高中物理 10.1《功和能 》课件3 新人教版选修33 .ppt

第十章1 热力学定律功和内能 一 焦耳的实验1 绝热过程 系统只由外界对它 而与外界交换 能量 不从外界吸热或放热的过程 做功 2 两个代表实验 热功当量实验和电功当量实验 3 实验结论 在绝热过程中 系统状态变化所需外界做功的数量 只与系统的始末状态有关 与做功方式 无关 二 内能1 功 是能量转化的量度 是过程量 2 内能 与系统状态对应的一种能量 是系统所有 和分子势能的总和 用u表示 分子动能 3 做功与内能的关系 1 关系 绝热过程中 对系统做的功等于系统始末状态 的变化量 内能 2 公式 w u2 u1 u 名师点睛 系统内能与系统宏观的动能和势能 机械能 无关 只与其所有的分子势能和分子热运动的动能有关 1 下列选项中 不能说明做功可以改变物体的内能的是 d a 搓搓手会感到手暖和些b 汽油机汽缸内被压缩的气体温度升高c 车刀切下的铁屑很炽热d 物体在阳光下被晒热 2 在给自行车轮胎打气时 会发现胎内空气温度升高 这 是因为 d a 胎内气体压强不断增大 而容积不变b 车胎从外界吸收热量c 外界空气温度本来就高于胎内气体温度d 打气时 外界不断对胎内气体做功解析 车胎内空气温度升高是因为做功的缘故 3 双选 在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是 bd a 电流通过电炉丝使温度升高b 在阳光照射下水的温度升高c 铁锤打铁块使铁块温度升高d 在炉火上的水被烧开解析 a中电流做了功 4 在焦耳的热功当量实验中 是什么形式的能量转化为系 统的内能 b a 重物的动能c 重物的内能 b 重物的重力势能d 以上都不对 5 双选 物体的内能与哪些因素有关 cd a 物体的动能b 物体的体积c 物体所有分子热运动的动能d 物体所有分子的分子势能解析 物体的内能与物体的机械能没有关系 要点1 焦耳的实验 1 实验条件 系统的实验过程 都是绝热过程 2 实验结论 1 热功当量实验 只要重力所做的功相同 容器内水温上升的数值就相同 即系统的状态变化是相同的 2 电功当量实验 只要对系统做的电功相同 则系统温度上升的数值相同 即系统的状态变化是相同的 例1 下列关于焦耳的实验的说法 正确的是 a 由于现实中没有完全绝热的系统 因此焦耳的热功当量实验不可能完成b 焦耳的实验说明 对于任何系统 只要对其做了功 其状态就一定发生改变c 在热功当量实验中 是重力势能转化为内能d 在热功当量实验中 是动能转化为内能思路点拨 应理解好实验内容和实验条件要求 答案 c 要点2 内能与做功的关系 1 内能的引入 1 焦耳实验的结论表明 在绝热过程中 系统状态变化所需外界做功大小相同 与过程无关 2 从功是对一种状态能量的改变思想出发 结合上面可知 系统每个状态都应该对应一种能量 称之为内能 是状态量 用u表示 2 内能 1 微观上 内能为物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和 2 系统的内能只与系统自身状态有关 3 在绝热过程中 将系统从一个状态变化为另一个状态 所需的功是相同的 与具体过程 实现方法 路径等无关 所需功的数值只与始末状态有关 3 内能与做功的关系 1 区别 功是过程量 内能是状态量 任何一种过程量都 表示着对应的一种状态量的改变 2 联系 u w 绝热过程 3 理解 u为正 即内能增加 表示外界对系统做功 u为负 即内能减少 表示系统对外界做功 例2 暖瓶中盛有0 5kg 25 的水 一个学生想用上下摇晃的方法使冷水变为开水 设每摇晃一次水的落差为15cm 每分钟摇晃30次 不计所有热量散失 他约需多长时间可以把水 摇开 c水 4 2 103j kg g取10m s2 思路点拨 因为暖瓶可看成是绝热的 可以假设所需时间 然后根据做功与内能变化的关系解决问题 名师点睛 在应用 u w时 一定要注意到过程是否为绝热过程 如果不是绝热过程 而涉及到热量传递 则不能运用该公式 1 绝热过程中 外界压缩气体做功20j 下列说法中正确 的是 a a 气体内能一定增加20j