【高中物理】功、热和内能的改变 课件 2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

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1、3.1 功、功、热和内能的改和内能的改变问题导学n1.什么是绝热过程？n2.做功与内能变化的关系？n3.什么是热传递？n4.热传递的三种方式？n5.传递的热量与内能改变量的关系？1.什么是什么是绝热过程？程？绝热过程程系系统只通只通过对外界外界做功做功或外界或外界对它做功而与外界交它做功而与外界交换能量，它能量，它不从外界吸不从外界吸热，也不向外界放，也不向外界放热。2.做功与内能做功与内能变化的关系？化的关系？在在绝热过程程中中，外界外界对系系统做做的的功功等于等于系系统内能的增加量内能的增加量。表达式：表达式：UW说明：明：1.系系统内能的改内能的改变量，只与初末状量，只与初末状态的内能的

2、内能U1、U2有关，与做功的有关，与做功的过程、方式无关；程、方式无关；2.外界外界对系系统做功做功时w为正；系正；系统对外界做功外界做功时w为负。外界外界对系系统做功系做功系统内能增加；系内能增加；系统对外界做功系外界做功系统内能减小。内能减小。3.功是功是过程量，内能是状程量，内能是状态量。量。3.什么是什么是热传递？n1.定定义：热量从量从高温物体高温物体传递到低温到低温物体，或从物体，或从物体的高温部分物体的高温部分传递到低温部分叫做到低温部分叫做热传递。2.条件：条件：物体的物体的温度不同温度不同。3.方向性：方向性：高温高温 低温低温。（自（自发）4.热传递的三种方式？的三种方式？

3、热传递的三种方式：的三种方式：热传导、热对流、流、热辐射射。5.传递的的热量与内能改量与内能改变量的关系？量的关系？内能的增量等于内能的增量等于外界向系外界向系统传递的的热量量。表达式表达式：UQ。说明：明：Q是指外界向系是指外界向系统传递的的热量，量，系系统从外界吸收从外界吸收热量量Q0,系系统内能增加内能增加;系系统向外界放出向外界放出热量量Q0系系统对外界做功：外界做功：W0系系统向外界放出向外界放出热量：量：Q0系系统内能减少：内能减少：U 0基基础夯夯实例1：一定量的气体，从外界吸收热量2.7105J，内能增加4.3105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少

4、功？=+.=+.即外界即外界对气体做功气体做功 +链接高考接高考-热力学第一定律与气体力学第一定律与气体实验定律的定律的综合合应用用热力学第一定律与气体力学第一定律与气体实验定律的定律的结合量是气体的体合量是气体的体积和温度：和温度：当温度当温度变化化时，气体内能，气体内能变化；当体化；当体积变化化时，气体将伴随着做功。，气体将伴随着做功。常常见的分析思路如下：的分析思路如下：1.利用体利用体积的的变化分析做功化分析做功问题：气体体：气体体积增大，增大，对外做功气体；外做功气体；体体积减小，外界减小，外界对气体做功。气体做功。2.利用温度的利用温度的变化分析理想气体内能的化分析理想气体内能的变

5、化化。3.利用利用热力学第一定律判断是吸力学第一定律判断是吸热还是放是放热。如图，一定质量的理想气体从状态如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程开始，经历过程、到达到达状态状态e。对此气体，下列说法正确的是（。对此气体，下列说法正确的是（）A过程过程中气体的压强逐渐减小中气体的压强逐渐减小B过程过程中气体对外界做正功中气体对外界做正功C过程过程中气体从外界吸收了热量中气体从外界吸收了热量D状态状态c、d的内能相等的内能相等E状态状态d的压强比状态的压强比状态b的压强小的压强小BDE链接高考接高考2018新新课标1一定质量的理想气体从状态一定质量的理想气体从状态A经过状态经过状态B变化到

6、状态变化到状态C，其，其VT图象如图图象如图所示。下列说法正确的有（所示。下列说法正确的有（）AAB的过程中，气体对外界做功的过程中，气体对外界做功BAB的过程中，气体放出热量的过程中，气体放出热量CBC的过程中，气体压强不变的过程中，气体压强不变DABC的过程中，气体内能增加的过程中，气体内能增加BC巩固提升巩固提升3.3 能量守恒定律能量守恒定律1内容内容能能量量既既不不会会凭凭空空产产生生，也也不不会会凭凭空空消消失失，它它只只能能从从一一种种形形式式转转化化为为另另一一种种形形式式，或或者从一个物体者从一个物体转移转移到别的物体，在转化或转移的过程中，到别的物体，在转化或转移的过程中，

7、能量的总量能量的总量保持不变保持不变。2意义意义(1)各种形式的能可以各种形式的能可以相互转化相互转化。(2)各种物理现象可以用各种物理现象可以用能量守恒定律能量守恒定律联系在一起。联系在一起。3.永动机不可能制成永动机不可能制成（1）第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功对外做功的机器。的机器。（2）不可制成的原因：违背了不可制成的原因：违背了能量守恒能量守恒定律定律。能量守恒定律能量守恒定律考察考察选择题4 4.能量耗散和品质降低能量耗散和品质降低(1)能量耗散：能量耗散：能量分散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象。能量分散

8、到环境中无法重新收集起来加以利用的现象。(2)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性方向性。(3)能量耗散虽然不会导致能量总量的能量耗散虽然不会导致能量总量的减少减少，却，却会导致能量品质的降低，会导致能量品质的降低，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式。实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式。能量守恒定律能量守恒定律3.4 热力学第二定律力学第二定律定义：定义：物理学中物理学中反映宏观自然过程的反映宏观自然过程的方向性方向性的的定律定律就是热力学第二定律就是热力学

9、第二定律。一、一、热力学第二定律热力学第二定律1克劳修斯表述克劳修斯表述热热量量不不能能自自发发地地从从低低温温物物体体传传到到高高温温物物体体，这这就就是是热热力力学学第第二二定律的克劳修斯表述，阐述的是定律的克劳修斯表述，阐述的是热传递的热传递的方向性方向性。二、热力学第二定律的两种表述二、热力学第二定律的两种表述自发的方向是:从高温物体指向低温物体。二、热力学第二定律的两种表述二、热力学第二定律的两种表述3对热力学第二定律的理解对热力学第二定律的理解热力学第二定律的两种表述是热力学第二定律的两种表述是等价的等价的，也可以表述为：，也可以表述为：（1）气体向真空的自由膨胀是气体向真空的自由

10、膨胀是不可逆不可逆的的。（2）一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，）一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，具有方向性具有方向性。（3）第第二二类类永永动动机机不不可可能能制制成成：只只从从单单一一热热库库吸吸收收热热量量，使使之完全变为功而不引起其他变化的热机之完全变为功而不引起其他变化的热机。二、热力学第二定律的两种表述二、热力学第二定律的两种表述1有序、无序有序、无序一一个个系系统统的的个个体体按按确确定定的的某某种种规规则则，有有顺顺序序地地排排列列即即有有序序；个个体体分分布布没没有有确确定定的的要要求求，“怎样分布都可以怎样分布都可以”即无序。即无序。有序和无序是相对的

11、。有序和无序是相对的。2宏观态、微观态宏观态、微观态系统的系统的宏观状态宏观状态即宏观态，系统内个体的即宏观态，系统内个体的不同分布状态不同分布状态即微观态。即微观态。如果一个如果一个“宏观态宏观态”对应的对应的“微观态微观态”比较多，就说这个比较多，就说这个“宏观态宏观态”是比较无序的。是比较无序的。3.3.一切一切自发过程自发过程总是沿着分子热运动的总是沿着分子热运动的无序性增大无序性增大的方向进行。的方向进行。这就是热力学第二定这就是热力学第二定律的微观意义。律的微观意义。三三、热力学第二定律的微观解释、热力学第二定律的微观解释四四、熵及熵增加原理熵及熵增加原理(1)熵熵：表表达达式式S

12、kln，k叫叫做做玻玻耳耳兹兹曼曼常常量量，表表示示一一个个宏宏观观状状态态所所对对应应的的微微观观状状态态的的数数目目。S表表示示系系统统内内分分子子运运动动无无序序性性的量度的量度，称为，称为熵熵。(2)熵熵增增加加原原理理：在在任任何何自自然然过过程程中中，一一个个孤孤立立系系统统的的总总熵熵不不会会减小减小。同步同步60页变式式训练2，61页6、8，62页9、10，63页变式式训练2，64页4、5，65页7，67页变式式训练1、例、例2，69页例例题、变式式训练3，70页4、6，71页12、13，72页15、16.特别提醒：特别提醒：红颜色标注的写在作业本上，其它写在材料上。红颜色标注的写在作业本上，其它写在材料上。周六、日物理作周六、日物理作业