第三章 1 功、热和内能的改变-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课件PPT（人教版） 

第三章　热力学定律 1　功、热和内能的改变 [定位·学习目标] 1.了解焦耳两个实验的原理,认识焦耳实验探究对建立热力学规律的意义。 2.利用功能关系构建内能概念,通过观察、思考,知道物体的内能是系统的一个状态量。 3.知道做功和传热在改变内能上的区别,并会区分热量和内能的概念。 4.理解做功和传热与内能改变的关系,会解释相关现象,分析相关的问题。 探究·必备知识 知识点一　焦耳实验 1.绝热过程 系统不从外界 ,也不向外界 ,这样的过程叫作绝热过程。 2.焦耳实验 (1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温 。 (2)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,做功的数量只由 .两个状态决定,而与做功的 无关。 吸热 放热 上升 热效应 过程始末 方式 3.系统的内能 任何一个热力学系统必定存在一个只依赖于系统 的物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在 过程中对系统所做的功相联系。鉴于功是能量 的量度,所以这个物理量必定是系统的一种能量,我们把它称为系统的内能。 自身状态 绝热 变化 知识点二　功与内能的改变 1.功与内能的改变 在热力学系统的绝热过程中,当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时,内能的变化量ΔU=U2-U1,等于外界对系统所做的功W,即ΔU= 。 2.理解 (1)ΔU=W的适用条件是 过程。 (2)在绝热过程中:外界对系统做功,系统的内能 ;系统对外做功,系统的内能 。 W 绝热 增加 减少 打气筒是日常生活中的一种工具,当我们用打气筒给自行车打气时。请思考: (1)打气过程中克服什么力做功? 答案:(1)克服气体的压力和摩擦力做功。 (2)打气的过程中摸一下打气筒的外壳有什么感觉?为什么? 答案:(2)打气筒外壳发烫。因为外界对气体做功,系统的内能增加,所以温度升高。 知识点三　热与内能的改变 1.传热 (1)条件:物体的 不同。 (2)过程:两个 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,热从 物体传到了 物体。 2.热和内能 (1)热量:在单纯的传热过程中系统 变化的量度。 温度 温度 高温 低温 内能 (2)热与内能的改变:当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时,内能的变化量ΔU=U2-U1,等于 ,即ΔU= 。 (3)传热与做功在改变系统内能上的异同。 ①做功和传热都能引起系统 的改变。 ②做功时,内能与其他形式的能发生 ;传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的 。 外界向系统传递的热量Q 内能 转化 转移 Q “围炉夜话”是古代中国文人认为非常有生活情趣的一种生活方式。请思考: (1)在“围炉”的过程中,人的身体并没有和炉子本身发生接触,为什么还能够感到温暖?现代取暖的方式主要是暖气,暖气使人们感到温暖的原因是什么? 答案:(1)热量可以通过传热向外扩散;暖气使人们感到温暖的原因和炉子一样,都是因为热量通过传热向外扩散。 (2)热量总是从内能多的物体向内能少的物体传递的吗? 答案:(2)不是,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。 (3)单纯地吸热或放热,系统的内能怎样变化? 答案:(3)单纯吸热系统内能增加,单纯放热系统内能减少。 突破·关键能力 要点一　对做功与内能的改变的理解 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。 探究:(1)你能看到什么现象?实验现象说明了什么问题? 答案:(1)可以看到棉花燃烧。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)图中用力按压活塞时为什么一定要迅速? 答案:(2)迅速按压活塞是为了减少传热,创造一个绝热条件。 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,外界对物体做功,则W>0,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;物体对外界做功,则 W<0。物体对外界做多少功,就有多少内能转化为其他形式的能,物体的内能就减少多少。 2.功和内能的区别 (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,只有变化较大时,对应着做功较多。 [例1] (2022·上海虹口区模拟)如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热 (即与外界不发生热交换)容器中