高中物理 第6章 能源与可持续发展专题突破课件 鲁科版选修33.ppt

做功和热传递是改变物体内能的两种方式 它们在改变物体的内能上是等效的 但它们的本质不同 做功是其他形式的能和内能之间的转化 热传递则是物体间内能的转移 注意 存在温度差是发生热传递的必要条件 热量是物体热传递过程中物体内能的改变量 热量与物体内能的多少 温度的高低无关 机械能是描述物体机械运动状态的量 而内能是描述物体内部状态的量 两者没有直接关系 但可以相互转化 一 做功 热传递与内能变化的关系 做功和热传递的区别与联系 热力学第一定律揭示了内能的增量 u 与外界对物体做功 w 与物体从外界吸热 q 之间的关系 即 u w q 正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的保证 1 外界对物体做功 w 0 物体对外做功 w0 物体放出热量 q0 物体的内能增加 u 0 物体的内能减少 解题思路 分析题干 确定内能改变的手段 w q 判断w q的符号 代入公式 u w q 得出结论 热力学第一定律 一定质量的理想气体自状态a经状态c变化到状态b 这一过程的v t图表示如图1所示 则 a 在过程ac中 外界对气体做功 内能不变b 在过程cb中 外界对气体做功 内能增加c 在过程ac中 气体压强不断变大d 在过程cb中 气体压强不断减小 例1 图1 解析由图象可知 ac过程是等温压缩 cb过程是等容升温 据气态方程可判断出 ac过程气体体积变小 外界对气体做功 气体内能不变 气体压强不断变大 cb过程气体体积不变 内能增加 显然气体从外界吸热 气体压强不断增大 故a c正确 答案ac 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另一个物体 在能的转化或转移过程中其总量不变 能量守恒定律是自然界普遍适用的规律 不同形式的能可以相互转化 应用能量守恒定律解题的方法和步骤 1 认清有多少种形式的能 例如动能 势能 内能 电能 化学能 光能等 在相互转化 二 能量守恒定律及应用 能量守恒定律 2 分别写出减少的能量 e减和增加的能量 e增的表达式 3 根据下列两种思路列出能量守恒方程 e减 e增 某种形式的能减少 一定存在其他形式的能增加 且减少量和增加量一定相等 某个物体的能量减少 一定存在其他物体的能量增加 且减少量与增加量一定相等 4 解方程 代入数据 计算结果 在近地的高空中 雨滴几乎是匀速下落的 设在此过程中所产生的热量有30 被雨滴吸收 求雨滴在近地下落40m前 后的温度差 g取10m s2 例2 答案升高0 03 借题发挥应用能量守恒定律解决问题时 首先应明确有哪几种能量参与转化或转移 哪些能量增加 哪些能量减小 然后利用守恒的观点列出方程求解 在下述现象中没有通过做功而使物体内能改变的是 a 电流通过电炉而使温度升高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 夏天在室内放几块冰 室内会变凉快解析电流通过电炉做功使电能转化为内能 在阳光照射下 水温升高是靠太阳的热辐射来升温的 铁锤打铁块是做功过程 室内放上冰块是通过热传递的方式来改变室温的 答案bd 专题小练 1 如图2所示 木块a放在木块b的左端 用恒力f将a拉至b的右端 第一次将b固定在地面上 f做功为w1 生热为q1 第二次让b在光滑地面上自由滑动 这次f做的功为w2 生热为q2 则应有 2 图2 a w1w2 q1 q2 解析设b板长为l a b间摩擦力为f 当b固定时 w1 fl q1 fs相 fl 当b不固定时 如右图所示 答案a 由于a对b有摩擦力使b向右移动了sb 则a的位移为 l sb 所以w2 f l sb q2 fs相 fl 故a正确 密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁 此过程中瓶内空气 不计分子势能 a 内能增大 放出热量b 内能减小 吸收热量c 内能增大 对外界做功d 内能减小 外界对其做功解析密闭有空气的薄塑料瓶因降温而分子动能减少 内能减少 薄塑料瓶变扁 大气压力对薄塑料瓶做功 瓶壁压缩气体 对气体做功 由热力学第一定律可知 气体向外界放热 故选项d正确 答案d 3 将两块 10 的冰块互相摩擦 两者之间摩擦力保持10n 两者相对速度为0 9m s 若摩擦产生的能量全