2018-2019学年高中物理 第十章 热力学定律 第1节 功和内能 第2节 热和内能课件 新人教版选修3-3.ppt

,第十章热力学定律,第1节功和内能第2节热和内能,学习目标1了解焦耳的两个实验原理，知道做功和热传递的实质。2知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解做功和热传递对改变系统内能是等效的，明确两种方式的区别。3明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。4通过焦耳实验的探究，培养科学探索精神。,一、焦耳的实验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_，也不向外界_。2焦耳的代表性实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温_。(2)通过电流的_给水加热。,吸热,放热,升高,热效应,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_决定而与做功的方式无关。自主思考判一判1(1)某一系统经历绝热过程时，只要初末状态相同，则做功数量也一定相同。()(2)在绝热过程中，做功方式不同会直接影响系统状态变化的最终结果。(),过程始末两个状态,二、功和内能1内能：依赖于一个热力学系统_的物理量，是热力学系统的一种能量。2绝热过程中做功与内能变化的关系：U_。自主思考判一判2(1)转动的叶片不断搅动水，水温升高。()(2)在绝热过程中，外界对气体做功，气体内能增加。()(3)在绝热过程中，气体对外界做功，气体内能减少。(),自身状态,W,三、热和内能1热传递：热量总是从高温物体向_物体传递。2热量和内能(1)关系描述：热量是在单纯的传热过程中_变化的量度。(2)公式表达：_。,低温,内能,UQ,自主思考判一判3(1)做功和热传递都可以改变物体的内能，从效果上是等效的。()(2)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量。()(3)热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递。()(4)功和内能都是能量转化的量度。(),到了冬天人们会采取很多方式取暖。电暖器就是很常见的一种取暖工具，电暖器是采用哪种方式供暖的？能不能说电暖器具有多少热量？,图1011,提示热传递不能。,考点一功和内能1内能与内能的变化(1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。因此，物体的内能是一个状态量。(2)当物体温度变化时，分子的平均动能变化；物体的体积变化时，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初末状态决定，与中间过程及方式无关。,2做功与内能变化的关系(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程。(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少，即UW。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，只有在绝热过程中，做功才一定能引起内能的变化。(3)物体的内能大，并不意味着做功多。在绝热过程中，只有内能变化较大时，才对应着做功较多。,4判断绝热过程中内能变化的方法判断气体绝热过程的内能变化一般情况下只需看气体体积变化就可决定：若体积增大，气体对外界做功，W0，即U0，内能减小；若体积缩小，外界对气体做功，W0，即U0，内能增加。温馨提示气体自由膨胀时，气体与外界相互不做功，因此这种情况下气体体积增大没有外界阻力，也就不需要对外界做功。,例1如图1012所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦，则被密封的气体,图1012,A温度升高，压强增大，内能减少B温度降低，压强增大，内能减少C温度升高，压强增大，内能增加D温度降低，压强减小，内能增加审题指导“绝热容器”说明系统既不向外界传热，也不从外界吸热。“气体体积减小”，说明外界对气体做正功。,【答案】C,名师点拨分析绝热过程的方法(1)在绝热的情况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，若系统对外界做正功，系统内能减少，此过程做功的多少为转化为内能多少的量度。(2)在绝热过程中，内能和其他形式的能一样也是状态量，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能也相应地确定了，内能的变化U也确定了，而功是能量转化的量度，所以UW，即W也确定了，这也是判断绝热过程的一种方法。,1一定质量的理想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A外界对气体做功，气体分子的平均动能增大B外界对气体做功，气体分子的平均动能减小C气体对外界做功，气体分子的平均动能增大D气体对外界做功，气体分子的平均动能减小,解析绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做的功W0，由UU2U1W可知，气体内能减少。由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减小。故选项D正确。答案D,2(多选)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图1013所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体,图1013,A对外做正功，分子的平均动能减小B对外做正功，内能增大C对外做负功，分子的平均动能增大D对外做正功，内能减小,解析若缸内气体与外界无热交换，由于气体膨胀将箱盖顶起过程中气体对活塞的作用力方向与活塞的运动方向一致，气体对外做正功，故缸内气体的内能一定减小；由于忽略气体分子间的相互作用，故气体分子的平均动能一定减小。综上可知，选项A、D正确，选项B、C错误。答案AD,考点二热和内能温度、内能和热量的区别与联系,例2(多选)A、B两物体之间接触，但没有发生热传递，则A两物体所含有的热量相等B两物体的内能相等C两物体的温度相同D两物体的内能不一定相等【解析】处于热平衡的两物体温度相等，不发生热传递。物体的内能取决于物体的物质的量、温度和体积，温度相等，内能不一定相等，所以选项C、D正确。【答案】CD,名师点拨热传递的过程分析热量是热传递过程中物体内能变化的量度，在只有热传递的过程中，没有做功，物体吸收多少热量，它的内能就增加多少；反之，物体的内能减少多少，物体就放出多少热量。,3对于热量、功、内能三个物理量，下列说法中正确的是A热量、功、内能三者的物理意义等同B热量、功都可以作为物体内能的量度C热量、功、内能的单位不相同D热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的,解析物体的内能是指物体所有分子动能和势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，选项A不正确。热量是表示在热传递过程中，物体内能变化的多少，而功是用做功方式来改变物体内能时内能变化的多少，它们都是物体内能变化的量度，而不是内能的量度，故选项B不正确。热量、功、内能三者的单位是一样的，都是焦耳，选项C不正确。热量和功是在物体进行内能的转移或转化过程中的量度，而物体的内能是由物体本身所处的状态，即是由温度、体积所决定的，故选项D正确。答案D,4关于热量和物体内能变化的关系下列说法正确的是A物体吸收热量内能一定增大B物体的内能增大一定是吸收了热量C热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递D热量只能从内能大的物体向内能小的物体传递,解析改变物体的内能有两种方式，做功和热传递，物体吸收热量的同