（课改地区专用）2018-2019学年高考物理总复习 2.1-2.2 功和内能 热和内能课件.ppt

2.1功和内能2.2热和内能,一、功和内能1.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_，它不从外界_，也不向外界_的过程。(2)代表性实验重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温_。通过电流的_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_无关。,能量,吸热,放热,上升,热效应,方式,2.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)功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量，即_。UW适用条件是绝热过程。在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功，系统的内能减少。,自身状态,UW,思维拓展如图1：在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，压下活塞，观察棉花的变化。,(1)你能看到什么现象？实验现象说明了什么问题？(2)图中用力按压活塞时为什么一定要迅速？答案(1)可以看到棉花燃烧。实验现象说明压缩空气做功，使空气内能增大，达到棉花的燃点后引起棉花燃烧。(2)迅速按下活塞是为了减少热传递，创造一个绝热条件。,图1,二、热和内能1.热传递(1)条件：物体的_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，_从高温物体传到低温物体。(3)热传递的三种方式：_、_、_。,温度,热量,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_，即热传递能改变物体的_。(2)热量：在单纯的传热过程中系统_的量度。(3)单纯的传热过程中内能的变化。公式：_。物体_，Q为正；物体_，Q为负。,热力学状态,内能,内能变化,UQ,吸热,放热,思维拓展(1)热传递的实质是什么？(2)在单纯的热传递过程中，怎样计算内能的增量？(3)根据QU，能否说热量就是内能？答案(1)热传递的实质是物体间内能的转移。(2)当系统从状态1经过单纯的热传递达到状态2时，内能的增加量U等于外界对系统传递的热量Q，即UQ。(3)不能。热量是过程量，只在发生热传递时体现，可以测量；而内能是状态量，不可测量。,做功与内能变化的关系,要点归纳1.做功与内能的变化(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。,2.功与内能的区别(1)功是过程量，内能是状态量。(2)在绝热过程中，做功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，只有内能变化越大时，相应地做功才越多。,精典示例例1如图2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。今对活塞施加一竖直向下的压力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力，则被密封的气体(),图2,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，内能增加解析向下压活塞，活塞对气体做功，气体的内能增加，温度升高，气体的体积减小，可得出气体的压强增大，故选项C正确。答案C,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，U为正值；若系统对外界做正功，系统内能减少，U为负值。此过程做功的多少为内能转化的量度。(2)在绝热过程中，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为恒量，这也是判断绝热过程的一种方法。,针对训练1如图3所示，一个质量为20kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5kg，面积为0.1m2，处于静止状态时被封闭气体的高度为50cm，现在活塞上方加一15kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40cm。求在这一过程中气体的内能增加了多少？(p01.01105Pa，g取10m/s2),图3,解析由于汽缸及活塞均绝热，故外界对气体所做的功全部转化为气体的内能，即UW外(m活塞m物体)ghp0Sh(515)100.1J1.011050.10.1J1030J。答案1030J,功、内能、热量和温度的区别与联系,要点归纳1.内能与温度：从宏观上看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观上看，温度反映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志。物体的温度升高，其内能一定增加。但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加(可能同时对外做功)。,2.热量和内能(1)内能是由系统的状态决定的，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，可以通过热传递和做功两种方式来完成。(2)热量是热传递过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，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。(3)对某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“热量”和“功”。不能说一个系统中含有多少热量。,3.热量与温度：热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志。热传递的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度。4.热量与功：热量和功都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，但它们之间有着本质的区别。,5.改变内能的两种方式的比较,精典示例例2一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起(若不计气泡内空气分子势能的变化)，则()A.气泡对外做功，内能不变，同时放热B.气泡对外做功，内能不变，同时吸热C.气泡内能减少，同时放热D.气泡内能不变，不吸热也不放热,解析在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，故气泡中空气分子的内能减少，温度降低。但由于外部恒温，且气泡缓慢上升，故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，内能不变，故需从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功。答案B,热传递、做功和内能改变的认知误区(1)误认为有热传递或做功时，内能一定变化。如果只是做功或只是进行热量传递都会改变物体的内能，但是如果做功的同时还有热量的传递，则内能不一定会发生变化。(2)对做功与内能变化关系认识不清。在判断内能增加或减少时，一定要搞清是对内做功还是对外做功，是从外界吸收热量还是向外界放出热量。,针对训练2下列说法正确的是()A.热水的内能比冷水的内能多B.温度高的物体其热量必定多，内能必定大C.物体从外界