山东省枣庄市第三中学高中物理 10.1 功和内能 功和内能课件 新人教选修33.ppt
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1、第十章第十章热力学定律热力学定律2021/8/8 星期日星期日11 1 功和内能功和内能2021/8/8 星期日星期日22021/8/8 星期日星期日32021/8/8 星期日星期日412021/8/8 星期日星期日5焦耳的实验焦耳的实验 系统只由于外界对它做功而与外界交换能量它不从外系统只由于外界对它做功而与外界交换能量它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫绝热过程界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫绝热过程绝热过程：绝热过程：焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验 18181818年年1212月月2424日生于英国曼彻斯特，日生于英国曼彻斯特
2、，起初研究电学和磁学。起初研究电学和磁学。18401840年在英国皇年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律。焦耳测量了热与的定律，即焦耳定律。焦耳测量了热与机械功之间的当量关系机械功之间的当量关系热功当量，热功当量，为热力学第一定律和能量守恒定律的建为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础。立奠定了实验基础。焦耳焦耳2021/8/8 星期日星期日6焦耳热功当量实验一焦耳热功当量实验一机械功机械功2021/8/8 星期日星期日7焦耳热功当量实验二焦耳热功当量实验二电功电功2021/8/8 星期日星期日8焦耳的实验中的结论焦耳的实
3、验中的结论1.1.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。无关，仅与做功数量有关。2.2.在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功仅由在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。式。重力做功重力做功 电场力做功电场力做功 重力势能的变化重力势能的变化电势能的变化电势能的变化外力外力对系系统做功做功状状态的的变化化？2021/8/8 星期日星期日9内能内能2 2、微观定义（分子动理论对内能的定义）：、微观定
4、义（分子动理论对内能的定义）：物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和，叫物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。做物体的内能。1 1、宏观定义（热力学对内能的定义）：、宏观定义（热力学对内能的定义）：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的一种能量，这种能量叫做系统的内能。身状态的一种能量，这种能量叫做系统的内能。微观：分子热运动的激烈程度、分子间距、分子数。微观：分子热运动的激烈程度、分子间距、分子数。U U宏观：温度、体积、物质的量（状态）。宏观：温度、体积、物质的量（状态）。3 3、对绝热系统做功：、对绝
5、热系统做功：U=W2021/8/8 星期日星期日10当系统状态改变时，按照热力学对内能的定义，则物体当系统状态改变时，按照热力学对内能的定义，则物体的内能改变；而按分子动理论，系统状态改变时，描述的内能改变；而按分子动理论，系统状态改变时，描述系统状态的参量发生了变化，例如温度和体积改变，而系统状态的参量发生了变化，例如温度和体积改变，而分子的平均动能与温度有关，分子的势能与体积有关，分子的平均动能与温度有关，分子的势能与体积有关，所以系统的内能就要改变。因此内能的两种定义是一致所以系统的内能就要改变。因此内能的两种定义是一致的。的。2021/8/8 星期日星期日112021/8/8 星期日星
6、期日122021/8/8 星期日星期日132021/8/8 星期日星期日14做功与气体体做功与气体体积变化的关系化的关系压缩气体气体V减小减小外界外界对气体做功气体做功绝热U增加增加气体不自气体不自由膨由膨胀V增加增加气体气体对外界做功外界做功绝热U减小减小气体自气体自由膨由膨胀V增加增加气体气体对外界不做功外界不做功绝热U不不变K气体气体AK气体气体A真空真空BK气体气体A真空真空B2021/8/8 星期日星期日15例例1.1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A 分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B B 物体的分子势能由物体的温
7、度和体积决定物体的分子势能由物体的温度和体积决定C C 物体的速度增大时，物体的内能增大物体的速度增大时，物体的内能增大D D 物体的内能减小时，物体的温度可能增加物体的内能减小时，物体的温度可能增加D2021/8/8 星期日星期日16例例2.2.一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（的变化，下列判断中正确的是（）A A、物体的机械能和内能都不变、物体的机械能和内能都不变B B、物体的机械能减少，内能不变、物体的机械能减少，内能不变 C C、物体的机械能增加，内能增加、物体的机械能增加，内能增加D D、物体的机械
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