高中物理 第10章 第2節(jié) 熱和內(nèi)能課件 新人教版選修3-3.ppt

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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-3,熱力學(xué)定律,第十章,第二節(jié) 熱和內(nèi)能,第十章,當(dāng)我們雙手靠近火源，雙手立即就會(huì)感受到手變熱了；冬天，當(dāng)天氣冷時(shí)，我們搓搓手就會(huì)感到手暖一些。思考一下內(nèi)能的概念，你認(rèn)為改變物體的內(nèi)能有幾種方式？,,熱傳遞,1．概念 兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)溫度高的物體要________，溫度低的物體要________，即熱量從________物體傳到了________物體，這個(gè)過(guò)程就叫做熱傳遞。 2．熱傳遞的方式 ________、________和________。 3．熱傳遞的條件 ________________。 4．實(shí)質(zhì) 熱傳遞過(guò)程實(shí)質(zhì)是________轉(zhuǎn)移的過(guò)程。,降溫,升溫,高溫,低溫,熱傳導(dǎo),熱對(duì)流,熱輻射,存在溫度差,能量,熱和內(nèi)能,1．熱傳遞與內(nèi)能改變的關(guān)系 (1)在單純熱傳遞中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的________就增加多少，即Q吸＝________。 (2)在單純熱傳遞中，系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的________就減少多少，即Q放＝________。 2．熱量 熱量是在單純的熱傳遞過(guò)程中系統(tǒng)__________的量度。,內(nèi)能,ΔU,內(nèi)能,－ΔU,內(nèi)能變化,一、內(nèi)能與溫度 從宏觀看，溫度表示的是物體的冷熱程度；從微觀看，溫度反映了分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。物體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加。但向物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能卻不一定增加(可能同時(shí)對(duì)外做功)。,二、熱量和內(nèi)能 內(nèi)能是由系統(tǒng)狀態(tài)決定的，狀態(tài)確定，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定，要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，可以通過(guò)熱傳遞或做功兩種途徑來(lái)完成。而熱量是傳遞過(guò)程中的特征物理量，和功一樣，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過(guò)程中所遷移的能量，是用來(lái)衡量物體內(nèi)能變化的。有過(guò)程，才有變化，離開(kāi)過(guò)程，毫無(wú)意義。就某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，根本不存在什么“熱量”和“功”，因此，不能說(shuō)一個(gè)系統(tǒng)中含有“多少熱量”或“多少功”。,特別提醒： 只要存在溫度差，熱傳遞過(guò)程就會(huì)進(jìn)行，與原來(lái)物體內(nèi)能的多少大小無(wú)關(guān)。熱傳遞過(guò)程能量可以由內(nèi)能大的物體傳到內(nèi)能小的物體上，也可以由內(nèi)能小的物體傳到內(nèi)能大的物體上。,三、做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系 1．兩種方式的區(qū)別 做功：其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化。當(dāng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，必須通過(guò)物體的宏觀運(yùn)動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)。 熱傳遞：物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，即內(nèi)能從物體的一部分傳到另一部分，或從一個(gè)物體傳遞給另一物體。它是在分子相互作用下，通過(guò)分子的微觀運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到內(nèi)能的改變的。物體間發(fā)生熱傳遞的必要條件是存在溫度差。在熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能從高溫物體傳遞給低溫物體，使高溫物體內(nèi)能減少，低溫物體內(nèi)能增加，最后達(dá)到溫度相等。,2．兩種方式的聯(lián)系 做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，從它們改變內(nèi)能的最終結(jié)果看，兩者是等效的。,特別提醒： 內(nèi)能是狀態(tài)量，任何一個(gè)物體在每一個(gè)狀態(tài)下都有確定的內(nèi)能，但物體在某一狀態(tài)下的內(nèi)能的大小是無(wú)法計(jì)算的，實(shí)際情況中有意義的也不是某一狀態(tài)下內(nèi)能的大小，而是發(fā)生狀態(tài)變化過(guò)程中內(nèi)能變化量的大小。物體內(nèi)能的變化，需要通過(guò)做功或熱傳遞，因此功和熱量只有在狀態(tài)變化過(guò)程中才有意義，它們是過(guò)程量。,(1)遠(yuǎn)古時(shí)代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃。隨著人類文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法?！般@木取火”是通過(guò)____________________方式改變物體的內(nèi)能，把__________________轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。 (2)某同學(xué)做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放到冰箱冷凍，一小時(shí)后取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊密的套在瓶頸上，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來(lái)，如圖。這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的___________，溫度________________，體積________________。,答案：(1)做功；機(jī)械能 (2)熱量；升高；增大 解析：(1)鉆木取火是通過(guò)做功方式把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。(2)將燒瓶放進(jìn)熱水中，燒瓶?jī)?nèi)的氣體吸熱膨脹。,,下列關(guān)于熱傳遞的說(shuō)法中正確的是( ) A．熱量是從含熱量較多的物體傳給含熱量較少的物體 B．熱量是從溫度較高的物體傳給溫度較低的物體 C．熱量是從內(nèi)能較多的物體傳給內(nèi)能較少的物體 D．熱量是從比熱容大的物體傳給比熱容小的物體 解析：熱傳遞發(fā)生在有溫度差的兩物體間或物體的兩部分間，且總是從高溫物體(或部分)將熱量傳遞給低溫物體(或部分)，與物體內(nèi)能的多少、比熱容的大小均無(wú)關(guān)。 答案：B,對(duì)熱傳遞的理解,指出下面例子中通過(guò)熱傳遞改變物體內(nèi)能的是( ) A．感到手冷時(shí)，搓搓手就會(huì)覺(jué)得暖和些 B．擦火柴時(shí)，火柴頭上的紅磷溫度升高到紅磷的燃點(diǎn)，火柴燃燒起來(lái) C．物體在陽(yáng)光照射下溫度升高 D．反復(fù)彎折一根鐵絲，彎折的部分溫度升高 答案：C 解析：A、B、D均是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能，C項(xiàng)是通過(guò)熱傳遞的方式之一熱輻射來(lái)改變物體內(nèi)能，故C項(xiàng)正確。,對(duì)于熱量、功、內(nèi)能三個(gè)物理量，下列各種說(shuō)法中正確的是( ) A．熱量、功、內(nèi)能的物理意義等同 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(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的,對(duì)熱量、功、內(nèi)能等物理量的理解,解析：物體的內(nèi)能是物體的所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，而要改變物體的內(nèi)能，可以通過(guò)做功和熱傳遞兩種方式，這三者的物理意義不同，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。熱量是熱傳遞過(guò)程中，物體內(nèi)能的變化量，而不是內(nèi)能的量度，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。熱量、功、內(nèi)能三者的單位一樣，都是焦耳(J)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。熱量和功是量度物體內(nèi)能的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的，而物體的內(nèi)能是由物體本身所處的狀態(tài)，即溫度、體積、摩爾數(shù)決定的，故選項(xiàng)D正確。 答案：D,關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說(shuō)法中正確的有( ) A．熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多 B．溫度高的物體其熱量必定多，內(nèi)能必定大 C．在熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大，直到兩物體的內(nèi)能相等 D．熱量是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度 答案：D,解析：物體的內(nèi)能由溫度、體積及物體的質(zhì)量決定，不是只由溫度決定，故A、B錯(cuò)；在熱傳遞過(guò)程中，熱量由高溫物體傳給低溫物體，而與物體的內(nèi)能大小無(wú)關(guān)，所以完全有可能是內(nèi)能大的物體內(nèi)能繼續(xù)增大，內(nèi)能小的物體內(nèi)能繼續(xù)減小，故C項(xiàng)錯(cuò)；關(guān)于熱量的論述，D項(xiàng)是正確的。,易錯(cuò)點(diǎn)：不明確“熱量”的含義 案例：下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說(shuō)法中，正確的是( ) A．馬鈴薯所含熱量高 B．內(nèi)能越大的物體熱量也越多 C．熱量總是從內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體 D．熱量總是從溫度高的物體流向溫度低的物體 易錯(cuò)分析：易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因具體分析如下：,正確解答：選項(xiàng)A是生活中很常見(jiàn)的說(shuō)法，但是物理學(xué)中的熱量是過(guò)程量，不是狀態(tài)量，不能象內(nèi)能那樣蘊(yùn)含在物體中，選項(xiàng)A錯(cuò)；說(shuō)法B與說(shuō)法A存在相同的錯(cuò)誤，此外，物體的內(nèi)能與熱量之間，在數(shù)量上沒(méi)有必然聯(lián)系，選項(xiàng)B錯(cuò)；兩物體之間熱量的傳遞方向只與它們的溫度有關(guān)，與它們的內(nèi)能無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)。 正確答案：D,