《2018-2019學(xué)年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第1節(jié) 功和內(nèi)能 第2節(jié) 熱和內(nèi)能課件 新人教版選修3-3.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第1節(jié) 功和內(nèi)能 第2節(jié) 熱和內(nèi)能課件 新人教版選修3-3.ppt（29頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、,第十章熱力學(xué)定律,第1節(jié)功和內(nèi)能第2節(jié)熱和內(nèi)能,[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解焦耳的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)原理，知道做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)。2．知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，理解做功和熱傳遞對(duì)改變系統(tǒng)內(nèi)能是等效的，明確兩種方式的區(qū)別。3．明確內(nèi)能、功、熱量、溫度四個(gè)物理量的區(qū)別和聯(lián)系。4．通過焦耳實(shí)驗(yàn)的探究，培養(yǎng)科學(xué)探索精神。,一、焦耳的實(shí)驗(yàn)1．絕熱過程：系統(tǒng)只由于外界對(duì)它做功而與外界交換能量，它不從外界_____，也不向外界_____。2．焦耳的代表性實(shí)驗(yàn)(1)重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器中的水，引起水溫_____。(2)通過電流的_______給水加熱。,吸熱,放熱,升高,熱效應(yīng),3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：要使系統(tǒng)狀態(tài)通過
2、絕熱過程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由_________________決定而與做功的方式無關(guān)。自主思考——判一判1．(1)某一系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程時(shí)，只要初末狀態(tài)相同，則做功數(shù)量也一定相同。()(2)在絕熱過程中，做功方式不同會(huì)直接影響系統(tǒng)狀態(tài)變化的最終結(jié)果。(),過程始末兩個(gè)狀態(tài),√,,二、功和內(nèi)能1．內(nèi)能：依賴于一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)_________的物理量，是熱力學(xué)系統(tǒng)的一種能量。2．絕熱過程中做功與內(nèi)能變化的關(guān)系：ΔU＝_。自主思考——判一判2．(1)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)水，水溫升高。()(2)在絕熱過程中，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增加。()(3)在絕熱過程中，氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減少。(),自身
3、狀態(tài),W,√,√,√,三、熱和內(nèi)能1．熱傳遞：熱量總是從高溫物體向____物體傳遞。2．熱量和內(nèi)能(1)關(guān)系描述：熱量是在單純的傳熱過程中_____變化的量度。(2)公式表達(dá)：________。,低溫,內(nèi)能,ΔU＝Q,自主思考——判一判3．(1)做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，從效果上是等效的。()(2)在絕熱過程中，外界對(duì)系統(tǒng)做的功小于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量。()(3)熱傳遞只能發(fā)生在兩個(gè)物體間，同一物體不能發(fā)生熱傳遞。()(4)功和內(nèi)能都是能量轉(zhuǎn)化的量度。(),√,,,,到了冬天人們會(huì)采取很多方式取暖。電暖器就是很常見的一種取暖工具，電暖器是采用哪種方式供暖的？能不能說電暖器具有多少熱量？,圖
4、10－1－1,提示熱傳遞不能。,考點(diǎn)一功和內(nèi)能1．內(nèi)能與內(nèi)能的變化(1)物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和。因此，物體的內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量。(2)當(dāng)物體溫度變化時(shí)，分子的平均動(dòng)能變化；物體的體積變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化，因此物體的內(nèi)能變化只由初末狀態(tài)決定，與中間過程及方式無關(guān)。,2．做功與內(nèi)能變化的關(guān)系(1)做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程。(2)在絕熱過程中，外界對(duì)物體做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體的內(nèi)能就增加多少，即ΔU＝W。3．功和內(nèi)能的區(qū)別(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，是過程量，而內(nèi)能是狀態(tài)量。,(2)做功過程中，能量一定會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)
5、化，而內(nèi)能不一定變化，只有在絕熱過程中，做功才一定能引起內(nèi)能的變化。(3)物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多。在絕熱過程中，只有內(nèi)能變化較大時(shí)，才對(duì)應(yīng)著做功較多。,4．判斷絕熱過程中內(nèi)能變化的方法判斷氣體絕熱過程的內(nèi)能變化一般情況下只需看氣體體積變化就可決定：若體積增大，氣體對(duì)外界做功，W＜0，即ΔU＜0，內(nèi)能減小；若體積縮小，外界對(duì)氣體做功，W＞0，即ΔU＞0，內(nèi)能增加。溫馨提示氣體自由膨脹時(shí)，氣體與外界相互不做功，因此這種情況下氣體體積增大沒有外界阻力，也就不需要對(duì)外界做功。,[例1]如圖10－1－2所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活
6、塞。今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦，則被密封的氣體,圖10－1－2,A．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B．溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少C．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D．溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加[審題指導(dǎo)]①“絕熱容器”說明系統(tǒng)既不向外界傳熱，也不從外界吸熱。②“氣體體積減小”，說明外界對(duì)氣體做正功。,【答案】C,名師點(diǎn)撥分析絕熱過程的方法(1)在絕熱的情況下，若外界對(duì)系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，若系統(tǒng)對(duì)外界做正功，系統(tǒng)內(nèi)能減少，此過程做功的多少為轉(zhuǎn)化為內(nèi)能多少的量度。(2)在絕熱過程中，內(nèi)能和其他形式的能一樣也是狀態(tài)量
7、，氣體的初、末狀態(tài)確定了，即在初、末狀態(tài)的內(nèi)能也相應(yīng)地確定了，內(nèi)能的變化ΔU也確定了，而功是能量轉(zhuǎn)化的量度，所以ΔU＝W，即W也確定了，這也是判斷絕熱過程的一種方法。,1．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程。設(shè)氣體分子間的勢(shì)能可忽略，則在此過程中A．外界對(duì)氣體做功，氣體分子的平均動(dòng)能增大B．外界對(duì)氣體做功，氣體分子的平均動(dòng)能減小C．氣體對(duì)外界做功，氣體分子的平均動(dòng)能增大D．氣體對(duì)外界做功，氣體分子的平均動(dòng)能減小,,解析絕熱膨脹過程是指氣體膨脹過程未發(fā)生熱傳遞，膨脹過程氣體體積增大，外界對(duì)氣體做的功W＜0，由ΔU＝U2－U1＝W可知，氣體內(nèi)能減少。由于氣體分子間的勢(shì)能忽略，故氣體分子的平
8、均動(dòng)能減小。故選項(xiàng)D正確。答案D,2．(多選)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成。開箱時(shí)，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖10－1－3所示。在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體,圖10－1－3,A．對(duì)外做正功，分子的平均動(dòng)能減小B．對(duì)外做正功，內(nèi)能增大C．對(duì)外做負(fù)功，分子的平均動(dòng)能增大D．對(duì)外做正功，內(nèi)能減小,解析若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，由于氣體膨脹將箱蓋頂起過程中氣體對(duì)活塞的作用力方向與活塞的運(yùn)動(dòng)方向一致，氣體對(duì)外做正功，故缸內(nèi)氣體的內(nèi)能一定減?。挥捎诤雎詺怏w分子間的相互作用，故氣體分子的平均動(dòng)能一定減小。綜上可知，選
9、項(xiàng)A、D正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。答案AD,考點(diǎn)二熱和內(nèi)能溫度、內(nèi)能和熱量的區(qū)別與聯(lián)系,[例2](多選)A、B兩物體之間接觸，但沒有發(fā)生熱傳遞，則A．兩物體所含有的熱量相等B．兩物體的內(nèi)能相等C．兩物體的溫度相同D．兩物體的內(nèi)能不一定相等【解析】處于熱平衡的兩物體溫度相等，不發(fā)生熱傳遞。物體的內(nèi)能取決于物體的物質(zhì)的量、溫度和體積，溫度相等，內(nèi)能不一定相等，所以選項(xiàng)C、D正確?！敬鸢浮緾D,名師點(diǎn)撥熱傳遞的過程分析熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化的量度，在只有熱傳遞的過程中，沒有做功，物體吸收多少熱量，它的內(nèi)能就增加多少；反之，物體的內(nèi)能減少多少，物體就放出多少熱量。,3．對(duì)于熱量、功、內(nèi)能三個(gè)物理量
10、，下列說法中正確的是A．熱量、功、內(nèi)能三者的物理意義等同B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度C．熱量、功、內(nèi)能的單位不相同D．熱量和功是由過程決定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的,解析物體的內(nèi)能是指物體所有分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和，而要改變物體的內(nèi)能可以通過做功和熱傳遞兩種途徑，這三者的物理意義不同，選項(xiàng)A不正確。熱量是表示在熱傳遞過程中，物體內(nèi)能變化的多少，而功是用做功方式來改變物體內(nèi)能時(shí)內(nèi)能變化的多少，它們都是物體內(nèi)能變化的量度，而不是內(nèi)能的量度，故選項(xiàng)B不正確。熱量、功、內(nèi)能三者的單位是一樣的，都是焦耳，選項(xiàng)C不正確。熱量和功是在物體進(jìn)行內(nèi)能的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中的量度，而物體的內(nèi)能是由物體本身所處
11、的狀態(tài)，即是由溫度、體積所決定的，故選項(xiàng)D正確。答案D,4．關(guān)于熱量和物體內(nèi)能變化的關(guān)系下列說法正確的是A．物體吸收熱量?jī)?nèi)能一定增大B．物體的內(nèi)能增大一定是吸收了熱量C．熱量可以從內(nèi)能小的物體向內(nèi)能大的物體傳遞D．熱量只能從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞,解析改變物體的內(nèi)能有兩種方式，做功和熱傳遞，物體吸收熱量的同時(shí)如果物體對(duì)外做了功，內(nèi)能不一定增大，故A錯(cuò)；同理物體內(nèi)能增大也可能是外界對(duì)物體做功引起的，故B選項(xiàng)錯(cuò)；物體間發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差，而物體內(nèi)能的大小不僅與溫度有關(guān)，還與物質(zhì)的量和體積有關(guān)，內(nèi)能小的物體溫度如果比內(nèi)能大的物體溫度高，熱量就會(huì)從內(nèi)能小的物體向內(nèi)能大的物體傳遞，故C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C,
2018-2019學(xué)年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第1節(jié) 功和內(nèi)能 第2節(jié) 熱和內(nèi)能課件 新人教版選修3-3.ppt
