3.1 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

第三章　热力学定律 3.1功、热和内能的改变 高二物理组　　吕老师 学习目标 1.了解焦耳的两个实验的原理. 2.从宏观定义上理解内能的概念. 3.知道做功是改变内能的方式. 　思考：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。 　(2)图中用力按压活塞时为什么一定要迅速？ 　(1)你能看到什么现象？实验现象说明了什么问题？ 　　可以看到棉花燃烧。实验现象说明压缩空气做功，使空气温度升高，达到棉花的燃点后引起棉花燃烧。 　　迅速按下活塞是为了减少热传递。 情景导课 阅读课本Ｐ46—49，完成导学案8min 1、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，容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施加一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体（ ） 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 Ｃ 练习 2、(多选)下列关于热传递的说法正确的是（ ） A.热量是从含热量较多的物体传到含热量较少的物体 B.热量是从温度较高的物体传到温度较低的物体 C.热量是从内能较多的物体传到内能较少的物体 D.热量是热传递过程中物体内能变化的量度 Ｃ ＢＤ 3、在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是（ ） A.两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高 B.冬天暖气为房间供暖 C.点燃的爆竹在空中爆炸 D.汽车的车轮与地面相互摩擦发热 Ｂ 4、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.两物体之间发生热传递的条件是存在温度差 Ｄ 练习 给你一根钢丝，如何才能改变它的内能呢？ 做功 热传递 “摩擦”    “折”  “敲打”  “锯”        …          “烧”           “晒”           “烤”          “烫” “冻”或者“冰”            … 焦耳  　焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——热功当量，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。 焦耳的实验 　1818年12月24日生于英国曼彻斯特 ，起初研究电学和磁学。 　1840年在英国皇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。 绝热过程 　　系统只通过对外界做功或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，这样的过程叫做绝热过程。 焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验 焦耳的实验 焦耳的实验 实验结论： 　　要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关 　　热量以卡为单位时与功的单位焦耳之间的数量关系，相当于单位热量的功的数量，叫做热功当量，即1卡=4.1840焦耳 焦耳的实验 取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气，观察橡胶塞跳出时瓶内的变化。 　　当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。 实验现象 功与内能的改变 功和内能变化的关系：做功可以改变系统的内能。功是系统内能转化的量度。 (1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程. (2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少. 判断气体是否做功的方法： ①一般气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0. ②若气体体积减小，表明外界对气体做功，W>0. 功与内能的改变 压缩气体 气体不自由膨胀 气体自由膨胀 V减小 V增加 V增加 外界对气体做功 气体对外界做功 气体对外界不做功 绝热 U增加 U减小 U不变 绝热 绝热 做功与气体体积变化的关系 K 气体A K 气体A 非真空 K 气体A 真空B 做功可以改变系统的内能： 功是能量转化的量度 在热力学系统的绝热过程中 ①若外界对系统做功，系统的内能增加 ②若系统对外界做功，系统的内能减少 　实质:其他形式的能与内能的相互转化 末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外界对系统做功 末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，系统对外界做功 做功与系统内能改变的关系 烤火取暖 开火烧水 太阳辐射 火钳变红 生活中常见的一些热现象 热传递的三种方式： 热传递： (1)条件：物体的温度不同. (2)传热：热量从高温物体传到了低温物体. 热与内能的改变 热传递的条件：存在温度差。 实质：热传递过程实质是能量转移的过程。 热和内能 (1) 热传递与内能改变的关系