（課改地區(qū)專用）2018-2019學(xué)年高考物理總復(fù)習(xí) 2.1-2.2 功和內(nèi)能 熱和內(nèi)能課件.ppt

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2.1功和內(nèi)能2.2熱和內(nèi)能,一、功和內(nèi)能1.焦耳的實(shí)驗(yàn)(1)絕熱過(guò)程：系統(tǒng)只由于外界對(duì)它做功而與外界交換________，它不從外界_______，也不向外界_______的過(guò)程。(2)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(guò)電流的__________給水加熱。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：要使系統(tǒng)狀態(tài)通過(guò)絕熱過(guò)程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由過(guò)程始末兩個(gè)狀態(tài)決定，而與做功的_______無(wú)關(guān)。,能量,吸熱,放熱,上升,熱效應(yīng),方式,2.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)功和內(nèi)能：在絕熱過(guò)程中，外界對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，即____________。①ΔU＝W適用條件是絕熱過(guò)程。②在絕熱過(guò)程中：外界對(duì)系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加；系統(tǒng)對(duì)外界做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少。,自身狀態(tài),ΔU＝W,思維拓展如圖1：在有機(jī)玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，壓下活塞，觀察棉花的變化。,(1)你能看到什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么問(wèn)題？(2)圖中用力按壓活塞時(shí)為什么一定要迅速？答案(1)可以看到棉花燃燒。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明壓縮空氣做功，使空氣內(nèi)能增大，達(dá)到棉花的燃點(diǎn)后引起棉花燃燒。(2)迅速按下活塞是為了減少熱傳遞，創(chuàng)造一個(gè)絕熱條件。,圖1,二、熱和內(nèi)能1.熱傳遞(1)條件：物體的________不同。(2)過(guò)程：溫度不同的物體發(fā)生熱傳遞，溫度高的物體要降溫，溫度低的物體要升溫，_______從高溫物體傳到低溫物體。(3)熱傳遞的三種方式：_________、_________、_________。,溫度,熱量,熱傳導(dǎo),熱對(duì)流,熱輻射,2.熱和內(nèi)能(1)單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱也能改變系統(tǒng)的______________，即熱傳遞能改變物體的________。(2)熱量：在單純的傳熱過(guò)程中系統(tǒng)________________的量度。(3)單純的傳熱過(guò)程中內(nèi)能的變化。①公式：________________。②物體________，Q為正；物體________，Q為負(fù)。,熱力學(xué)狀態(tài),內(nèi)能,內(nèi)能變化,ΔU＝Q,吸熱,放熱,思維拓展(1)熱傳遞的實(shí)質(zhì)是什么？(2)在單純的熱傳遞過(guò)程中，怎樣計(jì)算內(nèi)能的增量？(3)根據(jù)Q＝ΔU，能否說(shuō)熱量就是內(nèi)能？答案(1)熱傳遞的實(shí)質(zhì)是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。(2)當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)單純的熱傳遞達(dá)到狀態(tài)2時(shí)，內(nèi)能的增加量ΔU等于外界對(duì)系統(tǒng)傳遞的熱量Q，即ΔU＝Q。(3)不能。熱量是過(guò)程量，只在發(fā)生熱傳遞時(shí)體現(xiàn)，可以測(cè)量；而內(nèi)能是狀態(tài)量，不可測(cè)量。,做功與內(nèi)能變化的關(guān)系,[要點(diǎn)歸納]1.做功與內(nèi)能的變化(1)做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。(2)在絕熱過(guò)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。,2.功與內(nèi)能的區(qū)別(1)功是過(guò)程量，內(nèi)能是狀態(tài)量。(2)在絕熱過(guò)程中，做功一定能引起內(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(guò)程中，只有內(nèi)能變化越大時(shí)，相應(yīng)地做功才越多。,[精典示例][例1]如圖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)的絕熱活塞。今對(duì)活塞施加一豎直向下的壓力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力，則被密封的氣體(),圖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)能增加解析向下壓活塞，活塞對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，氣體的體積減小，可得出氣體的壓強(qiáng)增大，故選項(xiàng)C正確。答案C,分析絕熱過(guò)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，ΔU為正值；若系統(tǒng)對(duì)外界做正功，系統(tǒng)內(nèi)能減少，ΔU為負(fù)值。此過(guò)程做功的多少為內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度。(2)在絕熱過(guò)程中，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為恒量，這也是判斷絕熱過(guò)程的一種方法。,,[針對(duì)訓(xùn)練1]如圖3所示，一個(gè)質(zhì)量為20kg的絕熱汽缸豎直放置，絕熱活塞的質(zhì)量為5kg，面積為0.1m2，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)被封閉氣體的高度為50cm，現(xiàn)在活塞上方加一15kg的物體，待穩(wěn)定后，被封閉氣體的高度變?yōu)?0cm。求在這一過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加了多少？(p0＝1.01105Pa，g取10m/s2),圖3,解析由于汽缸及活塞均絕熱，故外界對(duì)氣體所做的功全部轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物體)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)100.1J＋1.011050.10.1J＝1030J。答案1030J,功、內(nèi)能、熱量和溫度的區(qū)別與聯(lián)系,[要點(diǎn)歸納]1.內(nèi)能與溫度：從宏觀上看，溫度表示的是物體的冷熱程度；從微觀上看，溫度反映了分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，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)。,2.熱量和內(nèi)能(1)內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(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)熱傳遞和做功兩種方式來(lái)完成。(2)熱量是熱傳遞過(guò)程中的特征物理量，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過(guò)程中所轉(zhuǎn)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，離開過(guò)程，毫無(wú)意義。(3)對(duì)某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，根本不存在“熱量”和“功”。不能說(shuō)一個(gè)系統(tǒng)中含有多少熱量。,3.熱量與溫度：熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。熱傳遞的前提條件是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差，傳遞的是熱量而不是溫度。4.熱量與功：熱量和功都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過(guò)程量，一定量的熱量與一定量的功相當(dāng)，但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。,5.改變內(nèi)能的兩種方式的比較,[精典示例][例2]一個(gè)氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起(若不計(jì)氣泡內(nèi)空氣分子勢(shì)能的變化)，則()A.氣泡對(duì)外做功，內(nèi)能不變，同時(shí)放熱B.氣泡對(duì)外做功，內(nèi)能不變，同時(shí)吸熱C.氣泡內(nèi)能減少，同時(shí)放熱D.氣泡內(nèi)能不變，不吸熱也不放熱,解析在氣泡緩慢上升的過(guò)程中，氣泡外部的壓強(qiáng)逐漸減小，氣泡膨脹，對(duì)外做功，故氣泡中空氣分子的內(nèi)能減少，溫度降低。但由于外部恒溫，且氣泡緩慢上升，故可以認(rèn)為上升過(guò)程中氣泡內(nèi)空氣的溫度始終等于外界溫度，內(nèi)能不變，故需從外界吸收熱量，且吸收的熱量等于對(duì)外界所做的功。答案B,熱傳遞、做功和內(nèi)能改變的認(rèn)知誤區(qū)(1)誤認(rèn)為有熱傳遞或做功時(shí)，內(nèi)能一定變化。如果只是做功或只是進(jìn)行熱量傳遞都會(huì)改變物體的內(nèi)能，但是如果做功的同時(shí)還有熱量的傳遞，則內(nèi)能不一定會(huì)發(fā)生變化。(2)對(duì)做功與內(nèi)能變化關(guān)系認(rèn)識(shí)不清。在判斷內(nèi)能增加或減少時(shí)，一定要搞清是對(duì)內(nèi)做功還是對(duì)外做功，是從外界吸收熱量還是向外界放出熱量。,,[針對(duì)訓(xùn)練2]下列說(shuō)法正確的是()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.物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加D.物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能一定減少解析物體的內(nèi)能由溫度、體積及物質(zhì)的量決定，不是只由溫度決定，故A、B錯(cuò)誤；物體從外界吸收熱量，有可能同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定增加，同時(shí)，物體對(duì)外做功，有可能同時(shí)從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定減少，故C正確，D錯(cuò)誤。答案C,