《物理新导学笔记选修3-3江苏专用课件：第十章 热力学定律 1-2 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理新导学笔记选修3-3江苏专用课件：第十章 热力学定律 1-2 .pptx（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章 热力学定律 1 功和内能 2 热和内能 学习目标 1 了解焦耳的两个实验的原理 知道做功和热传递的实质 2 知道做功和热传递是改变内能的两种方式 理解做功和热传递对改变 系统内能是等效的 明确两种方式的区别 3 明确内能 功 热量 温度四个物理量的区别和联系 内容索引 知识探究 新知探究 点点落实 题型探究 重点难点 各个击破 达标检测 检测评价 达标过关 知识探究 导学探究 1 在焦耳的许多实验中 有两个最具有代表性 一个实验 是让重物下落带动叶片搅拌容器中的水 引起水温上升 另一个实验是 通过电流的热效应给水加热 焦耳的这两个实验说明了什么问题 一 功和内能 答案 答案 做功和热传
2、递对改变物体的内能是等效的 答案 图1 你能看到什么现象 实验现象说明了什么 答案 可以看到棉花燃烧 实验现象说明压缩空气做功 使空气 内能增大 达到棉花的燃点后引起棉花燃烧 2 如图1 在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花 压下活塞 观察棉花的变化 图中用力按压活塞时为什么一定要迅速 答案 迅速按下活塞是为了减少甚至杜绝热传递 创造一个绝热条件 答案 3 如图2 小孩沿滑梯下滑时屁股通常会感到发热 这是为什么 图2 答案 小孩沿滑梯下滑时克服摩擦力做功 内能增加 知识梳理 1 焦耳的实验 1 绝热过程 系统只由于外界对它做功而与外界交换 它不从外界吸 热 也不向外界 2 代表性实验 重物下落带
3、动叶片搅拌容器中的水 引起水温 通过电流的 给水加热 3 实验结论 要使系统状态通过绝热过程发生变化 做功的量只由过程始末 两个状态决定 而与做功的具体过程和方式 填 有关 或 无关 放热 上升 热效应 无关 能量 2 功和内能 1 内能 微观 所有分子热运动的动能和势能之和 宏观 只依赖于热力学系统 的物理量 2 功和内能 在绝热过程中 外界对系统做的功等于系统内能的增加量 即 3 U W适用条件是 过程 4 在绝热过程中 外界对系统做功 系统的内能 系统对外界做功 系统的内能 自身状态 绝热 增加 减少 U W 导学探究 1 用铁锤反复敲击铁棒 铁棒的温度会升高 把铁棒放在 碳火上烧 铁棒
4、的温度也会升高 这说明了什么问题 二 热和内能 答案 说明做功和热传递都能改变物体的内能 答案 2 如图3所示是热传递的三种方式 传导 对流和辐射 图3 这三种方式在传递能量时有什么共同点 答案 三种方式都是热量从高温物体传递到低温物体 答案 热传递和做功都可以改变物体的内能 这两种方式在改变物体内能时 本质上又有什么不同 答案 答案 热传递是内能在物体间转移 做功是其他形式的能和内能之间的 转化 知识梳理 1 热传递 1 条件 物体的 不同 2 热传递 热量总是从 物体向 物体传递 2 热和内能 1 热量 它是在单纯的传热过程中系统 变化的量度 2 表达式 3 热传递与做功在改变系统内能上的
5、异同 做功和热传递都能引起系统 的改变 做功时是内能与其他形式能的 热传递只是不同物体 或一个物 体的不同部分 之间内能的 温度 高温低温 U Q 内能 内能 转化 转移 题型探究 一 对功和内能的理解 1 做功与内能变化的关系 1 做功改变物体内能的过程是其他形式的能 如机械能 与内能相互转化 的过程 2 在绝热过程中 外界对物体做多少功 就有多少其他形式的能转化为 内能 物体的内能就增加多少 2 功与内能的区别 1 功是过程量 内能是状态量 2 在绝热过程中 做功一定能引起内能的变化 3 物体的内能大 并不意味着做功多 在绝热过程中 只有内能变化越大 时 相应地做功才越多 例1 如图4所示
6、 活塞将汽缸分成甲 乙两气室 汽缸 活塞 连同拉杆 是绝热的 且不漏气 以E甲 E乙分别表示 甲 乙两气室中气体的内能 则在将拉杆缓慢向外拉的 过程中 A E甲不变 E乙减小 B E甲不变 E乙增大 C E甲增大 E乙不变 D E甲增大 E乙减小 图4 解析 对甲室内的气体 在拉杆缓慢向外拉的过程中 活塞左移 压缩 气体 外界对甲室内的气体做功 其内能应增大 对乙室内的气体 活 塞左移 气体膨胀 乙室内的气体对外界做功 内能应减小 答案解析 1 压缩气体 外界对气体做功 内能增大 温度升高 柴油机就是利用这 个原理点火的 2 在绝热过程中 末态内能大于初态内能时 U为正 W为正 外界对系 统做
7、功 末态内能小于初态内能时 U为负 W为负 系统对外界做功 归纳总结 二 对热和内能的理解 1 在单纯传热中 系统从外界吸收多少热量 系统的内能就增加多少 系统向外界放出多少热量 系统的内能就减少多少 即 U U2 U1 Q 2 传热改变物体内能的过程是不同物体之间 或同一物体的不同部分之间 内能转移的过程 例2 多选 关于热传递 下列说法正确的是 A 热传递中 热量一定从含热量多的物体传向含热量少的物体 B 两个物体间发生热传递的条件是它们之间有温度差 C 在热传递中热量一定从内能多的物体传向内能少的物体 D 内能相等的两个物体相互接触时 也可能发生热传递 答案解析 解析 热量的概念只有在涉
8、及热传递时才有意义 所以不能说物体含有 多少热量 A错误 物体间发生热传递的条件是物体间存在温度差 B正确 在热传递中 热量一定从温度高的物体传向温度低的物体 温度高的物 体内能不一定多 故C错误 D正确 1 热传递与物体的内能的多少无关 只与两个物体 或一个物体的两部分 的温度差有关 热量总是从高温物体自发地传递到低温物体 2 热传递过程中 热量可以由内能大的物体传递到内能小的物体上 也 可以由内能小的物体传递到内能大的物体上 归纳总结 三 内能和相关概念的辨析 1 内能与热量 内能是状态量 可以说系统具有多少内能而不能说传递多少内能 热量 是过程量 不能说系统具有多少热量 只能说传递了多少
9、热量 2 热量与温度 热量是系统的内能变化的量度 而温度是系统内部大量分子做无规则运 动的激烈程度的标志 虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差 但 是传递的是热量 不是温度 3 热量与功 热量和功 都是系统内能变化的量度 都是过程量 一定量的热量与一 定量的功相当 功是能量变化的量度 但它们之间有着本质的区别 例3 关于温度 热量 功和内能 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 外界对系统做功W 内能必定增加 D 发生热传递的条件是两物体之间存在温度差 答案解析 解析 热量是物体间进行热传递时内能的转移 不能说物体含有多
10、少热 量 故A B错 由于做功和热传递都可引起物体内能的变化 只根据做功无法准确判断 物体内能的变化 故C错 物体间发生热传递的条件是存在温度差 故D对 物理量之间进行比较时 关键是弄清物理量的概念及其意义 特别是容 易混淆的一些概念 它们一定有不同之处 如内能 功和热量的区别关 键之处是状态量与过程量 归纳总结 达标检测 1 功和内能 多选 在下述各种现象中 不是由做功引起系统温度变化的是 A 在阳光照射下 水的温度升高 B 用铁锤不断锤打铅块 铅块温度会升高 C 在炉火上烧水 水的温度升高 D 电视机工作一段时间 其内部元件温度升高 解析 阳光照射下水温升高是热辐射使水的温度升高 在炉火上
11、烧水是 热传导和对流使水的温度升高 用铁锤锤打铅块的过程 是做功的过程 铅块温度升高 是由于外界做功引起的 电视机工作时 电流通过各 元件 电流做功使其温度升高 可见A C不是由做功引起系统温度变化 的 故选A C 答案解析 1234 2 功和内能 一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程 设气体分子间 的势能可忽略 则在此过程中 A 外界对气体做功 气体分子的平均动能增加 B 外界对气体做功 气体分子的平均动能减少 C 气体对外界做功 气体分子的平均动能增加 D 气体对外界做功 气体分子的平均动能减少 答答案解析 解析 绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递 膨胀过程气体体 积增大 气体对外
12、界做功W 0 由 U U2 U1 W可知 气体内能减少 由于气体分子间的势能可忽略 故气体分子的平均动能减少 1234 3 热和内能 下列说法正确的是 A 若A B两物体接触但没有热传递 则两物体所包含的热量相等 B 做功和热传递的共同点是都能使系统内能改变 C 一物体先后经几个不同的物理过程 其温度均从t1升高到t2 则在这些 过程中物体一定从外界吸收相同的热量 D 高温物体内能多 低温物体内能少 答案 解析 1234 解析 A B两物体没有发生热传递是因为两物体温度相等 A错 做功和热传递都是改变内能的方式 B对 一物体温度从t1升高到t2 内能的改变可能是由于吸收了热量 也可能是 外界对物体做了功 C错 高温物体分子的平均动能大 内能不一定大 D错 1234 4 内能与相关概念的辨析 多选 对于热量 功 内能三个量 下列说法 中正确的是 A 热量 功 内能三个量的物理意义是等同的 B 热量和功二者可作为物体内能大小的量度 C 热量 功和内能的国际单位都相同 D 热量和功是由过程决定的 而内能是由物体的状态决定的 答案解析 解析 热量 功和内能的国际单位都是焦耳 但热量 功 内能三个量 的物理意义是不同的 热量和功是过程量 内能是状态量 热量和功二 者可作为物体内能改变的量度而不是内能大小的量度 故A B错误 C D正确 1234
