高中物理 3.1 内能 功 热量同步备课课件 粤教版选修33.ppt

第三章热力学基础第一节内能功热量 1 了解内能改变的两种方式 做功 热传递 2 了解内能的变化可以分别由功和热量来量度 3 理解热量的概念 4 理解做功和热传递对改变物体内能的等效性及它们本质区别 物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和 叫做物体的内能 由于分子在不停地做着无规则热运动而具有动能 它与物体的温度有关 温度是分子平均动能的标志 分子间存在相互作用力 分子间具有由它们的相对位置决定的势能 这就是分子势能 它和物体的体积有关 有什么办法能让你手中的铁丝发烫 你能说出多少种办法 冬天 手很冷时 捧着热水袋会感到暖和 两手互相搓一搓也会感到暖和 为什么 1 从宏观上看 物体的内能与物体的 和 都有关系 从微观看 升高 分子平均动能增加 因而物体的内能 变化时 分子势能变化 因而物体的内能 2 做功可以改变物体的 若物体与外界无热量交换 外界对物体做功 物体内能 物体对外界做功 物体内能 且做功的多少 物体内能的变化 温度 体积 温度 增加 体积 发生变化 内能 增加 减少 等于 3 热传递也可以改变物体的内能 物体总是自发地把它的内能传递给 物体 若热传递过程中没有做功过程 低温物体吸收的热量 它内能的增加 物体放出的热量 它内能的减少 4 做功和热传递在改变物体内能上是 的 但它们的实质不同 做功对应的是其他形式的能与内能的相互 热传递是物体间内能的 高温 低温 等于 高温 等于 等效 转化 转移 5 焦耳通过实验测定了机械功与所产生的热量之间的关系 称为 它等于 j cal 1 热功当量 4 18 考点1功和内能 1 对功和内能关系的理解 1 内能与内能变化的关系 物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和 因此物体的内能是一个状态量 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 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 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 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 3 功和内能的区别 功是过程量 内能是状态量 在绝热过程中 做功一定能引起内能的变化 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 注意 1 设初态内能为u1 末态内能为u2 内能的变化量为 u u u2 u1 u 0 内能增加 u 0 内能减少 2 在绝热过程中 u w 例1如图所示 活塞将汽缸分成甲 乙两气室 汽缸 活塞 连同拉杆 是绝热的 且不漏气 以e甲 e乙分别表示甲 乙两气室中气体的内能 则在将拉杆缓慢向外拉的过程中 a e甲不变 e乙减小b e甲不变 e乙增大c e甲增大 e乙不变d e甲增大 e乙减小 解析 接触面是绝热面 拉动拉杆 对乙部分气体来讲 气体对外界做功 内能减小 温度降低 对甲部分气体来讲 外界对气体做功 内能增加 故选项d正确 答案 d 课堂训练 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 气体内能一定增加20jb 气体内能增加必定小于20jc 气体内能增加可能小于20jd 气体内能可能不变 解析 绝热过程中 做功的过程是能量转化的过程 做了多少功 就有多少内能发生变化 故a正确 答案 a 课堂训练 考点2热和内能 1 热传递 1 定义 高温物体总是自发地把它的内能传递给低温物体 这种没有做功而使物体内能改变的现象称为热传递 2 方式 热传导 热对流 热辐射 3 条件 存在温度差 2 热量 q 是热传递过程中物体内能变化的量度 3 热传递改变物体内能的实质 内能从一个物体转移到另一个物体或者从一个物体的高温部分转移到低温部分 在这个没有做功的过程中 吸收热量的物体内能增加 放出热量的物体内能减少 内能的变化由热量来量度 即 u q 4 内能 温度和热量之间的区别和联系 1 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 温度相同时 任何物体的分子的平均动能都相等 但是分子的平均速率不一定相等 物体温度升高 其内能一定增加 但向物体传递热量 物体内能不一定增加 2 热量是物体热传递过程中物体内能改变的量度 物体温度高 内能大 却不一定有热量的传递 离开内能的改变 离开热传递 热量就毫无意义 物体吸收热量 物体温度可能升高 可能不变 也可能降低 注意 1 做功和热传递均能改变物体的内能 仅从内能的改变上无法知道系统用的是做功还是热传递方式使其内能发生变化的 因此 做功和热传递在改变物体内能上是等效的 2 热传递改变物体内能的过程是物体间内能的转移 做功对应的是其他形式的能与内能的转化过程 例2 双选 对于热量 功和内能三者的下列说法中正确的是 a 三者单位相同 物理意义相同b 热量和功是内能的量度c 热量和功由过程决定 而内能由物体状态决定d 系统内能增加了200j 可能是外界采用绝热方式对系统做功200j 也可能是外界单纯地对系统传热200j 解析 热量 功和内能三者尽管单位相同 但物理意义有本质区别 a错 热量和功由过程决定 内能由物体状态决定 热量和功是内能变化的量度 c对 b错 对一个绝热过程 u w 200j 对一个单纯热传递过程 u q 200j d对 答案 cd 课堂训练 2 双选 关于改变物体的内能 下列说法正确的是 a 做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程b 外界对物体做功 物体的内能一定增大c 物体对外界放热 物体的内能一定增大d 热量是在热传递中 从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移内能的多少 课堂训练 解析 做功和热传递是改变物体内能的两种