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

有圣人作，钻燧取火，以化腥臊，而民说之，使王天下，号之曰燧人氏 ——《韩非子》 3.1 功、热和内能的改变 ——shuaiestchi 一、焦耳的实验 实验1. 重物下落带动叶片搅拌容器中的水 绝热条件下，只要重力所做的功相同，容器中水温上升的数值就是相同的，即系统的状态变化是相同的。 实验2. 通过电流的热效应给水加热 绝热条件下，只要所做的电功相等，系统温度上升的数值就是相同的，即系统的状态变化是相同的。 在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。 3.实验结论： But啥是绝热过程 绝热过程：系统只由于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。 But啥是系统状态 系统状态：就是传说中的内能 二、功与内能的改变 1.内能：任何一个热力学系统都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所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能。 2.内能变化和做功的关系: 绝热过程中，内能的变化等于外力对系统所做的功。 ∆U=U2-U1=W W > 0 , U ↑ , ∆U > 0 W < 0 , U ↓ , ∆U < 0 （外界对系统做功，系统的内能增加） （系统对外界做功，系统的内能减少） 例1 (多选)图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高.关于这个实验,下列说法正确的是(　 ) A.这个装置可以研究做功和内能变化的关系 B.做功增加了水的热量 C.做功增加了水的内能 D.功和热量是完全等价的,无区别 AC 例2 [2022·北大附中月考] 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.今对活塞施以一竖直向下的压力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,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 三、热与内能的改变 1.热传递：两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达到热平衡即温度相等为止，这个过程称之为热传递。 2.热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。 4．热传递具有方向性：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，不会自发地从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。 3.热量是在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度。 5.传递的热量与内能改变量的关系 4.做功和热传递的区别 在单纯的热传递过程中，内能的变化等于外界向系统传递的热量。 ∆U=U2-U1=Q Q> 0 , U ↑ , ∆U > 0 Q < 0 , U ↓ , ∆U < 0 （吸收热量，系统的内能增加） （放出热量，系统的内能减少） (1)内能改变多少的度量方式不同 (2)改变内能的本质不同。 (3)改变内能的效果是等效的。 温度、内能、热量和功的区别与联系 例3 (多选)在外界不做功的情况下,物体的内能增加了50 J,下列说法中正确的是 (　 ) A.一定是物体放出了50 J的热量 B.一定是物体吸收了50 J的热量 C.一定是物体分子动能增加了50 J D.物体的分子平均动能可能不变 BD 例4 关于物体的内能及其变化,以下说法正确的是 (　 ) A.物体的温度改变时,其内能一定改变 B.物体对外做功,其内能不一定改变;向物体传递热量,其内能也不一定改变 C.物体对外做功,其内能一定改变;物体向外放出热量,其内能也一定改变 D.若物体与外界不发生热交换,则物体的内能一定不改变 B 变式 (多选)[2022·杭州二中月考] 对于热量、功和内能三者的关系,下列说法中正确的是 (　 ) A.三者单位相同,物理意义相同 B.热量和功是内能的量度 C.热量和功由过程决定,而内能由物体状态决定 D.系统内能增加了100 J,可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J,也可能是外界单纯地对系统传递100 J的热量 CD 改变内能的两种方式 总结： 做功 热传递 外界对物体做功 物体对外界做功 内能增加 内能减少 吸热 放热 内能增加 内能减少 内容很少，做做题吧 $