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 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 選修3 3 熱力學定律 第十章 第二節(jié)熱和內(nèi)能 第十章 當我們雙手靠近火源 雙手立即就會感受到手變熱了 冬天 當天氣冷時 我們搓搓手就會感到手暖一些 思考一下內(nèi)能的概念 你認為改變物體的內(nèi)能有幾種方式 熱傳遞 1 概念兩個溫度不同的物體相互接觸時溫度高的物體要 溫度低的物體要 即熱量從 物體傳到了 物體 這個過程就叫做熱傳遞 2 熱傳遞的方式 和 3 熱傳遞的條件 4 實質(zhì)熱傳遞過程實質(zhì)是 轉(zhuǎn)移的過程 降溫 升溫 高溫 低溫 熱傳導 熱對流 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程中系統(tǒng) 的量度 內(nèi)能 U 內(nèi)能 U 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動的激烈程度 是分子平均動能的標志 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 可能同時對外做功 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 可以通過熱傳遞或做功兩種途徑來完成 而熱量是傳遞過程中的特征物理量 和功一樣 熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過程中所遷移的能量 是用來衡量物體內(nèi)能變化的 有過程 才有變化 離開過程 毫無意義 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 不能說一個系統(tǒng)中含有 多少熱量 或 多少功 特別提醒 只要存在溫度差 熱傳遞過程就會進行 與原來物體內(nèi)能的多少大小無關(guān) 熱傳遞過程能量可以由內(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 當機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時 必須通過物體的宏觀運動才能實現(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 或從一個物體傳遞給另一物體 它是在分子相互作用下 通過分子的微觀運動來達到內(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 任何一個物體在每一個狀態(tài)下都有確定的內(nèi)能 但物體在某一狀態(tài)下的內(nèi)能的大小是無法計算的 實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)變化過程中內(nèi)能變化量的大小 物體內(nèi)能的變化 需要通過做功或熱傳遞 因此功和熱量只有在狀態(tài)變化過程中才有意義 它們是過程量 1 遠古時代 取火是一件困難的事 火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃 隨著人類文明的進步 出現(xiàn)了 鉆木取火 等方法 鉆木取火 是通過 方式改變物體的內(nèi)能 把 轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能 2 某同學做了一個小實驗 先把空的燒瓶放到冰箱冷凍 一小時后取出燒瓶 并迅速把一個氣球緊密的套在瓶頸上 然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里 氣球逐漸膨脹起來 如圖 這是因為燒瓶里的氣體吸收了水的 溫度 體積 答案 1 做功 機械能 2 熱量 升高 增大解析 1 鉆木取火是通過做功方式把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能 2 將燒瓶放進熱水中 燒瓶內(nèi)的氣體吸熱膨脹 下列關(guān)于熱傳遞的說法中正確的是 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 比熱容的大小均無關(guān) 答案 B 對熱傳遞的理解 指出下面例子中通過熱傳遞改變物體內(nèi)能的是 A 感到手冷時 搓搓手就會覺得暖和些B 擦火柴時 火柴頭上的紅磷溫度升高到紅磷的燃點 火柴燃燒起來C 物體在陽光照射下溫度升高D 反復彎折一根鐵絲 彎折的部分溫度升高答案 C解析 A B D均是通過做功改變物體的內(nèi)能 C項是通過熱傳遞的方式之一熱輻射來改變物體內(nèi)能 故C項正確 對于熱量 功 內(nèi)能三個物理量 下列各種說法中正確的是 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 熱量和功是由過程決定的 而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的 對熱量 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能和分子勢能的總和 而要改變物體的內(nèi)能 可以通過做功和熱傳遞兩種方式 這三者的物理意義不同 故選項A錯誤 熱量是熱傳遞過程中 物體內(nèi)能的變化量 而不是內(nèi)能的量度 故選項B錯誤 熱量 功 內(nèi)能三者的單位一樣 都是焦耳 J 故C項錯誤 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D正確 答案 D 關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量 下列說法中正確的有 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 在熱傳遞過程中 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項錯 關(guān)于熱量的論述 D項是正確的 易錯點 不明確 熱量 的含義案例 下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說法中 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分析 易錯選項及錯誤原因具體分析如下 正確解答 選項A是生活中很常見的說法 但是物理學中的熱量是過程量 不是狀態(tài)量 不能象內(nèi)能那樣蘊含在物體中 選項A錯 說法B與說法A存在相同的錯誤 此外 物體的內(nèi)能與熱量之間 在數(shù)量上沒有必然聯(lián)系 選項B錯 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)能無關(guān) 選項C錯 D對 正確答案 D