学案

16.5《能量的转化和守恒》导学案一、教学目标：1、知道能量守恒定律2、能举出日常生活中能量守恒的实例3、有用能量守恒的观点分析物理现象的意识二、教学重、难点：1、各种形式能量之间的相互转化。

2、能量守恒定律的得出。

三、自主学习：1、自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。

做想想做做，观察实验所发生的现象，发生了哪些能量转化？实验1 现象_______________________能转化为_________________。

实验2 现象_______________________能转化为_________________。

实验3 现象_______________________能转化为_________________。

实验4 现象_______________________能转化为_________________。

通过想想做做,我们发现在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化：摩擦生热，_______能转化为_____能；水电站里水轮机带动发电机发电，_____能转化为____能；电动机带动水泵把水送到高处，___能转化为____能；植物吸收太阳光进行光合作用，____能转化为___能；燃料燃烧时发热，_____能转化为____能。

2、想想议议：为什么它们的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？你认为减少的机械能到哪里去了？科学工作者经过长时间的探索，发现自然界的各种现象不是孤立的，而是互相联系的。

大量事实证明，任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，能的总量是保持不变的。

什么是能量守恒定律？四、合作探究：各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化，图11.6-1给出了两个实例，能做些补充吗？五、当堂训练（大约用10分钟左右）1、火力发电厂“吃”的是煤，“发”的是电，请你写出能量转化形式：2、在庆祝小强生日的晚会上，同学们为他点燃了生日蜡烛，并拍手唱歌祝贺，同学们拍手时伴随有___能产生，蜡烛燃烧时___ 能转化为___能和光能。

§10.3 热力学第一定律能量守恒定律【目标及达标标准】1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其表达式，会用ΔU＝W＋Q分析和计算问题2．理解和掌握能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律,会用能量转化和守恒的观点分析物理现象3．知道第一类永动机是不可能实现的【重点、难点】热力学第一定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定【教学方法】合作探究【教学用具】多媒体【物理背景、物理模型】饱和汽、湿度【导读导思】达标标准：思考并完成下列问题和任务，并能独立向别人表述出来（书面或口述）自主学习、课前诊断先通读教材，画出本节课中的基本概念及物理规律，回答导学案预习中涉及的问题，独立完成，限时25分钟。

一、热力学第一定律：阅读课本第54页“热力学第一定律”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论1】一定质量的气体，被活塞密封在气缸内．问题1：如果它跟外界不发生热交换，那么外界对它做功与气体对外做功，会引起气体内能怎样的变化？问题2：如果外界与气体之间没有做功，那么气体吸热与放热会引起气体内能怎样的变化？问题3：如果气体跟外界同时发生做功和热传递的过程，W、Q、△U的正负号如何确定？问题4：W、Q、△U三者都有正负，它们的关系怎样？【思考与讨论2】一定质量的气体，如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J．问题5：外界对气体做功，还是气体对外界做功？问题6：气体内能的变化量是多少？问题7：内能增加了还是减少了？【案例探究1】一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J．问：①是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？②如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但是内能只增加了1.6×105J，这一过程做功情况又怎样？二、能量守恒定律：阅读课本第54-55页“能量守恒定律”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论3】能量守恒定律不是由某一个人通过某一项研究而得到的，从18世纪末到19世纪40年代，不同领域的科学家从不同角度都提出了能量守恒的思想．问题8：历史上有哪些科学家曾经在这一方面做过探索？问题9：这些科学家都在哪些方面做出了贡献？问题10：能量可以由一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体.能量在转化或转移的过程中遵循什么规律？问题11：做功和热传递都可以改变物体的内能，那么这两种方式在改变物体内能的本质上有什么区别吗？问题12：能量守恒定律有什么重要意义？能量守恒定律使人们找到了研究自然现象的公共量度—能量，从而把各种自然现象用定量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性．三、永动机不可能制成：阅读课本第55-56页“永动机不可能制成”部分，思考并回答下列问题：【思考与讨论4】据说，13世纪有一个法国人叫奥恩库尔的，他在一个轮子的边缘上等间隔地安装了12根可活动的锤杆,如图所示．他设想一旦轮子被启动,由于轮子右边的各个重锤距轮轴更远些,就会驱动轮子按箭头方向永不停息地转动下去．问题12：不用能量的概念，你能不能说明它不会“永动”？问题13：什么是第一类永动机？问题14：为什么第一类永动机不可能制成？【案例探究3】有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗？【巩固练习】1.达标标准：（1）每道题都能独立做出来，并总结涉及的知识点；（2）尝试总结出常见题型及其做法。

【分子动理论 气体与热力学定律】专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学局部在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：６分。

知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。

二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算〔1〕分子的两种模型①球体模型：常用于固体、液体分子。

V=1/6πd 3②立方体模型：常用于气体分子。

V=d3 〔2〕宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ，分子的直径d ，分子的质量0m ．宏观物理量为：物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。

阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。

由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系．所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁．①计算分子的质量：0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积：0mol A A V M V N N ρ==，进而还可以估算分子的直径(线度) d ，把分子看成小球，由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭，得d =〔注意：此式子对固体、液体成立〕 ③计算物质所含的分子数：A A A mol m V V n N N N M V Mρ===． 例1、以下可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 〔 〕A ．水的密度和水的摩尔质量B ．水的摩尔质量和水分子的体积C ．水分子的体积和水分子的质量D ．水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道以下哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 〔 〕A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量B ．阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度C ．阿伏加德罗常数，气体质量和体积D ．该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，那么每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 〔 〕A ．A N M 、A N M ρB ．A M N 、A MN ρC ．A N M 、 A M N ρD ．A M N 、 A N Mρ 例4、假设以 μ表示水的，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的选项是 〔 〕A ． N A = ─── υρ mB ．ρ = ─── μA N ΔC ． m = ─── μA ND ．Δ= ─── υAN 例5、地球半径约为6.4×106 m ，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球外表大气在标准状况下的体积为 〔 〕A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规那么运动，②布朗运动与扩散现象是不同的现象．布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规那么运动．其运动的剧烈程度与微粒的大小和液体的温度有关．扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响。

《热和能》知识点一：分子动理论考点1：扩散现象1、扩散现象说明，它可以发生在任意两种物质之间.扩散现象与有关，越高扩散越快.考点2：分子运动和物体运动的区别2、分子在运动物体也在运动但二者是有区别的，请你判断下列各种说法（填序号）A 春天柳絮纷飞 B夏天槐花飘香C秋天落叶飘零 D冬天雪花纷飞E打开香水瓶能闻到香味 F炒菜很远就能闻到菜香G别人抽烟时自己也能闻到烟味 H扫地时尘土飞扬I堆煤的墙角会变黑 J铅和金片能相互渗入其中属于分子运动的是属于物体运动的是考点3：扩散与温度的关系3、生活中我们会遇到这些情景：炒菜时菜很快就有鲜味而腌咸菜却要很长时间；把白糖放到热水中很快就有甜味而放到凉水中却要很长时间；把一滴蓝墨水滴进热水中整瓶水很快变蓝而凉水却要很长时间，请你总结这些现象的共同规律.考点4：分子间的相互作用力4、用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记住测力计的读数．使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，如图所示．则弹簧测力计的读数（）A．不变，因为玻璃板重力不变B．变大，因为玻璃板沾水变重了C．变小，因为玻璃板受到了浮力作用D．变大，因为玻璃板与水的接触面之间存在分子引力考点5：分子动理论的综合运用5、（多选）下列说法中正确的是（）A．弹簧能够被压缩，说明分子间存在空隙B．吸盘式挂钩能吸在玻璃上，说明分子间存在引力C．扫除时，空中尘土飞扬，说明分子在永不停息的运动D．红墨水在水中的扩散现象，说明分子在永不停息的运动E．用胶水把对联贴上去是因为分子间有引力F．粉笔能在黑板上写字是因为分子间有斥力知识点二：内能及其改变考点1：内能的概念6、关于内能，判断下列说法是否正确A．温度低于0℃的物体不具有内能（）B．具有内能的物体也可以具有机械能（）C．物体的温度越高，所含的热量越多（）D．温度相同的物体，其内能大小一定相等（）E．0℃的冰变成0℃的水其内能不变（）F．0℃的冰比100℃的水具有的内能大（）G．质量相同的水比冰具有的内能大（）H．水在沸腾时内能不变（）考点2：内能的改变7、改变物体内能有和两种方式，二者是等效的.冬天烤炉子是通过改变物体内能而搓手则是通过改变物体内能.考点3：热传递8、甲、乙两个物体相互接触，在进行热交换的过程中（）A．热量多的物体向热量小的物体传热B．温度高的物体向温度低的物体传热C．内能大的物体向内能小的物体传热D．比热容大的物体向比热容小的物体传热考点4：做功和热传递改变物体内能9、做功和热传递都可改变物体的内能，请你判断下列物体内能的改变究竟是通过哪种方式改变物体内能（1）冬天寒风刺骨，路面温度降低（2）反复弯折铁丝，铁丝发热（3）用火炉烧水，水的温度升高（4）用一杯热水捂手，手逐渐变暖和（5）钻木取火（6）锯木头时锯条发烫（7）冬天用热水袋取暖（8）D．小孩从滑梯高处滑下时臀部发烫（9）放入冰箱中的食物温度降低（10）两手相互摩擦手发热（11）阳光照射下的柏油路面温度升高（12）流星划过天空其中属于热传递改变物体内能的是属于做功改变物体内能的是冰壶比赛中，为了使冰壶按照运动员预计的运动快慢和方向运动，往往看到两名运动员在前方迅速“擦”冰，这是通过的方式改变冰的内能，使表面的熔化成薄薄的一层水．这样就能减小冰壶与冰面之间的考点5：做功和热传递改变物体内能的本质10、摩擦生热的本质：克服摩擦，机械能转化为，所以做功的本质是能的11、烧水时水的温度升高这是因为水吸收了热量，所以热传递的本质是能的考点6：温度、内能、热量之间的关系12、下列关于温度、内能、热量判断下列说法是否正确A．物体吸热，温度一定升高（）B．一个物体的温度升高，一定是外界对物体做功（）C．某铁块温度降低，内能一定减小（）D．温度高的物体把温度传给温度低的物体（）E．对物体加热，物体的温度一定升高（）F．物体温度越高，所含有的热量越多（）G．物体的温度是0℃，其内能也是零（）H．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递（）I.物体温度不变内能也有可能增加（）J物体内能增加温度一定升高（）K温度高的物体放出的热量一定多（）L热传递过程中，物体吸热，内能一定增加（）知识点三：比热容考点1：比热容的概念13、关于比热容，下列说法正确的是（）A．物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关B．物体的比热容跟物体的温度有关C．物体的质量越大，它的比热容越大D．物体的比热容与温度、质量都没有关系14在同样的烧杯中盛着质量相等的甲、乙两种液体，用同样的酒精灯给它们加热，其温度随时间变化的图象如下：①如果使它们升高相同的度数，我们发现用的时间长，这说明的吸热能力强．由此可以得出结论：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的一般是的，为了比较物质的这一特性，物理学中引入“比热容”这一概念.②继续给两种液体加热，当温度上升到100℃时，发现甲的温度不再上升，这是因为：③由图象可知液体的比热容大．15、冰在熔化过程中的一些说法，下列判断正确的是（）A．内能不变，比热容不变B．吸收热量，温度升高C．比热容、内能、温度都不变D．比热容变大、内能增加，温度不变考点2：比热容的图像16、质量相等的甲、乙、丙三种物质，它们吸收的热量Q吸与温度变化△t的关系图象如图所示，以下说法正确的是（）A．升高相同的温度甲吸收的热量最多B．降低相同的温度丙放出的热量多C．无法比较比热容大小D．三者的比热容相等17．如图1所示用规格相同的两烧杯分别装上质量相同的煤油和水，隔着石棉网同时对两烧杯加热．已知水比煤油的比热容大．则图2中能反映该实验情况的是（）考点3：水的比热容大的应用18、生产生活中，我们常常会遇到下列现象A．福岛核电站受损后灌注海水降温B．汽车发动机中用水循环冷却C．晚间，在春播秧田里灌水保温D．三峡水电站建水坝储水发电E.北方的冬天用水暖气F.沿海地区昼夜温差小内陆地区昼夜温差大G.沿海地区常吹有海陆风H.夏天在海边玩耍时海水比较凉爽而沙石比较烫脚I.夏天教室里拖完地后会觉得凉快其中哪些现象是利用水的比热容大的性质（填序号）问答题解释方法（1）吸收或降低相同的温度，物质的比热容大吸收或放出的热量多.上述现象中哪些是应用此方法（2）吸收或放出相同的热量，物质的比热容大温度改变量小.上述现象中哪些是应用此方法19、如图所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线．从图象可以看出，在一年中，曲线A表示的是（选填“沿海”或“内陆”）城市年气温变化曲线．这是根据水的比热容比砂石比热容的特点来判断的．考点4：公式Ｑ吸＝Ｃm（t－t0）的应用20、甲、乙两物体的比热容之比为2∶3，吸收热量之比为3∶1，它们升高的温度相同，则甲、乙两物体的质量之比为（）A．9∶2 B．2∶9 C．1∶2 D．2∶121、将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整石蜡上．经过一定时间后，观察到的现象如图．则三块金属的比热容（）A．甲最小B．乙最小C．丙最小D．一样22、根据下面的比热容表说出三条规律几种物质的比热容c（J•（kg•℃）-1）水 4.2×103冰 2.1×103酒精 2.4×103砂石0.92×103煤油 2.1×103 铝0.88×103水银0.14×103铜0.39×103（1）（2）（3）判断方法(1)同种物质比较不同状态得到规律(2)不同物质数值相同比较得到规律(3)通观固、液、气整体比较得到规律我们知道水，酒精，煤油都是比较容易获取的液体，为什么体温表里的测温物质用水银而不用另外三种液体？23小林特别喜欢吃“糖炒栗子”他看到人们在炒栗子的时候，往锅里加了一些“砂子”来炒，填塞了栗子间的空隙，过一会儿，炒熟的栗子又香又甜，他知道这是通过的方式来改变栗子内能的，但是他不知道放“砂子”的用处，你能猜出用砂子炒栗子的好处吗？24冬天小名每天早晨都要喝牛奶，由于天冷，牛奶的温度较低，他每天都要采取“热水浴”的方式把牛奶瓶放入热水中温热．如图所示，这是某天小名用热水温热牛奶的图象，已知牛奶的质量为0.4kg，热水的质量是100g（不计奶瓶的质量和热量的散失）．（1）由图象可知，温度较低的牛奶要经过 min后才与热水的温度相同．（2）根据图象提供的数据信息，计算牛奶的比热容.考点5：探究不同物质的吸热能力25在探究“不同物质的吸热能力”的实验中（1）除了图中的器材你还需要的器材有(2) 在实验中对水和煤油的选取需满足的条件(3)实验中为了使水和煤油吸收相同的热量，你的做法是（4）水和煤油吸收热量的多少是通过（温度计的示数或加热时间）来反映的，此处运用了法（5）为了比较水和煤油的吸热能力，可采用的比较方法AB(6)本实验不足之处是，如何改进（7）下表是小明在探究过程中记录的数据．物质次数质量m/kg 升高的温度△t/℃加热的时间t/min1 0.1 10 2水2 0.2 10 43 0.1 10 1煤油4 0.2 10 2通过表中1、2的数据可得到的结论是通过表中1、3的数据可得到的结论是通过表中1、4的数据可得到的结论是（8）通过上表可知不同物质的吸热能力不同，在物理中我们引入比热容的概念通过上表的实验数据我们可以得到考点6：利用比热容解析现象26无论是白天还是夜晚，人们漫步在海滨，会感到习习海风迎面吹拂，十分畅快．这样的风非常柔和，通常情况下，它白天从海上吹向陆地，夜晚从陆地吹向海上（如图），气象上把这种风称为“海陆风”．请你运用学过的物理知识说明海陆风形成的原因．知识点四：热机考点1：热机的工作原理27、如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾．（1）水沸腾后会出现的现象是．这个过程中，燃料的能转化为能，又通过做功，把转化为能（2）利用该实验过程的原理完成工作的是考点2：内燃机的四个冲程28、下图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为（）A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲C．丙、乙、丁、甲 D．甲、丁、乙、丙在这四个冲程中把机械能转化为内能把内能转化为机械能冲程末端内能最大考点3：热值的概念29、关于燃料和热值，以下说法正确的是（）A．燃料热值与燃料种类有关与燃料的质量无关B．容易燃烧的燃料，热值一定大C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料考点4：热值在生产和生活中的应用30、我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机．这种发动机主要是因为液氢具有（）A．较小的密度 B．较大的比热容C．较高的热值 D．较低的沸点31、用热值为3×107J/kg的酒精给8kg的某种液体加热5min，该液体的温度随时间变化的图象如图所示．若燃烧的酒精质量为28g，则酒精完全燃烧放出的热量是 J该液体的温度升高了℃，比热容是考点5：热机的效率理解32、（多选）热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，人类的现代生活已越来越离不开各种热机，热机从根本上改变着我们的世界．下列相关说法正确的是（）A．热机是把内能转变为机械能的装置B．燃料燃烧时把内能转化为化学能C．使用热值大的燃料可提高热机效率D．采取有效措施热机效率能达到100%E.设法利用热机排出的废气所具有的能量是提高热机效率的重要手段F．使燃料充分燃烧也可提高热机的效率G．减少热机内部的摩擦也可提高热机的效率考点6;热机效率的计算33、天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为C=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为q=7.0×107J/m3．求：（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放．（2）水吸收的热量Q吸．（3）燃气灶的效率η．知识点五：能量的转化和守恒考点1：能的转化34、说明下列实例中能的转化（1）植物的光和作用转化为（2）太阳能电池转化为（3）太阳能热水器转化为（4）发电机转化为（5）摩擦生热转化为（6）电动机转化为（7）电热器转化为（8）电灯转化为（9）蓄电池充电过程转化为（10）燃料燃烧转化为（11）内燃机转化为（12）火力发电转化为（13）天空中的流星转化为考点2：能量守恒35、在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（）A．做功可以改变物体的内能B．热传递改变物体内能是不同形式的能量的互相转化C．在一定条件下各种形式的能量可以相互转化D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量总保持不变答案1 分子在不停地做无规则运动温度温度2 分子运动BEFGIJ 物体运动ACDH3温度升高分子无规则运动加剧，扩散现象明显温度降低分子无规则运动减慢，扩散现象不明显4 D5 DE6 B对其余错7做功热传递热传递做功8 B9 做功 2 5 6 8 10 12热传递 1 3 4 7 9 11做功摩擦10 做功内能转化11 转移12 CHIL对13 D14 （1）甲甲热量不同（2）水沸腾时吸热温度保持不变（3）甲15 D16 A17 C18 ABCEFGH ABCE FGH19 内陆大20 A21 C22 （1）同种物质状态不同比热容不同（2）不同物质比热容有可能相同液体比热容比固体大（3）液体比热容一般比固体大水银的比热容小吸收相同的热量温度改变量大23 使栗子受热均匀沙子的比热容小，吸热后温度改变量大末温高栗子熟的快24 15 2.9×103J/（kg•℃）25 （1）天平温度计搅拌器（2）质量相等初温相同（3）加热相同时间（4）加热时间转换法（5）加热相同时间比较温度改变量升高相同的温度比较加热时间（6）用酒精灯加热不易控制液体吸收相同的热量使用同样规格的电加热器（7）同种物质升高相同的温度吸收的热量与物体的质量成正比质量相同的不同物质升高相同的温度吸收的热量不同不同物质吸收相同的热量升高相同的温度他们的质量不同比热容大吸热能力强26在夏季的白天，太阳照射下海岸和海水同时吸收热量，但水的比热容大，温度上升慢海岸吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地形成海陆风．晚上则相反，微风从陆地吹向海洋形成陆海风．27 把橡皮塞顶出化学能内能机械能28 C 压缩做功压缩29 A30 C31 8.4×10550 2.1×103J/（kg•℃）32 AEFG33 3.5×107J 2.1×107J 60%34 (1)光能化学能（2）光能化学能（3）太阳能内能（4）机械能电能（5）机械能内能（6）电能机械能（7）电能内能（8）电能光能（9）电能化学能（10）化学能内能（11）内能机械能（12）内能电能（13）机械能内能35 B。

《热在气体中的传递》导学案导学目标：1. 了解热在气体中的传递方式和规律；2. 掌握热传递的基本观点和公式；3. 能够应用所学知识解决相关问题。

导学内容：1. 热传递的方式：传导、对流、辐射；2. 热传递的规律：傅立叶定律、牛顿冷却定律；3. 热传递的公式：热传导方程、对流换热方程、辐射换热方程。

导学步骤：第一步：引入问题假设有一个密闭容器内部有一杯热水和一块冰，问热在容器中是如何传递的？第二步：进修热传递的方式1. 传导：热通过物体内部的分子传递，是固体和液体中热传递的主要方式；2. 对流：热通过流体的流动传递，是气体和液体中热传递的主要方式；3. 辐射：热通过辐射传递，不需要介质，可以在真空中传递。

第三步：进修热传递的规律1. 傅立叶定律：热传导的速率正比于温度梯度；2. 牛顿冷却定律：热对流的速率正比于温度差。

第四步：进修热传递的公式1. 热传导方程：Q = kAΔT/Δx，其中Q为传热量，k为热传导系数，A为传热面积，ΔT为温度差，Δx为传热距离；2. 对流换热方程：Q = hAΔT，其中h为对流换热系数；3. 辐射换热方程：Q = εσA(T1^4 - T2^4)，其中ε为辐射率，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，T1和T2分别为两个物体的温度。

第五步：解决问题回到刚才的问题，我们可以通过热传导、对流和辐射的知识来分析热在容器中的传递方式，并计算热传递的速率和传热量。

导学总结：通过本次导学，我们了解了热在气体中的传递方式和规律，掌握了热传递的基本观点和公式。

在实际问题中，我们可以运用所学知识解决相关问题，提高对热传递的理解和应用能力。

第3节热力学定律与能量守恒定律一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式（1）做功；(2）热传递。

2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.（2)表达式：ΔU＝Q＋W。

（3)正、负号法则：物理量W QΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少二、能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.2．条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。

3．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。

三、热力学第二定律1．热力学第二定律的两种表述（1）克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体.（2）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.或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。

2．用熵的概念表示热力学第二定律：在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小。

3．热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。

4．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律。

一、思考辨析（正确的画“√"，错误的画“×”)1．外界压缩气体做功20 J,气体的内能可能不变.2．给自行车打气时，发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热。

（×) 3．可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功.4．热机中,燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化. (×)5．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失.6．利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定律.(√)二、走进教材1．（人教版选修3－3P61T2）(多选)下列现象中能够发生的是（)A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能C．桶中混浊的泥水在静置一段时间后,泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体CD[由热力学第二定律可知，一切自发进行与热现象有关的宏观过程，都具有方向性,A错误;热机的工作效率不可能达到100%，B错误；泥沙下沉,系统的重力势能减少，没有违背热力学第二定律，C正确；冰箱通过压缩机的工作,把热量从低温物体传到高温物体,该过程消耗了电能，没有违背热力学第二定律，D正确。

人教版九年级物理第十三章第一节《分子热运动》第一课时导学案一、学习目标•了解分子热运动的概念和基本特性。

•掌握物体温度和分子热运动之间的关系。

•掌握分子热运动与物体性质之间的联系。

二、学习内容本节课我们将学习分子热运动的概念和基本特性，了解物体温度与分子热运动之间的联系，以及分子热运动与物体性质之间的联系。

三、学习导引1. 分子热运动的概念分子热运动指的是物体中分子不断的无规则运动。

分子具有质量和速度，它们在物体内不断碰撞，从而产生热运动。

物体的温度与分子的热运动有密切的关系。

2. 温度与分子热运动的关系温度是物体微观粒子热运动状态的度量。

温度越高，分子热运动越剧烈；温度越低，分子热运动越缓慢。

在相同温度下，物体的分子热运动速度分布是不均匀的。

一部分分子速度较慢，一部分分子速度较快。

温度高时，分子热运动速度较快的分子数量多；温度低时，分子热运动速度较慢的分子数量多。

3. 分子热运动与物体性质的联系物体的分子热运动与物体的性质密切相关。

不同物质的分子热运动速度不同，因此物体的性质也不同。

•物体的状态：固体、液体、气体等，取决于分子热运动的紧密程度。

•物体的热导性：分子热运动速度越快，热导率越高。

•物体的膨胀性：分子热运动速度越快，物体膨胀越明显。

四、学习要点总结本节课我们学习了分子热运动的概念和基本特性，温度与分子热运动的关系，以及分子热运动与物体性质的联系。

•分子热运动指的是物体中分子的无规则运动。

•温度与分子热运动有密切关系，温度越高，分子热运动越剧烈。

•在相同温度下，物体的分子热运动速度分布是不均匀的。

•分子热运动与物体的性质相关，包括物体的状态、热导性和膨胀性等。

五、学习拓展1.了解分子热运动理论和热力学基本概念。

2.深入了解温度的测量方法和单位。

3.研究分子热运动与物体的其他性质之间的关系，如热膨胀性和热容量等。

以上是本节课的学习导学案，请同学们在课后复习和巩固所学知识，以便更好地掌握分子热运动的概念和基本特性，理解温度与分子热运动、物体性质之间的联系。

人教版九年级物理第十三章《内能》第一节《分子热运动》教学设计一、教学内容本节课的教学内容来源于人教版九年级物理第十三章《内能》的第一节《分子热运动》。

本节课的主要内容有：了解物质由分子组成，分子在不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈，分子间存在相互作用的引力和斥力，以及分子间有空隙。

二、教学目标1. 让学生了解分子热运动的基本概念，理解分子在不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈，分子间存在相互作用的引力和斥力，以及分子间有空隙。

2. 培养学生通过实验观察、分析解决问题的能力。

3. 培养学生的团队协作能力，提高学生的物理学科素养。

三、教学难点与重点重点：分子热运动的基本概念，分子间相互作用的引力和斥力。

难点：分子运动与温度之间的关系。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、实验器材（如分子运动模型、分子间的引力与斥力演示器等）。

学具：笔记本、课本、实验报告单。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过播放一段关于分子运动的视频，让学生感受分子运动的无处不在。

2. 知识讲解：介绍分子热运动的基本概念，解释分子在不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈，分子间存在相互作用的引力和斥力，以及分子间有空隙。

3. 实验观察：安排学生进行分子运动实验，观察分子运动的状况，分析分子运动与温度之间的关系。

4. 例题讲解：通过分子运动模型，讲解分子间的引力和斥力，让学生理解分子间相互作用的原理。

5. 随堂练习：让学生根据所学知识，完成实验报告单上的练习题，巩固所学知识。

6. 团队协作：分组讨论，让学生分享自己的学习心得，培养团队协作能力。

六、板书设计板书设计如下：分子热运动1. 分子在不停地做无规则运动2. 温度越高，分子运动越剧烈3. 分子间存在相互作用的引力和斥力4. 分子间有空隙七、作业设计1. 请用简洁的语言描述分子热运动的特点。

2. 解释分子间相互作用的引力和斥力。

3. 结合生活实例，说明分子运动与温度之间的关系。

《物态变化中的能量交换》导学案一、学习目标1、理解物态变化的概念，能列举常见的物态变化现象。

2、掌握熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华等物态变化过程中的能量交换规律。

3、运用能量守恒定律解释物态变化中的能量转移。

4、了解物态变化在生活和生产中的应用，体会物理学与生活的紧密联系。

二、学习重难点重点：1、六种物态变化过程中的吸放热情况。

2、用能量守恒定律解释物态变化中的能量交换。

难点：1、对物态变化过程中能量转移的定量分析。

2、理解物态变化中的能量变化与分子热运动的关系。

三、知识梳理（一）物态变化的概念物质通常有固态、液态和气态三种状态，在一定条件下，物质的这三种状态可以相互转化，叫做物态变化。

（二）熔化和凝固1、熔化（1）定义：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。

（2）特点：熔化过程需要吸热。

（3）晶体和非晶体的熔化晶体有固定的熔点，在熔化过程中温度保持不变。

非晶体没有固定的熔点，在熔化过程中温度不断升高。

2、凝固（1）定义：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。

（2）特点：凝固过程需要放热。

（3）晶体和非晶体的凝固晶体有固定的凝固点，在凝固过程中温度保持不变。

非晶体没有固定的凝固点，在凝固过程中温度不断降低。

（三）汽化和液化1、汽化（1）定义：物质从液态变成气态的过程叫做汽化。

（2）方式：汽化有蒸发和沸腾两种方式。

蒸发：在液体表面发生的缓慢的汽化现象。

蒸发在任何温度下都能发生，蒸发过程需要吸热。

沸腾：在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。

沸腾需要达到一定的温度（沸点），沸腾过程需要吸热。

2、液化（1）定义：物质从气态变成液态的过程叫做液化。

（2）方法：降低温度和压缩体积。

（3）特点：液化过程需要放热。

（四）升华和凝华1、升华（1）定义：物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。

（2）特点：升华过程需要吸热。

2、凝华（1）定义：物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。

（2）特点：凝华过程需要放热。

（五）物态变化中的能量交换1、熔化吸热、凝固放热（1）晶体熔化时吸收的热量用于破坏晶体的结构，增加分子的势能，所以温度不变。

热学（分子热运动、能量、气体）1、分子的大小(1)分子：物理中所说的分子指的是做热运动时遵从相同规律的微粒。

在研究热现象时，组成物质的原子、离子或分子，统称为分子。

(2)分子的大小①单分子油膜法粗测分子的大小原理：把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径，如右图所示。

把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层和把分子看成球形等是理想化处理。

具体做法是：a ．测出1滴油酸的体积V ；b ．让这滴油酸在水面上尽可能散开，形成单分子油膜，用方格坐标纸测出水面上漂浮的油膜的面积S ，如右图所示；c ．单分子油膜的厚度d 等于油滴体积V 与油膜面积S 的比值。

d ＝V S②利用离子显微镜测定分子的直径一般分子直径的数量级为10－10m 。

例如水分子直径是4×10－10m ，氢分子直径是2.3×10－10m 。

(3)分子模型的意义把分子看作小球，是对分子模型的简化。

实际上，分子结构很复杂，并不都是小球。

因此说分子直径有多大，一般知道数量级就已经可以了。

2、阿伏加德罗常数(1)阿伏加德罗常数：1mol 的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数。

用符号N A 表示此常数，N A ＝6.02×1023 mol －1，粗略计算时：NA ＝6.0×1023 mol－1。

(2)宏观量与微观量及其联系 ①宏观量体积V 质量m密度ρ＝m V ＝M mol V mol 摩尔体积V mol ＝M mol ρ 摩尔质量M mol ＝ρV mol 摩尔数n ＝m M mol ＝V V mol物体中所含的分子数N ＝n N A ②微观量分子体积V 0＝16πD 3(球体模型)分子质量m 0③宏观量与微观量的联系──桥梁是阿伏伽德罗常数N A对固体和液体：分子体积V 0＝V molN A 对气体：每个分子占有的空间体积V ＝V mol N A对固体、液体和气体：分子质量m 0＝M molN A(3)阿伏伽德罗常数的计算N A ＝M molm 0 (对固体、液体和气体都适用)N A ＝Vmol V0 (只对固体、液体适用)阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。

热力学第二定律1．不可能把热量从传递到而不产生其他影响，这就是热力学第二定律的克劳修斯表述，它阐述的是的方向性．2．不可能从吸取热量使之全部变为有用的功而不产生其他影响，这就是热力学第二定律的开尔文表述．3．有一类永动机，不违背，但违背，这样的永动机叫做第二类永动机．第二类永动机是不可能制成的．4．物理学上把系统的有差异的不均匀、有规则、集中说成，把系统的无差异的均匀、无规则、分散说成．同时，定义熵这个物理量代表系统的．无序性大，熵；无序性小，熵．熵是系统无序度的，熵是的共同判据．5．孤立系统的熵总是的，或者孤立系统的熵，这就是熵增原理．熵增原理其实就是热力学第二定律的另一种表述．6．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是()A.第二类永动机违反能量守恒定律B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C.外界对物体做功，则物体的内能一定增加D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的7.任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会()A.增加B.不变C.减小D.无法判断【概念规律练】知识点一热力学第二定律的理解1.根据热力学第二定律，下列判断正确的是()A.热机中燃气的内能不可能全部变成机械能B.电流的能不可能全部变成内能C.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体2．“热量只能从高温物体传递给低温物体，但不能从低温物体传递给高温物体”这一说法是否正确？为什么？知识点二对熵的理解3．质量相同、温度相同的水，如图1所示分别处于固态、液态和气态三种状态下，它们的熵的大小有什么关系？为什么？气体液体固体图14．下面关于熵的说法中错误的是()A.熵是系统内分子运动无序性的量度B.在自然过程中一个孤立系统的熵总是增加或不变的C.热力学第二定律也叫做熵减小原理D.熵值越大代表越无序【方法技巧练】热力学第二定律的应用技巧5．如图2中汽缸内盛有定量的理想气体图2汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是()A.气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律B.气体是从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律C.气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律D.以上三种说法都不对1．下列说法中正确的是()A.电动机是把电能全部转化为机械能的装置B.热机是将内能全部转化为机械能的装置C.只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能D.虽然不同形式的能量可以相互转化，但不可能将已转化成内能的能量全部收集起来加以完全利用2.关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是()A.我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化B.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的C.在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小D.温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大3.下列说法正确的是()A.热量不能由低温物体传递到高温物体B.外界对物体做功，物体的内能必定增加C.第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律D.不可能从单一热源吸取热量使之全部变为有用的功而不产生其他影响4．用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图3所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象．关于这一现象的正确说法是()图3A.这一实验不违背热力学第二定律B.在实验过程中，热水温度降低，冷水温度升高C.在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能D.在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能5．下列说法中正确的是()A.第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律B.第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律C.热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的D.热力学第二定律的两种表述是等效的6．17世纪70年代，图4英国赛斯特城的主教约翰•维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，其结构如图4所示，在斜面顶端放一块强磁铁M,斜面上、下端各有一个小孔P、Q,斜面下有一个连接两小孔的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个铁球，那么在磁铁的引力作用下，铁球会沿斜面向上运动，当球运动到P孔时，它会漏下，再沿着弯曲轨道返回到Q,由于这时球具有速度可以对外做功.然后又被磁铁吸引回到上端，到P处又漏下……对于这个设计，下列判断中正确的是()A.满足能量守恒定律，所以可行B.不满足热力学第二定律，所以不可行C.不满足机械能守恒定律，所以不可行D.违背了能量守恒定律，所以不可行7.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是()A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B.内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C.两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D.其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律8.下列说法中正确的是()A.一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行B.一切自然过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行C.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会增大D.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小9.下列说法中正确的是()A.机械能和内能之间的转化是可逆的B.气体向真空的自由膨胀是可逆的C.如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较有序的D.如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较无序的10.关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是()A.大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B.热传递的自发过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C.热传递的自发过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行11.热力学第二定律的开尔文表述指出：内能与机械能的转化具有方向性．请结合热力学第二定律的微观意义加以解释．热力学第二定律课前预习练1．低温物体高温物体热传递2．单一热源3．能量守恒定律热力学第二定律4．有序无序无序性程度大小量度不可逆过程5．增加总不减少6．D［热力学第二定律是指不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，它反映了热传导的方向性，因此，第二类永动机并不违背能量守恒定律；内能的改变要看做功和热传递，只知热量传递情况或者只知做功情况，都无法判断内能的变化；做功和热传递都可以改变物体的内能，但改变方式是不同的，做功是能量的转化，而热传递是能量的转移．］7．C课堂探究练1．ACD［凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性．无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故A正确．火力发电机发电时，能量转化的过程为内能f机械能f电能，因为内能f机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C正确.热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种（克氏）表述的主要思想，故D正确•由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故B错误.］点评热力学第二定律的两种表述是等价的，都说明一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的．其中“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性，在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等的帮助．2．见解析解析不正确.在引起其他变化的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，例如，电冰箱制冷时，通过压缩机做功，把热量从低温区（冷藏食品处）传递给了高温区（大气），但消耗了电能，外力对制冷剂做了功，这就是“其他变化”．而热量从高温物体传到低温物体是可自发进行的，可以不带来其他影响.这正是热力学第二定律第一种表述的内涵.点评准确理解热力学第二定律很重要．根据热力学第二定律的第一种（克氏）表述，要使热传递反过来进行，就要付出其他代价，引起其他变化（如做功等）．3．见解析解析根据大量分子运动对系统无序程度的影响，热力学第二定律又有一种表述：由大量分子组成的系统自发变化时，总是向着无序程度增大的方向进行，至少无序程度不会减少．这也就是说，任何一个系统自发变化时，系统的熵要么增加，要么不变，但不会减少．质量相同、温度相同的水，可以由固体自发地向液态、气态转化，所以，气态时的熵最大，其次是液态，固态时的熵最小．方法总结熵是系统内分子运动的无序性程度的标志，固态的冰可以自发地向液态、气态转化说明气态无序度最大，固态的无序度最小．4．C［一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，这就是热力学第二定律的微观意义．系统的热力学过程就是大量分子向无序程度大的状态变化的过程．自然过程的方向性可以表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的熵值不会减小，因此热力学第二定律又称为熵增原理.因此A、B、D说法正确，C说法错误.］方法总结如果过程可逆，则熵不变；如果不可逆，则熵增加．一切自发过程都是不可逆的，即都是沿着分子热运动的无序性增大(熵增加)的方向进行．5．C［由于气体始终通过汽缸与外界接触，外界温度不变，活塞杆与外界连接并使其缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行热交换，气体等温膨胀，所以汽缸内的气体温度不变，内能也不变，该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量，即全部用来对外做功才能保证内能不变，但此过程不违反热力学第二定律.此过程由外力对活塞做功来维持，如果没有外力F对活塞做功，此过程不可能发生.］方法总结要正确理解“不可能从单一热源吸取热量使之全部变为有用的功而不产生其他影响”，它包含以下三层意思：(1)从单一热源吸收热量，一般来说只有部分转化为机械能，所以第二类永动机是不可能制成的；(2)机械能转化为内能是自然的，可以全部转化；(3)如果产生其他影响，可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功．课后巩固练1．D［由于电阻的存在，电流通过电动机一定发热，电能不能全部转化为机械能，A错误；根据热力学第二定律知，热机不可能将内能全部转化为机械能，B错误；C项说法违背热力学第二定律，因此错误.］2.B［由热力学第二定律可知，A错误，B正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知，C项错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误.］3.D［根据热力学第二定律，热量不能自发地由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化.在发生其他变化的前提下，热量可以由低温物体传递到高温物体，例如电冰箱制冷时，压缩机工作，消耗了电能，同时热量由冰箱内的低温物体传递到冰箱外的高温物体，所以A错.外界对物体做功的同时，物体可能放热，物体的内能不一定增加，所以B错.第二类永动机的效率为100%，并不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律中热机效率必小于1的表述，因此它不可能制成，所以C错.而D选项中的表述就是热力学第二定律的一种表述形式，所以D正确．］4．AB［自然界中的任何自然现象或过程都不违反热力学定律，本实验现象也不违反热力学第二定律，A正确；整个过程中能量守恒且热传递有方向性，B正确；在实验过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高金属丝的温度，内能不能全部转化为电能；电能除转化为冷水的内能外，还升高金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能，C、D错误.注意与热现象有关的宏观现象的方向性，这是应用热力学第二定律的关键.］5．ACD［第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了大量分子宏观过程的方向性，A正确，B错误；热力学第一定律与第二定律相辅相成，互相独立，C正确；热力学第二定律的两种表述是等效的，D正确.］6．D［违背了能量守恒定律，不可行.］7．B［热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系，是能量守恒定律在热学中的具体体现.热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性，二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，故C、D错误，B项正确；内能在一定条件下可以全部转化为机械能，热量也可以由低温物体传递到高温物体，但是要引起其他变化，如电冰箱制冷机工作还要消耗电能，故A错误.］8.A［根据熵增原理，不可逆过程总是朝着熵增大的方向进行，故选A.］9.D［热现象的宏观过程都是不可逆的，故A、B错，微观态越多越无序，故选D.］10.CD［热力学第二定律的微观意义明确指出：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序程度增大的方向进行，所以选项C、D正确.］11.见解析解析机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化，物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律所反映的因果关系，这是一种有序的运动.热运动是大量分子的无规则运动，系统的一个宏观状态包含着大量的微观状态，这是一种无序的运动.机械运动向热运动的转化，属于从有序向无序的转化，会导致熵的增加，符合热力学的规律，因此机械能可以全部转化为内能.反之，热运动向机械运动的转化，属于从无序向有序的转化.因此内能向机械能的转化不能全部实现.。

《各种形式的能量》导学案一、学习目标1、了解常见的各种形式的能量，如机械能、内能、电能、化学能、光能、核能等。

2、理解不同形式能量之间的相互转化。

3、认识能量守恒定律，知道在能量的转化和转移过程中，能量的总量保持不变。

二、学习重难点1、重点（1）常见各种形式能量的特点及实例。

（2）能量的转化和守恒定律。

2、难点（1）分析能量转化的过程和方向。

（2）理解能量守恒定律的内涵。

三、知识梳理（一）常见的能量形式1、机械能机械能是物体由于运动、位置或形状而具有的能量。

它包括动能和势能。

（1）动能：物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和速度有关。

比如奔跑的汽车、飞行的飞机都具有动能。

（2）势能：势能分为重力势能和弹性势能。

重力势能：物体由于被举高而具有的能量，其大小与物体的质量和被举高的高度有关。

例如高山上的石头、起重机吊起的重物都具有重力势能。

弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。

像被压缩的弹簧、拉开的弓都具有弹性势能。

2、内能内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。

（1）一切物体在任何情况下都具有内能。

（2）内能的大小与物体的温度、质量、状态等因素有关。

温度升高，内能增加；质量越大，内能越大；物体的状态改变，内能也会改变。

例如烧红的铁块、加热的水都具有内能。

3、电能电能是由电源提供，通过电路传输和使用的能量。

（1）日常生活中，电灯、电视、空调等电器设备工作时都在消耗电能。

（2）电能可以方便地转化为其他形式的能量，如光能、热能、机械能等。

4、化学能化学能是储存在物质内部的能量，在化学反应中释放或吸收。

（1）燃料（如煤、石油、天然气）燃烧时，化学能转化为内能。

（2）电池在放电时，化学能转化为电能。

5、光能光能是由光源发出的以电磁波形式传播的能量。

（1）太阳是地球上最大的光源，植物通过光合作用将光能转化为化学能。

（2）电灯、蜡烛等发光时都在释放光能。

6、核能核能是通过核反应从原子核释放的能量。

高中物理热力学第一定律教案引言：热力学是物理学中的重要分支，旨在研究热能与功的转换关系以及物质的热平衡状态。

在高中物理教学中，热力学的学习对学生的科学素养和物理思维的培养至关重要。

本教案将以高中物理热力学第一定律为核心内容，通过理论讲解和实验探究相结合的方式，帮助学生深入理解热力学的基本原理和应用。

一、知识概述1. 定义：高中物理热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明在一个孤立系统中，能量可以相互转化，但总能量不会增加或减少。

2. 表示形式：ΔU = Q - W，其中ΔU代表系统内能的变化，Q代表吸热量，W代表功。

二、理论讲解1. 系统内能的概念系统内能是指物体中分子的热运动能量总和。

分子运动越剧烈，其内能越高。

2. 吸热和放热吸热是指系统从外界吸收热量，其符号为正；放热是指系统向外界释放热量，其符号为负。

3. 功的概念和形式功是指外界对系统做的可逆过程中的能量转移。

根据形式的不同，功可以分为以下几种情况：- 体积无限长做功：W = -PΔV，其中P代表压强，ΔV代表体积变化。

- 力沿直线做功：W = Fdcosθ，其中F代表力，d代表位移，θ代表力和位移间的夹角。

4. 第一定律的表达形式根据能量守恒定律，系统内能的变化等于吸热量与对外做的功的代数和。

三、实验探究为了加深学生对热力学第一定律的理解，我们将进行以下实验：1. 实验目的：通过加热水的方式，观察热能转化和功的变化。

2. 实验材料：烧杯、热水、温度计、测量缸、线圈等。

3. 实验步骤：a. 将温度计插入热水中，记录初始温度。

b. 加热水，直到水温升高一定程度。

c. 实时观察并记录温度变化。

d. 探究热能转化和功的关系，并记录结果。

4. 实验结果：实验结果表明，随着温度的升高，系统内能增加，吸热量增加，同时对外做的功也增加。

四、拓展应用热力学第一定律在现实生活中有着广泛的应用。

以下是一些典型的例子：1. 热机工作原理：汽车引擎、蒸汽机等都是基于热力学第一定律的热机。

热力学第一定律能量守恒定律必备知识·素养奠基一、热力学第一定律问题1:这个机械的动力力矩大于阻力力矩吗?问题2:这个机械能自动地转动下去永不停止吗?提示:1.不大于,总动力力矩的和不大于总阻力力矩的和。

2.不能,因为违反了能量守恒定律。

1.改变内能的两种方式:做功与传热。

两者在改变系统内能方面是等效的。

2.热力学第一定律:(1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

(2)数学表达式:ΔU=Q+W。

二、能量守恒定律1.内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中能量的总量保持不变。

2.意义:(1)各种形式的能可以相互转化。

(2)各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。

关键能力·素养形成一热力学第一定律的应用1.对公式ΔU=Q+W中ΔU、Q、W符号的规定:符号Q W ΔU+ 物体吸收热量外界对物体做功内能增加- 物体放出热量物体对外界做功内能减少2.几种特殊情况:(1)若过程是绝热的,即Q=0,则ΔU=W,物体内能的增加量等于外界对物体做的功。

(2)若过程中不做功,即W=0,则ΔU=Q,物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量。

(3)若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则W=-Q(或Q=-W),外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)。

3.判断是否做功的方法:一般情况下外界对物体做功与否,需看物体的体积是否变化。

(1)若物体体积增大,表明物体对外界做功,W<0。

(2)若物体体积减小,表明外界对物体做功,W>0。

【思考·讨论】如图所示,一定质量的理想气体由a状态变化到b状态,请在图像基础上思考以下问题:讨论:(1)在变化过程中是气体对外做功,还是外界对气体做功?(2)在变化过程中气体吸热,还是向外放热?气体内能增加了,还是减少了?提示:(1)由图可知,气体的变化为等压膨胀,一定是对外做功。

《热和能》专题训练学案诸城龙都吕标初中王泽礼岳正国课前预习学案一、预习目标：１、记住热运动的内容，能识别解释扩散现象。

２、能说出内能、热量的概念。

知道做功和热传递能改变物体的内能。

３、会用比热容解释简单的自然现象，能根据比热容进行简单的热量计算。

４、了解四冲程汽油机的基本工作做原理。

5、记住能量守恒定律。

能举出日常生活中能量守恒的实例。

二、基础知识回顾1、分子热运动的内容是什么?利用该理论解释生活中的某个现象。

2.、改变物体内能有哪些方式？举例说明。

3、水的比热容为4.2×103J（kg·℃）表示的物理意义是：____________________. 水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为__________________4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：______、_______、_______、_______。

在这四个阶段，___________是依靠飞轮的惯性来完成的，而________是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。

另外__________将机械能转化为内能。

（汽油机四个冲程视频）三、学习反思本章学习你有哪些疑问还未解决，写下来。

课内探究学案一、预习总结，展示问题：二【典型例题剖析】：（学习要求：先独立自主学习，之后小组内交流讨论并展示）１、下列事例中，不能说明分子是在不停地运动的是（）Ａ、在房间里喷洒一些香水，整个房间都会闻到香味。

Ｂ、在装有水的杯子里放一块糖，整杯水都会变甜。

Ｃ、在干燥的教室里扫地扬起的灰尘在空中飞舞。

Ｄ、晾在绳子上的湿衣服逐渐变干了。

2、关于温度，热量和内能，下列说法正确的是（）（温度与内能）A、0℃的冰内能为零。

B、物体的温度越高，含有的热量越多。

C、两个物体的温度相同，则它的内能可能不相同。

D、物体吸收热量，温度一定会升高。

3、我省城乡冬天大都以煤炉、暖气等设备取暖。

设某家的一间房一昼夜需1.008×108J的热量来保持室内温度不降低。

教案：人教版九年级物理13.1《分子热运动》一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版九年级物理教材第13章的第1节《分子热运动》。

本节课主要介绍分子热运动的概念、特点以及分子间的相互作用力。

具体内容包括：1. 分子热运动的定义和特点2. 分子间的引力和斥力3. 温度与分子热运动的关系4. 分子间的碰撞和碰撞定律二、教学目标1. 让学生理解分子热运动的概念和特点，掌握分子间的相互作用力。

2. 培养学生运用物理知识解释生活现象的能力。

3. 培养学生对物理学科的兴趣和好奇心。

三、教学难点与重点1. 教学难点：分子热运动的微观机制，分子间的相互作用力。

2. 教学重点：分子热运动的概念、特点及其与温度关系。

四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。

2. 学具：笔记本、笔。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一段关于夏天冰淇淋融化的视频，引导学生思考：为什么冰淇淋会融化？这与我们今天要学习的分子热运动有什么关系？2. 知识讲解：（2）分子间的相互作用力：分子间存在引力和斥力。

引力使得分子聚集在一起，斥力使得分子间保持一定的距离。

（3）温度与分子热运动的关系：温度越高，分子热运动越剧烈。

（4）分子间的碰撞和碰撞定律：分子间碰撞是随机、非弹性碰撞，遵循动量守恒和能量守恒定律。

3. 例题讲解：举例说明分子热运动在生活中的应用，如布朗运动、蒸发等。

4. 随堂练习：（1）简述分子热运动的定义和特点。

（2）画出分子间引力和斥力的示意图。

（3）解释温度与分子热运动的关系。

5. 知识拓展：介绍分子热运动在现代科技领域的应用，如半导体、超导体等。

六、板书设计1. 分子热运动的概念、特点2. 分子间的相互作用力（引力和斥力）3. 温度与分子热运动的关系4. 分子间的碰撞和碰撞定律七、作业设计1. 复习分子热运动的概念、特点和分子间的相互作用力。

2. 思考生活中与分子热运动相关的现象，并进行观察和记录。

八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过引入实践情景，引导学生关注分子热运动在生活中的应用，提高了学生的学习兴趣。

一对一个性化辅导教案物理总复习：固体、液体和气体【知识网络】【考点梳理】考点一、气体分子动理论要点诠释：1、气体分子运动的特点：①气体分子间距大，一般不小于10r 0，因此气体分子间相互作用的引力和斥力都很小，以致可以忽略（忽略掉分子间作用力的气体称为理想气体）。

②气体分子间碰撞频繁，每个分子与其他的分子的碰撞多达65亿次／秒之多，所以每个气体分子的速度大小和方向是瞬息万变的，因此讨论气体分子的速度是没有实际意义的，物理中常用平均速率来描述气体分子热运动的剧烈程度。

注意：温度相同的不同物质分子平均动能相同，如H 2和O 2，但是它们的平均速率不相同。

③气体分子的速率分布呈“中间多，两头少”分布规律。

④气体分子向各个方向运动的机会均等。

⑤温度升高，气体分子的平均动能增加，随着温度的增大，分子速率随随时间分布的峰值向分子速度增大的方向移动，因此T 1小于T 2。

2、气体压强的微观解释：气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。

气体分子的平均动能越大，分子越密，对单位面积器壁产生的压力就越大，气体的压强就越大。

考点三、理想气体实验定律对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量都不变，就说气体处于一定的状态。

一定质量的气体，p 与T 、V 有关，三个参量中不可能只有一个参量发生变化，至少有两个或三个同时变化。

1、玻意耳定律要点诠释：（1）、内容：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。

（2）、公式：1122p V p V ==恒量（3）、图像：等温线（p V -图，1p V -图，如图） 说明：①p V -图为双曲线，同一气体的两条等温线比较，双曲线顶点离坐标原点远的温度高,即12T T >。

②1p V-图线为过原点的直线，同一气体的两条等温线比较，斜率（tan pV α=）大的温度高，12T T >。

第3节热力学定律与能量守恒一、热力学第一定律1。

改变物体内能的两种方式(1）做功:将其他形式的能转化为内能。

(2)热传递：物体间内能的转移。

2.热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.（2)表达式：ΔU=Q+W。

二、热力学第二定律及微观意义1。

热力学第二定律的两种表述（1)克劳修斯表述:不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。

(2）开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化。

或表述为“第二类永动机不可能制成.”三、能量守恒定律和两类永动机1。

能量守恒定律能量既不会消失，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体,而能量的总值保持不变.2.两类永动机（1）第一类永动机：不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器.违背能量守恒定律,因此不可能实现.（2)第二类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功,而不引起其他变化的机器.违背热力学第二定律，不可能实现。

1。

思考判断(1)做功和热传递的实质是相同的.（×）（2）外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能减少.（√)（3）在给自行车打气时,会发现打气筒的温度升高,这是因为外界对气体做功.(√)(4)热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。

（×)(5)电冰箱将热量从低温物体向高温物体传递过程违背了热力学第二定律。

(×)(6)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失.(×) 2。

一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做功7。

0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程(B)A.气体从外界吸收热量2。

0×105 JB。

气体向外界放出热量2.0×105 JC。

气体从外界吸收热量6。

0×104 JD。

气体向外界放出热量6.0×104 J解析:由热力学第一定律ΔU=Q+W得Q=ΔU—W=-1。