2　热和内能.pptx

1、热和内能,复习巩固,什么是平衡态？ 热平衡是什么？ 热平衡与平衡态有什么区别和联系？,2,一、热和内能,问题：传热和系统内能的变化有何关系？内能的变化量与传热方式有关吗？,3,将系统与热源接触，如果二者温度不同，热量从高温物体流向低温物体，直至系统与热源达到热平衡.,焦耳的磁电机实验,4,焦耳通过实验发现： 改变通过电阻丝的电流大小和通电时间，只要保持电阻丝产生的热量相等，系统的温度升高相同，系统的状态的变化相同。 当外界不对系统做功，相同热量引起系统内能的变化量相同，与传热方式无关.,5,外界对系统不做功，系统在状态1的内能为U1，状态2的内能记为U2.从状态1变化到状态2，外界向系统传递的

2、热量为Q，有 U=Q 系统从外界吸热，Q0 系统向外界放热，Q0,6,二、热量,系统与外界温度不等时，能量从高温物体传到低温问题.在热学相互作用下伴随系统状态的改变传递的能量称为热量. 热量是一个过程量，与一段过程对应 热量不是系统的状态函数(不能说某物体具有多少热量) 热量本质上是热学作用下转移的能量,7,问题：系统与外界进行热接触，发生热量的传递.从分子微观角度分析，这种热量的传递是如何发生的？,8,导热壁,功与热的比较,做功和传热是引起系统内能发生变化的两种重要方式，二者都与系统状态的变化过程有关，都不是系统的状态函数. 做功是系统内能与其他形式能转化的量度，传热只是内能在不同物体或同一

3、个物体不同部分的转移. 从微观角度，传热通过分子热运动的碰撞实现内能的转移.,9,三、探索热的本质,在历史上，关于热到底是什么，存在“热动说”和“热质说”两种不同观点. 阅读教材，思考下列问题： “热质说”和“热动说”的观点各是什么？ 为什么热质说无法解释伦福德的实验？ 你对科学理论的建立有何认识？,10,热质说VS热动说,热质说 热是一种可以透入一切物体之中不生不灭的无重量的流体，看不见，摸不着，无固定形状.温度高的物体热质多。温度不同的物体热接触，热质从高温物体流向低温物体，热质总量守恒.,热动说 热是粒子运动的表现，是大量分子无规则运动的结果.F.培根、R.玻意耳、R.笛卡尔、R.胡克、

4、I.牛顿、D.伯努利、M.B.罗蒙诺索夫、戴维等人都是热动说的支持者.,11,早期热动说缺乏足够的实验根据，尚不能形成科学理论，只能定性解释少数热学现象.18世纪对各个物理现象采取分门别类的研究，忽略热现象与其他现象的联系和转化，对热的本质认识缺乏深刻性. 其次，热质说能够解释当时发现的大部分热学现象，如物体温度变化是由于吸收或放出热质、热传导是由于热质的流动.,12,在热质说的理论指导下，也取得不少成就.瓦特实现蒸汽机的改进、傅里叶建立热传导的理论、卡诺依据热质传递的物理图像和热质守恒规律得到卡诺定理. 热质说把一系列实验事实和个别规律用热质的统一观点联系起来，加以系统化.然而，随着更多实验

5、事实的出现，热质说的矛盾逐渐显现.,13,伦福德伯爵炮膛钻孔实验,“最近我应约去慕尼黑兵工厂领导钻制大炮的工作.我发现，铜炮在钻了很短的一段时间后，就会产生大量的热；而被钻头从大炮上钻下来的铜屑更热(像我用实验所证实的，发现它们比沸水还要热)” “我们一定不能忘记在这些实验中，由摩擦所生的热的来源似乎是无穷无尽的。” “在这些实验中被激发出来的热，除了把它们看作是运动以外，似乎很难把它看作为其他任何东西.”,14,戴维冰摩擦实验,英国化学家戴维(H.Davy，1778-1829)将两块温度为-2的冰固定在由时钟改装的机构上，使两块冰不停地互相摩擦.整个装置置于玻璃罩内抽成真空，与外界绝热. 经过几分钟的剧烈摩擦，冰几乎全部化成了水，温度达到+2.水的比热比冰的高，违反热质守恒.戴维由此断言，热质是不存在的。,15,伦福德和戴维的实验为热的运动说提供了有力的支持。焦耳的大量实验，利用各种方法测量得到相同的热功当量值则给予热质说致命的打击，将热质说彻底扔进历史的垃圾桶，也为能量转化和守恒定律的确立打下牢固的实验基础.,16,小结,热和内能：U=Q (外界不做功) 热量：是两个存在温差的物体间交换的能量.从微观上热量是分子碰撞传递的能量.