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 高中物理选择性必修（第三册） 第二章《气体、固体和液体》 问题引入 在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。为什么筒底的硝化棉会被点燃呢？你能解释这个现象吗？ 一、焦耳的实验 1） 重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。 系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。 2.代表实验： 1.绝热过程： 2）由电流的热效应给液体加热，使液体温度上升。 任何一个热力学系统必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统做的功相联系。鉴于功是能量变化的量度，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。 3.内能： 二、功与内能的改变 1.内能变化和做功的关系: ∆U=U2-U1=W 绝热过程中，内能的变化等于外界对系统所做的功。 2.说明： 在绝热过程中 系统对外做功（W < 0），系统的内能减少（U ↓）。 外界对系统做功（W > 0），系统的内能增加（U ↑）； 3.功和内能的区别： (1)功是过程量，内能是状态量。 (2)功不能转化为内能，而是通过做功的方式把其他形式的能量转化为内能。 (3)物体的内能大，并不意味着做功多。在绝热过程中，只有内能变化较大时，对应着做功较多。 体积减小 体积增大 做一做：观察橡胶塞跳出时瓶内的变化 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。 瓶塞跳出时，瓶内出现白雾。 实验现象： 分析原因： 瓶塞跳出时，瓶内的气体迅速膨胀，系统对外做功，因此，气体的内能迅速减少，瓶内气体温度迅速下降，瓶内水蒸气液化，就会出现大量的雾状小水滴。 三、热与内能的改变 1.内能变化和热传递的关系: ∆U=U2-U1=Q 单纯传热中，内能的变化等于外界向系统传递的热量。 2.说明： 在单纯传热中 系统放出热量（Q < 0），系统的内能减少（U ↓）。 3.热量和内能的区别： (1)热量是过程量，内能是状态量。 系统温度比外界低 系统温度比外界高 系统吸收热量（Q > 0），系统的内能增加（U ↑）； (2)热量不能转化为内能，而是通过热传递的方式把内能进行转移。 (3)物体的内能大，并不意味着热量多。在绝热过程中，只有内能变化较大时，对应着热量较多。 四、做功与热传递的区别 1.两种方式的区别： 1) 做功： 内能从物体的一部分传到另一部分，或从一个物体传到另一物体。（能量形式不变） 2.两种方式的联系： 两种方式都可以改变物体的内能，从最终结果看，两者是等效的。 2) 热传递： 其他形式的能和内能之间的转化。（能量形式变化） 课堂小结 改变内能的两种方式 做功 热传递 ∆U=U2-U1=W ∆U=U2-U1=Q 在绝热过程中， 对内做功(W > 0)，内能增加(U ↑)； 对外做功(W < 0)，内能减少(U ↓)。 在单纯传热中， 吸收热量(Q > 0)，内能增加(U ↑)； 放出热量(Q < 0)，内能减少(U ↓)。 能量的形式变化 （其他形式的能内能） 能量的形式不变 （内能内能） 随堂练习 『判一判』 (1)热传递过程具有一定的方向性。 (　　) (2)在任何情况下，公式ΔU＝Q都适用。 (　　) (3)温度高的物体含有的热量多。 (　　) (4)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。 (　　) (5)做功和热传递都能改变物体的内能。 (　　) (6)热传递改变内能的实质是能量的转移。 (　　) √ × × × √ √ 随堂练习 1、下列关于热量的说法，正确的是 （ ） A.温度高的物体含有的热量多 B.内能多的物体含有的热量多 C.热量、功和内能的单位相同 D.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量 CD 随堂练习 2、关于物体的内能，下列说法正确的是（　 ） A.相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能增量一定相同 B.一定量0℃的水结成0℃的冰，内能一定减少 C.一定量气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减少 D.一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能一定减少 BC 随堂练习 3 、如果铁丝的温度升高了，则（ ） A