高中物理 第10章 第1节 功和内能课件 新人教版选修33.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 3 热力学定律 第十章 第一节功和内能 第十章 火 不但可以用来取暖 还可以用来加热食物 火 把人类带入了文明的殿堂 我们的祖先很早就发明了 钻木取火 的用具 使人们不再仅仅依靠自然的 恩赐 而得到 火 你知道 钻木取火 的道理吗 焦耳的实验 1 绝热过程系统只通过对外界做功或 做功而与外界 能量 它不从外界 也不向外界 2 代表实验 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 3 实验结论在各种不同的绝热过程中 系统状态的改变与 无关 仅与做功 有关 外界对它 交换 吸热 散热 上升 热效应 做功方式 数量 功和内能 1 内能任何一个热力学系统都存在一个 的物理量 叫系统的内能 2 做功与内能的关系做功可以改变系统的内能 功是系统内能转化的 在国际单位制中 内能和功的单位都是焦耳 j 只依赖于系统自身状态 量度 3 内能变化与做功的关系 1 在绝热过程中 外界对系统做功 系统的 内能的增量就等于外界 即 u u2 u1 2 在绝热过程中 系统对外界做功 系统的 内能的减少量就等于系统 即 u u2 u1 内能增加 对系统做的功 w 内能减少 对外界做的功 w 一 内能与内能变化1 物体的内能是指物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和 2 当物体温度变化时 分子平均动能变化 物体体积变化时 分子势能发生变化 即物体的内能是由它的状态决定的 且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 二 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 三 功和内能的区别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 只有内能变化较大时 对应着做功较多 打气筒是日常生活中的一种工具 当我们用打气筒给自行车打气的时候 就是在克服气体压力和摩擦力做功 打气的过程中你有没有试着去摸一下打气筒的外壳 有什么感觉 打气筒的温度升高了 这是怎么回事呢 答案 做功的过程是能量转化的过程 做功使得系统的内能增加了 所以温度升高 如图为焦耳实验装置图 用绝热性能良好的材料将容器包好 重物下落带动叶片搅拌容器里的水 引起水温升高 关于这个实验 下列说法正确的是 对焦耳实验的理解 a 这个装置可测定热功当量b 做功增加了水的热量c 做功增加了水的内能d 功和热量是完全等价的 无区别解析 该实验测定做功和内能变化的关系 可以测定热功当量 a正确 该实验是绝热过程 没有热传递 内能的改变是由于做功 c正确 做功表示能量的转化 而热量表示热传递中内能的转移 二者有区别 b d错误 答案 ac 下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的有 a 焦耳是法国物理学家 他的主要贡献是焦耳定律及热功当量b 焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替c 焦耳实验中的研究对象是容器中的水d 焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度 实验中悬挂重物的质量 下落的高度可以不相同 但做功必须相同答案 d 解析 焦耳是英国物理家 a错误 焦耳实验的要求是研究对象为绝热系统 普通玻璃杯达不到绝热要求 b错误 实验的研究对象是容器及其中的水组成的系统 c错误 要使水及容器升高相同的温度即内能增加相同 则必须做功相同 d正确 在如图所示的柱形容器内封有一定质量的密闭气体 光滑活塞c 质量为m 与容器用良好的隔热材料制成 另有质量为m的物体从活塞上方的a点自由下落到活塞上 并随活塞一起到达最低点b而静止 在这一过程中 密闭气体内能的改变量 u 外界对密闭气体所做的功w与物体和活塞的重力势能的变化关系是 a mgh mg h u wb u w w mgh mg hc u w w mgh mg hd u w w mgh mg h 做功与内能的变化 解析 因活塞和容器用良好的隔热材料制成 气体不向外散失热量 外界对气体做功的w等于气体增加的内能 u 即w u 又由于碰撞有机械能损失 故w mgh mg h c正确 答案 c 枣庄市2014 2015学年高二下学期三校联考 某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置 它主要由气缸和活塞组成 开箱时 密闭于气缸内的压缩气体膨胀 将箱盖顶起 如图所示 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 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 对外做负功 内能减小 答案 a解析 绝热过程中 气体膨胀 对外做功 内能减小 温度降低 分子的平均动能减小 a选项正确 易错点 不认真分析题意 相当然解题 导致错误 案例 金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气 打开筒的开关 筒内高压空气迅速向外溢出 待筒内外压强相等时 立即关闭开关 在外界保持恒温的条件下 经过一段较长的时间后 再次打开开关 这时出现的现象是 a 筒外空气流向筒内b 筒内空气流向筒外c 筒内外有空气交换 处于动态平衡 筒内空气质量不变d 筒内外无空气交换 易错分析 易错选项及错误原因具体分析如下 正确解答 因高压空气急剧外溢时 气体来不及充分与外界发生热交换 可近似