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

3.1 功、热和内能的改变 1 问题导学 1.什么是绝热过程？ 2.做功与内能变化的关系？ 3.什么是热传递？ 4. 热传递的三种方式？ 5.传递的热量与内能改变量的关系？ 1.什么是绝热过程？ 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。 2.做功与内能变化的关系？ 在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量。 表达式：ΔU＝W 说明： 1.系统内能的改变量，只与初末状态的内能U1、U2有关，与做功的过程、方式无关； 2. 外界对系统做功时w为正；系统对外界做功时w为负。 外界对系统做功系统内能增加；系统对外界做功系统内能减小。 3.功是过程量，内能是状态量。 3.什么是热传递？ 1.定义： 热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分叫做热传递。 2.条件：物体的温度不同。 3.方向性：高温 低温。（自发） 4. 热传递的三种方式？ 热传递的三种方式： 热传导、热对流、热辐射。 5.传递的热量与内能改变量的关系？ 内能的增量等于外界向系统传递的热量。 表达式：ΔU＝Q。 说明： Q是指外界向系统传递的热量， 系统从外界吸收热量Q>0,系统内能增加; 系统向外界放出热量Q<0,系统内能减小。 做功与热传递的比较 相同点：做功和热传递在改变物体的内能上是等效的； 不同点： 1. 做功是其他形式的能与内能之间的转化； 热传递是不同物体间或同一物体间不同部分之间内能的转移； 2.发生条件： 做功：无条件； 热传递：高温到低温。 3.2 热力学第一定律 一、热力学第一定律 1．改变内能的两种方式 做功和热传递 等效的 2．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 (2)表达式：ΔU＝Q＋W。 ΔU＝Q＋W 一、热力学第一定律 符号法则： 外界对系统做功：W>0 系统对外界做功：W<0 系统从外界吸收热量：Q>0 系统向外界放出热量：Q<0 系统内能增加：ΔU >0 系统内能减少：ΔU < 0 基础夯实 例1：一定量的气体，从外界吸收热量2.7×105J，内能增加4.3×105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？ 得： 即外界对气体做功 链接高考-热力学第一定律与气体实验定律的综合应用 热力学第一定律与气体实验定律的结合量是气体的体积和温度： 当温度变化时，气体内能变化；当体积变化时，气体将伴随着做功。 常见的分析思路如下： 1. 利用体积的变化分析做功问题：气体体积增大，对外做功气体； 体积减小，外界对气体做功。 2. 利用温度的变化分析理想气体内能的变化。 3. 利用热力学第一定律判断是吸热还是放热。 如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达 状态e。对此气体，下列说法正确的是（　　 ） A．过程①中气体的压强逐渐减小 B．过程②中气体对外界做正功 C．过程④中气体从外界吸收了热量 D．状态c、d的内能相等 E．状态d的压强比状态b的压强小 BDE 链接高考—2018新课标1 一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V﹣T图象如图 所示。下列说法正确的有（ 　　） A．A→B的过程中，气体对外界做功 B．A→B的过程中，气体放出热量 C．B→C的过程中，气体压强不变 D．A→B→C的过程中，气体内能增加 BC 巩固提升 3.3 能量守恒定律 1．内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 2．意义 (1)各种形式的能可以相互转化。 (2)各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。 3.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，却能不断地对外做功的机器。 （2）不可制成的原因：违背了能量守恒定律。 能量守恒定律 考察选择题 4.能量耗散和品质降低 (1)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。 (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方向性。 (3)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却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。 能量守恒定律 3.4 热力学第二定律 定义： 物理学中反映宏观自然过程的方向性的 定律就是热力学第二定律。 一、热力学第二定律 1．克劳修斯表述 热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这就是热力学第二定律的克劳修斯表述，阐述的是热传递的方向性。 二、热