功和内能热和内能课件

知识回顾:1.什么叫内能？与哪些因素有关？2.质量、温度相同的物体，内能必定相等对吗？物体内所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。温度、体积、摩尔数错。比如00C的冰和水。第1页/共29页知识回顾:1.什么叫内能？与哪些因素有关？2.质量、温度1物体的内能与温度和体积的关系

温度变化时分子动能变化，体积变化时分子势能变化，因此物体的内能决定于它的温度和体积，虽然温度、体积能影响内能，但是这句话却不能作为判断两物体内能大小的依据。如，0OC的冰熔化成OC水体积减小，不能就此认为其势能也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所增加的只是分子的势能第2页/共29页物体的内能与温度和体积的关系温度变化时分子动能变2一、焦耳的实验焦耳

1818年12月24日生于英国曼彻斯特，起初研究电学和磁学。1840年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律。焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——热功当量，为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础。第3页/共29页一、焦耳的实验焦耳1818年12月24日生于英国31．绝热过程系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。2．焦耳的实验及结论(1)热功当量实验热量以卡为单位时与功的单位焦耳之间的数量关系,相当于单位热量的功的数量,叫做热功当量，即1卡=4.1840焦耳第4页/共29页1．绝热过程2．焦耳的实验及结论热量以卡为单位时与功的单位焦4焦耳热功当量实验装置—机械功第5页/共29页焦耳热功当量实验装置—机械功第5页/共29页5

在测定热功当量的实验中，重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。焦耳的多次实验测量表明，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。第6页/共29页在测定热功当量的实验中，重物下落带动叶片搅6焦耳热功当量实验装置—电功(2)通过电流的热效应给水加热第7页/共29页焦耳热功当量实验装置—电功(2)通过电流的热效应给水加热第77

在通过电流的热效应给水加热的实验中，多次实验结果表明，对同一个系统，如果过程是绝热的，只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化相同。（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，而与做功的方式无关第8页/共29页在通过电流的热效应给水加热的实验中，多次实8二、功与系统内能改变的关系1.做功可以改变系统的内能①外界对系统做功，系统的内能增加②系统对外界做功，系统的内能减少。2.功是系统内能转化的量度3.实质:其他形式的能与内能的相互转化4.国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳(J)△U＝U2－U1=W（用U表示内能；W表示功）第9页/共29页二、功与系统内能改变的关系1.做功可以改变系统的内能①外界对9①做功与内能的变化做功改变物体内能的过程是将其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程，做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少用做功的数值来量度。外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。需要注意的几个问题第10页/共29页①做功与内能的变化需要注意的几个问题第10页/共29页10②压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加量等于外界对气体做的功的多少；气体膨胀，是气体对外界做功，气体内能减小，气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的功的多少。

实质上对气体我们还能从另一个方面来判断，那就是看气体的体积，被研究的气体体积增大就一定对外做功。气体的体积减小，外界就一定对气体做功。第11页/共29页②压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能11

③在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外界对系统做功。末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，系统对外界做功。内能和其他形式的能一样，是状态量，物体的状态一定时，它的内能也一定。和讨论重力势能一样，我们能确定的只是内能的变化。因为任何状态的内能，只有在标准参考态的值确定后，才可能做出相应的确定值。由此可知，要测得物体某一状态内能的绝对值，是不可能的。第12页/共29页③在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正12动画：热传递第13页/共29页动画：热传递第13页/共29页133、热传递有三种方式：热传导、热对流、热辐射。2、发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在温度差。1、两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，我们说热量从高温物体传到了低温物体。这样的过程叫做热传递。第14页/共29页3、热传递有三种方式：热传导、热对流、热辐射。2、发生条件：14热传导－热沿着物体传递的热传递方式，不同物质传导热的能力各不相同，容易传导热的物体称之为热的良导体，所有金属都是热的良导体，不容易传导热的物体称之为热的不良导体，如空气、橡胶、绒毛、棉纱、木头、水、油等

第15页/共29页热传导－热沿着物体传递的热传递方式，不同物质传导热的能力各15热对流－靠液体或气体的流动来传递热的方式，热对流是液体和气体所特有的热传递方式热辐射－热从高温物体向周围以电磁波的形式沿直线射出去的方式，热辐射不依赖媒介质，可在真空中进行，温差越大，表面颜色越深，物体向外的热辐射能力越强

第16页/共29页热对流－靠液体或气体的流动来传递热的方式，第16页/共29三、热和内能1、热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增量△U=U2-U1就等于外界向系统传递的热量Q，即△U=Q。2、像做功一样，热量的概念也只有在涉及能量的传递时才有意义。所以不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量。

外界没有对系统（水）做功，只对系统传热，同样能改变系统的状态。拓展思考：在单纯传热过程中，系统从外界吸热，系统的内能怎么变？数量上有什么关系？若系统对外界放热呢？第17页/共29页三、热和内能1、热量是在单纯的传热过程中系统内能变171、物体从外界吸热，物体内能增加。2、物体对外界放热，物体内能减少。第18页/共29页1、物体从外界吸热，物体内能增加。2、物体对外界放热，物体内18做功和热传递的区别

1、做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少．

热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变用热量来量度的．物体吸收多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出多少热量，物体的内能就减少多少．

第19页/共29页做功和热传递的区别1、做功使物体内能发生改变的时候，内能192．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的．

3．做功和热传递在本质上是不同的：

做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）

热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）

第20页/共29页2．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的．3．做功和热传20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D第21页/共29页例1.如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同21例2.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A第22页/共29页例2.绝热过程中，外界压缩气体做功20J，下列说法中正确的22例3.采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初状态A变化至终状态B。对于不同的绝热方式，下面说法中正确的是 (

)A．对气体所做的功不同B．对气体所做的功相同C．对气体不需做功，因为没有能量的传递D．可以确定A状态的内能B第23页/共29页例3.采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初23例4.如图所示，容器A、B中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，在这个过程中(

)A．大气压力对水做功，水的内能增加B．水克服大气压力做功，水的内能减少C．大气压力对水不做功，水的内能不变D．大气压力对水不做功，水的内能增加D第24页/共29页例4.如图所示，容器A、B中各有一个可自由移动的活塞，活塞下241.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是()A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞C．缓慢向里推活塞D．缓慢向外拉活塞A2.一个物体以较大的初速度沿粗糙的斜面向上滑行，在物体上滑的过程中，物体内分子的平均动能将

，物体的机械能将

，物体的内能将

。(填“增大”“不变”或“减小”)增大减小增大第25页/共29页1.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物有可能使气缸中柴油25二、热和内能在外界对系统不做功的情况下，外界与系统传递的热量等于系统内能的改变量△U＝Q系统从外界吸热，系统的内能增加系统向外界放热，系统的内能减少第26页/共29页二、热和内能在外界对系统不做功的情况下，外界与系统传递的热量261.热量是单纯的传热过程中系统内能变化的一个量度，是一个过程量，不能讲在某个时刻物体具有多少热量,应该讲在热传递过程中有多少热量从高温物体传递到了低温物体

第27页/共29页1.热量是单纯的传热过程中系统内能变化的一个量度，是一个过程272.做功和热传递对改变物体的内能的区别2)做功是内能和其他形式的能发生转化热传递是不同物体或同一物体不同部分间内能的转移1)做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式是等效的，都能引起系统内能的改变，但是它们还是有重要区别的第28页/共29页2.做功和热传递对改变物体的内能的区别2)做功是内能和其他形28感谢您的观赏第29页/共29页感谢您的观赏第29页/共29页29知识回顾:1.什么叫内能？与哪些因素有关？2.质量、温度相同的物体，内能必定相等对吗？物体内所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。温度、体积、摩尔数错。比如00C的冰和水。第1页/共29页知识回顾:1.什么叫内能？与哪些因素有关？2.质量、温度30物体的内能与温度和体积的关系

温度变化时分子动能变化，体积变化时分子势能变化，因此物体的内能决定于它的温度和体积，虽然温度、体积能影响内能，但是这句话却不能作为判断两物体内能大小的依据。如，0OC的冰熔化成OC水体积减小，不能就此认为其势能也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所增加的只是分子的势能第2页/共29页物体的内能与温度和体积的关系温度变化时分子动能变31一、焦耳的实验焦耳

1818年12月24日生于英国曼彻斯特，起初研究电学和磁学。1840年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律。焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——热功当量，为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础。第3页/共29页一、焦耳的实验焦耳1818年12月24日生于英国321．绝热过程系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。2．焦耳的实验及结论(1)热功当量实验热量以卡为单位时与功的单位焦耳之间的数量关系,相当于单位热量的功的数量,叫做热功当量，即1卡=4.1840焦耳第4页/共29页1．绝热过程2．焦耳的实验及结论热量以卡为单位时与功的单位焦33焦耳热功当量实验装置—机械功第5页/共29页焦耳热功当量实验装置—机械功第5页/共29页34

在测定热功当量的实验中，重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。焦耳的多次实验测量表明，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。第6页/共29页在测定热功当量的实验中，重物下落带动叶片搅35焦耳热功当量实验装置—电功(2)通过电流的热效应给水加热第7页/共29页焦耳热功当量实验装置—电功(2)通过电流的热效应给水加热第736

在通过电流的热效应给水加热的实验中，多次实验结果表明，对同一个系统，如果过程是绝热的，只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化相同。（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，而与做功的方式无关第8页/共29页在通过电流的热效应给水加热的实验中，多次实37二、功与系统内能改变的关系1.做功可以改变系统的内能①外界对系统做功，系统的内能增加②系统对外界做功，系统的内能减少。2.功是系统内能转化的量度3.实质:其他形式的能与内能的相互转化4.国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳(J)△U＝U2－U1=W（用U表示内能；W表示功）第9页/共29页二、功与系统内能改变的关系1.做功可以改变系统的内能①外界对38①做功与内能的变化做功改变物体内能的过程是将其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程，做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少用做功的数值来量度。外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。需要注意的几个问题第10页/共29页①做功与内能的变化需要注意的几个问题第10页/共29页39②压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加量等于外界对气体做的功的多少；气体膨胀，是气体对外界做功，气体内能减小，气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的功的多少。

实质上对气体我们还能从另一个方面来判断，那就是看气体的体积，被研究的气体体积增大就一定对外做功。气体的体积减小，外界就一定对气体做功。第11页/共29页②压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能40

③在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外界对系统做功。末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，系统对外界做功。内能和其他形式的能一样，是状态量，物体的状态一定时，它的内能也一定。和讨论重力势能一样，我们能确定的只是内能的变化。因为任何状态的内能，只有在标准参考态的值确定后，才可能做出相应的确定值。由此可知，要测得物体某一状态内能的绝对值，是不可能的。第12页/共29页③在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正41动画：热传递第13页/共29页动画：热传递第13页/共29页423、热传递有三种方式：热传导、热对流、热辐射。2、发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在温度差。1、两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，我们说热量从高温物体传到了低温物体。这样的过程叫做热传递。第14页/共29页3、热传递有三种方式：热传导、热对流、热辐射。2、发生条件：43热传导－热沿着物体传递的热传递方式，不同物质传导热的能力各不相同，容易传导热的物体称之为热的良导体，所有金属都是热的良导体，不容易传导热的物体称之为热的不良导体，如空气、橡胶、绒毛、棉纱、木头、水、油等

第15页/共29页热传导－热沿着物体传递的热传递方式，不同物质传导热的能力各44热对流－靠液体或气体的流动来传递热的方式，热对流是液体和气体所特有的热传递方式热辐射－热从高温物体向周围以电磁波的形式沿直线射出去的方式，热辐射不依赖媒介质，可在真空中进行，温差越大，表面颜色越深，物体向外的热辐射能力越强

第16页/共29页热对流－靠液体或气体的流动来传递热的方式，第16页/共29三、热和内能1、热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增量△U=U2-U1就等于外界向系统传递的热量Q，即△U=Q。2、像做功一样，热量的概念也只有在涉及能量的传递时才有意义。所以不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量。

外界没有对系统（水）做功，只对系统传热，同样能改变系统的状态。拓展思考：在单纯传热过程中，系统从外界吸热，系统的内能怎么变？数量上有什么关系？若系统对外界放热呢？第17页/共29页三、热和内能1、热量是在单纯的传热过程中系统内能变461、物体从外界吸热，物体内能增加。2、物体对外界放热，物体内能减少。第18页/共29页1、物体从外界吸热，物体内能增加。2、物体对外界放热，物体内47做功和热传递的区别

1、做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少．

热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变用热量来量度的．物体吸收多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出多少热量，物体的内能就减少多少．

第19页/共29页做功和热传递的区别1、做功使物体内能发生改变的时候，内能482．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的．

3．做功和热传递在本质上是不同的：

做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）

热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）

第20页/共29页2．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的．3．做功和热传49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D第21页/共29页例1.如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同50例2.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A第22页/共29页例2.绝热过程中，外界压缩气体做功20J，下列说法中正确的51例3.采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初状态A变化至终状态B。对于不同的绝热方式，下面说法中正确的是 (

)A．对气体所做的功不同B．对气体所做的功相同C．对气体不需做功，因为没有能量的传递D．可以确定A状态的内能B第23页/共29页例3.采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初52例4.如图