高二物理功和内能

高中物理新人教版

选修３-３系列课件10.1《功和内能》第十章《热力学定律》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知识回忆2.什么叫内能？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？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？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，0OC的冰熔化成OC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

结论：做功使得物体〔密闭气体〕温度升高焦耳1818年12月24日生于英国曼彻斯特，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根底。一、焦耳的实验

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绝热过程：焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验焦耳二个代表性实验：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。焦耳二个代表性实验：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，那么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律的建立奠定了实验根底。

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？重力电场力重力做功对应重力势能电场力做功对应电势能〔电能〕

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二、内能呈现雾状1.系统指的是什么？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局部气体。2.出现了什么现象？3.为什么会呈现雾状？为什么会呈现雾状？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〕有一局部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4、绝热过程中作功和内能的关系1.以下说法正确的选项是〔〕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D练习稳固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，以下判断中正确的选项是〔〕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D如下图,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,经过屡次往复运动后活塞静止,气体到达平衡态,经过此过程〔〕A．EP全部转换为气体的内能B.EP一局部转换成活塞的重力势能,其余局部仍为弹簧的弹性势能C．EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D．EP一局部转换成活塞的重力势能,一局部转换为气体的内能,其余局部仍为弹簧的弹性势能04年全国理综17理想气体D05年全国卷Ⅲ19.一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，那么在此过程中〔〕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D问题与练习1.分子动理论对内能的微观定义是：---本节热力学对内能的定义是：---当系统状态改变时，按照热力学对内能的定义，那么物体的内能改变；而按分子动理论，系统状态改变时，描述系统状态的参量发生了变化，例如温度和体积改变，而分子的平均动能与温度有关，分子的势能与体积有关，所以系统的内能就要改变。因此内能年的两种定义是一致的。问题与练习2.〔从功是能量转化的量度角度出发思考〕例1：汽车刹车例2：双手摩擦例3：电磁感应中，阻尼振动中的能量变化3.10.1-2重物的重力势能转化为水的内能；重物的机械能转化为电能，电能再转化为液体的内能问题与练习4.〔1〕气体在真空中绝热膨胀的过程中，不受阻力，所以气体不做功。需要特别注意的是，当气体向真空中膨胀时，气体不做功，这样的膨胀通常称为自由膨胀．〔2〕气体在大气中绝热膨胀的过程中，气体对外做功，所需要的能量来自于气体的内能，因此在此过程中，气体的内能要减少。K10-1-1abcd气体A真空BK10-1-2abcd气体A气体C拓展

对于气体在膨胀或压缩的情况下，气体做功有如下结论：膨胀时气体对外界做功；压缩时外界对气体做功．也即气体体积增大，那么气体对外界做功；气体体积减小，那么外界对气体做功．假设在绝热的情况下，气体对外界做功其内能减少；外界对气体做功其内能增加．再见海南房产信息网qsz40nts粗实的麻绳绑扎结实了。看看一切收拾妥当了，耿正兄妹三人与张老大一家人道别，互祝发财……这时候，隔壁的大哥大嫂也拉着两个娃儿出来了。耿正兄妹三人都摸摸娃儿们的脑袋，又与他们道别。耿英说：“大嫂子，多谢你了！这几年来，你为我们的‘南北小饭庄’出了不少力啊！”邻居大哥却急着说：“大妹子说的哪里话啊！她在你们的小饭店里帮助，轻轻松松地在家门口做事，你们又给那么多工钱，我们家这几年的日子过得宽裕多了，该是我们谢谢你们呢！”大嫂那么兴奋地对耿正兄妹三人说：“张婶儿说了，我今后还帮她包饺子……”张老大婆姨笑着说：“是啊，我今后还得主要靠她帮助呢！”耿正兄妹三人都笑着点头。李老乡开心地笑着对送行的两家人说：“各位都回去吧，我们还得赶路呢，这就上车走了啊！”大骡子一昂头，精神抖擞地驾起骡车，载着老乡四人向东直奔十字大街而去了。路过“盛元酒店”时，耿正对李老乡说：“叔叔您停车稍等一刻，我们进去和这家酒店的老板和伙计们简单辞别几句！”李老乡听了，赶快将骡车停在路旁，兄妹三人都下车快步走进酒店。与老板和伙计们做了简单话别后，大伙儿把他们送出酒店，互祝保重拱手道别。一阵春风吹过，兄妹三人回头望着渐渐远离视线的瓷都景德镇，近四年来的所有酸甜苦辣涌上心头，忍不住眼圈都有些发红。善解人意的李老乡看在眼里，轻轻叹息一声说：“唉，这人哪，在一个地方呆得久了，会错把他乡当故土的啊！”兄妹三人慢慢收回视线默然不语。稍停一刻，耿正长叹一声说：“咳，所发生过的一切，历历在目啊！无论如何，很感谢景德镇！我们永远忘不了这些年来在这里奋斗的经历啊！”李老乡点头应道：“是啊，所有的经历，都是人生的财富噢！孩子们，咱们往前看，好好创一番事业去！”兄妹三人听了，都点头微笑，满怀希望地乘坐着这位稷山老乡的大骡车，往他们创业的下一站：曾经听爹爹屡次提起过的人间“天堂”杭州去了。李老乡坐在驾车位置上快乐地大声对兄妹三人说：“咱的大骡子脚力好，天黑之前到达四十里外的客栈绝对没有问题！”耿正回头看看个头窜起了一大截子的弟弟，无限感慨而又非常欣慰地长长叹息了一声，对和他并排而坐的