《2018-2019學年高中物理 第十章 熱力學定律 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》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第十章 熱力學定律 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頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、,第十章熱力學定律,第1節(jié)功和內(nèi)能第2節(jié)熱和內(nèi)能,[學習目標]1．了解焦耳的兩個實驗原理，知道做功和熱傳遞的實質(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、溫度四個物理量的區(qū)別和聯(lián)系。4．通過焦耳實驗的探究，培養(yǎng)科學探索精神。,一、焦耳的實驗1．絕熱過程：系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換能量，它不從外界_____，也不向外界_____。2．焦耳的代表性實驗(1)重物下落帶動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,3．實驗結(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。自主思考——判一判1．(1)某一系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程時，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，做功方式不同會直接影響系統(tǒng)狀態(tài)變化的最終結(jié)果。(),過程始末兩個狀態(tài),√,,二、功和內(nèi)能1．內(nèi)能：依賴于一個熱力學系統(tǒng)_________的物理量，是熱力學系統(tǒng)的一種能量。2．絕熱過程中做功與內(nèi)能變化的關系：ΔU＝_。自主思考——判一判2．(1)轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動水，水溫升高。()(2)在絕熱過程中，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增加。()(3)在絕熱過程中，氣體對外界做功，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：________。,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)所有分子的動能和勢能之和。因此，物體的內(nèi)能是一個狀態(tài)量。(2)當物體溫度變化時，分子的平均動能變化；物體的體積變化時，分子勢能發(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。,2．做功與內(nèi)能變化的關系(1)做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如機械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程。(2)在絕熱過程中，外界對物體做多少功，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，才對應著做功較多。,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，氣體對外界做功，W＜0，即ΔU＜0，內(nèi)能減?。蝗趔w積縮小，外界對氣體做功，W＞0，即ΔU＞0，內(nèi)能增加。溫馨提示氣體自由膨脹時，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)裝有一可以活動的絕熱活
6、塞。今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，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，壓強增大，內(nèi)能減少B．溫度降低，壓強增大，內(nèi)能減少C．溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增加D．溫度降低，壓強減小，內(nèi)能增加[審題指導]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”，說明外界對氣體做正功。,【答案】C,名師點撥分析絕熱過程的方法(1)在絕熱的情況下，若外界對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，若系統(tǒng)對外界做正功，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。設氣體分子間的勢能可忽略，則在此過程中A．外界對氣體做功，氣體分子的平均動能增大B．外界對氣體做功，氣體分子的平均動能減小C．氣體對外界做功，氣體分子的平均動能增大D．氣體對外界做功，氣體分子的平均動能減小,,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能忽略，故氣體分子的平
8、均動能減小。故選項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，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．對外做正功，分子的平均動能減小B．對外做正功，內(nèi)能增大C．對外做負功，分子的平均動能增大D．對外做正功，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活塞的作用力方向與活塞的運動方向一致，氣體對外做正功，故缸內(nèi)氣體的內(nèi)能一定減小；由于忽略氣體分子間的相互作用，故氣體分子的平均動能一定減小。綜上可知，選
9、項A、D正確，選項B、C錯誤。答案AD,考點二熱和內(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C、D正確?！敬鸢浮緾D,名師點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．對于熱量、功、內(nèi)能三個物理量
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能和勢能的總和，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C不正確。熱量和功是在物體進行內(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D正確。答案D,4．關于熱量和物體內(nèi)能變化的關系下列說法正確的是A．物體吸收熱量內(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如果物體對外做了功，內(nèi)能不一定增大，故A錯；同理物體內(nèi)能增大也可能是外界對物體做功引起的，故B選項錯；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，還與物質(zhì)的量和體積有關，內(nèi)能小的物體溫度如果比內(nèi)能大的物體溫度高，熱量就會從內(nèi)能小的物體向內(nèi)能大的物體傳遞，故C選項正確，D選項錯誤。答案C,
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