选修功和内能热和内能.pptx

《选修功和内能热和内能.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《选修功和内能热和内能.pptx（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、功功功功1 1做功的两个基本要素做功的两个基本要素做功的两个基本要素做功的两个基本要素力力力力位移位移位移位移2 2做功的实例分析做功的实例分析做功的实例分析做功的实例分析案例案例1:冬天搓手冬天搓手案例案例2:压缩气体压缩气体第1页/共33页焦耳实验焦耳实验焦耳实验焦耳实验1 1焦耳的两个代表性实验焦耳的两个代表性实验焦耳的两个代表性实验焦耳的两个代表性实验代表性实验代表性实验代表性实验代表性实验1:1:重物下落带动叶片搅拌水重物下落带动叶片搅拌水重物下落带动叶片搅拌水重物下落带动叶片搅拌水代表性实验代表性实验代表性实验代表性实验2:2:电流的热效应给水加热电流的热效应给水加热电流的热效应给

2、水加热电流的热效应给水加热第2页/共33页2 2代表性实验代表性实验代表性实验代表性实验1 1重物重物重物重物P P 重物重物重物重物P P装水的容器内部结构内部结构内部结构内部结构叶片叶片叶片叶片轴轴轴轴绝绝热热材材料料 实验装置实验装置实验装置实验装置第3页/共33页 实验过程实验过程实验过程实验过程重物下落重物下落重物下落重物下落带动叶片转动带动叶片转动带动叶片转动带动叶片转动对水做功对水做功对水做功对水做功 实验现象实验现象实验现象实验现象水由于摩擦水由于摩擦而温度上升而温度上升尽管各次悬挂重物的重量不同，尽管各次悬挂重物的重量不同，尽管各次悬挂重物的重量不同，尽管各次悬挂重物的重量不

3、同，下落高度也不一样，但只要做下落高度也不一样，但只要做下落高度也不一样，但只要做下落高度也不一样，但只要做功相同，容器内水温上升的数功相同，容器内水温上升的数功相同，容器内水温上升的数功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统的状态值都是相同的，即系统的状态值都是相同的，即系统的状态值都是相同的，即系统的状态变化是相同的变化是相同的变化是相同的变化是相同的 实验结论实验结论实验结论实验结论第4页/共33页3 3绝热过程绝热过程绝热过程绝热过程系统内于外界对它做功而与外界交换系统内于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做

4、绝热过程。放热，这样的过程叫做绝热过程。要点：要点：要点：要点：内外有能量交换内外有能量交换内外有能量交换内外有能量交换无热交换方式无热交换方式无热交换方式无热交换方式第5页/共33页代表性实验二：对系统做电功（电流热效应）代表性实验二：对系统做电功（电流热效应）现象：电流现象：电流通过电热丝通过电热丝使绝热容器使绝热容器内的液体温内的液体温度升高。度升高。结论：结论：对同一系统，在绝热过程中只要所对同一系统，在绝热过程中只要所做的做的电功相同电功相同，系统温度上升的数值就相同，即系，系统温度上升的数值就相同，即系统的状态变化相同。即对水做功可以改变统的状态变化相同。即对水做功可以改变内能内能

5、。第6页/共33页4 4归纳与总结归纳与总结归纳与总结归纳与总结焦耳实验表明：焦耳实验表明：焦耳实验表明：焦耳实验表明：各种不同绝热过程中各种不同绝热过程中各种不同绝热过程中各种不同绝热过程中如果使系统从状态如果使系统从状态如果使系统从状态如果使系统从状态1 1变到状态变到状态变到状态变到状态2 2所需要外界做功的数量是相同的所需要外界做功的数量是相同的所需要外界做功的数量是相同的所需要外界做功的数量是相同的结论：结论：使系统状态的绝热过程发生变化，做使系统状态的绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末状态决定，与功的数量只由过程始末状态决定，与做功方法与做功过程无关。做功方法与做功过程无关。

6、第7页/共33页焦耳的实验焦耳的实验(Joule experiment)Joule experiment)焦耳实验揭示了热量与功之间确定的当量关系（卡4.186焦耳），表明机械运动或电磁运动与热运动之间是可以相互转化的它启迪人们继续发现了各种物质运动之间的相互转化关系，为能量转化和守恒定律的建立奠定了基础 焦耳在做热功当量实验第8页/共33页 回顾哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定与物体的运动路径无关？第9页/共33页内能内能内能内能系统中所有分子热运动的动能和分系统中所有分子热运动的动能和分子势能的总和子势能的总和影响因素：温度、体积、物质的量影响因素：温度、体积、物质的量内能是状态

7、量内能是状态量1 1内能的微解释内能的微解释内能的微解释内能的微解释第10页/共33页绝热过程中，外界对系统所做的功绝热过程中，外界对系统所做的功仅由过程的始末状态决定仅由过程的始末状态决定不依赖于做功的具体过程和方式不依赖于做功的具体过程和方式描述系统两状态间差别与外界在描述系统两状态间差别与外界在绝热过程中对系统做功的物理量绝热过程中对系统做功的物理量 内能内能2 2内能的宏观认识内能的宏观认识内能的宏观认识内能的宏观认识第11页/共33页乙醚顶塞乙醚顶塞水做功水做功钻木取火钻木取火1 1做功改变物体内能的案例分析做功改变物体内能的案例分析做功改变物体内能的案例分析做功改变物体内能的案例分

8、析功和内能功和内能功和内能功和内能第12页/共33页2 2做功与改变内能的关系做功与改变内能的关系做功与改变内能的关系做功与改变内能的关系系统经历绝热过程系统经历绝热过程从状态从状态1到达状态到达状态2内能分别为内能分别为 U1、U2做功为做功为 W 则内能的变化量则内能的变化量U=W若外界对系统做功（若外界对系统做功（W 0）则系统则系统内能增加（内能增加（U 0）由由U=W 可知可知若系统对外界做功（若系统对外界做功（W 0）则系统则系统内能减小（内能减小（U 0）3 3热功当量热功当量热功当量热功当量1kal=4.18J 或或 1J=0.24cal 第13页/共33页热传递演示实验：第1

9、4页/共33页动画：热传递动画：热传递第15页/共33页3、热传递有三种方式：热传导、热对流、热辐射。2、发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在温度差。1、两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，我们说热量从高温物体传到了低温物体。这样的过程叫做热传递。第16页/共33页四、热和内能四、热和内能 1、热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增量U=U2-U1就等于外界向系统传递的热量Q，即U=Q。2、像做功一样，热量的概念也只有在涉及能量的传递时才有意义。所以不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量

10、。外界没有对系统（水）做功，只对系统传热，同样能改变系统的状态。拓展思考拓展思考：在单纯传热过程中，系统从外界吸热，系统的内能怎么变？数量上有什么关系？若系统对外界放热呢？第17页/共33页1 1、物体从外界吸热，物体内能增加。、物体从外界吸热，物体内能增加。2 2、物体对外界放热，物体内能减少。、物体对外界放热，物体内能减少。第18页/共33页做功和热传递的区别做功和热传递的区别 1、做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少 热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变用热量来量度的物体吸收多少

11、热量，物体的内能就增加多少；物体放出多少热量，物体的内能就减少多少 第19页/共33页2做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 3做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）第20页/共33页即时应用(即时突破，小试牛刀)2对于热量、功和内能三者的关系下列说法中正确的是()A三者单位相同，物理意义相同B热量和功是内能的量度C热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定D系统内能增加了100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系统传热100

12、 J第21页/共33页解析：选CD.热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别，A错热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度，C对，B错对一个绝热过程UW100 J，对一个单纯传热过程UQ100 J，D对第22页/共33页A温度升高，压强增大，内能减少B温度降低，压强增大，内能减少C温度升高，压强增大，内能增加D温度降低，压强减小，内能增加图图1012 (2010年年高高考考福福建建卷卷)如如图图1012所所示示，一一定定质质量量的的理理想想气气体体密密封封在在绝绝热热(即即与与外外界界不不发发生生热热交交换换)容容器器中中，容容器器内内装装有有一一可可以以活

13、活动动的的绝绝热热活活塞塞今今对对活活塞塞施施以以一一竖竖直直向向下下的的压压力力F，使使活活塞塞缓缓慢慢向向下下移移动动一一段段距距离离后后，气气体体的的体体积积减减小小若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体()例例例例1 1拓展迁移、学以致用类型类型一一做功和内能变化的关系做功和内能变化的关系第23页/共33页【方法总结方法总结】对于一定质量的气体，分析对气体对于一定质量的气体，分析对气体做功情况时，可根据气体的体积变化做出判断：气做功情况时，可根据气体的体积变化做出判断：气体膨胀，气体对外界做功；气体压缩，外界对气体体膨胀，气体对外界做功

14、；气体压缩，外界对气体做功，但气体向真空自由膨胀时不做功做功，但气体向真空自由膨胀时不做功【思路点拨】明确研究对象是密闭的气体，由功和内能的关系得出温度的变化，再利用理想气体状态方程求解【自自主主解解答答】由由F对对密密闭闭的的气气体体做做功功，容容器器及及活活塞塞绝绝热热，则则Q0，由由功功和和内内能能的的关关系系知知理理想想气气体体内内能能增增大大，T升升高高，再根据再根据pV/TC，V减小，减小，p增大，故选增大，故选C.第24页/共33页变式训练1(2011年湖北八校联考)如图1013所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则

15、在此过程中(不计气体的分子势能)()图图1013A气体对外界做功，温度降低，内能减少B气体对外界做功，温度不变，内能减少C气体不做功，温度不变，内能不变D气体不做功，温度不变，内能减少第25页/共33页 在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是()A一定是物体放出了50 J的热量B一定是物体吸收了50 J的热量C一定是物体分子动能增加了50 JD物体的分子平均动能可能不变物体的分子平均动能可能不变例例例例2 2类型二类型二传热和内能变化的关系传热和内能变化的关系第26页/共33页【精精讲讲精精析析】在在力力不不做做功功的的情情况况下下，内内能能的的改改变变等等于于传传

16、递递的的热热量量，内内能能增增加加，一一定定是是吸吸收收了了相相等等能能量量的的热热量量，故故A A错错B B对对物物体体内内能能包包括括所所有有分分子子的的动动能能和和势势能能，内内能能由由分分子子数数、分分子子平平均均动动能能、分分子子势势能能共共同同决决定定，所所以以内内能能增增加加了了50 50 J J并并不不一一定定是是分分子子动动能能增增加加了了50 50 J J物物体体的的分分子子平平均均动动能能有有可可能能不不变变，这这时时吸吸收收的的50 50 J J热热量量全全部部用用来来增增加加分子势能分子势能【答案答案】BDBD【方法总结方法总结】物体的内能增加，温度不一定升物体的内能

17、增加，温度不一定升高例如晶体熔化时，内能增加，温度不变高例如晶体熔化时，内能增加，温度不变第27页/共33页变式训练2关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()A物体吸收热量，内能一定增大B物体对外做功，内能一定减少C物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变第28页/共33页 关于温度、热量、内能，以下说法正确的是()A同一物体温度高时，含有的热量多B物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高C在传热中，放出热量的物体内能一定大于吸收热量的物体的内能D热量总是自发地从温度高的物体传给温度低的物体类型三类型三温度、热量、内能的区别温度、热量、内能的区别例例例例3 3第29页/共33页【精讲精析】同一物体温度高时，内能大，只有传热过程转移的内能才能称为热量，A、B错；在传热过程中，热量从温度高的物体传给温度低的物体，温度高的物体内能不一定大，故D对【答案】D【方法总结】温度、内能是状态量、热量、功是过程量第30页/共33页变式训练3关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有()A热水的内能比冷水的内能多B温度高的物体其热量必定多，内能必定大C在传热过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D热量是传热过程中内能转移的量度第31页/共33页第32页/共33页感谢您的观看！第33页/共33页