3.1 功、热和内能的改变 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

§3.1 功、热和内能的改变 某某学校 某某某 1 做功可以改变物体的热力学状态 设计实验探究： 做功与物体热力学状态改变之间的确切关系 该用什么物理量来标识热状态？ 温度 方案设想： 测温工具？研究对象选择固体液体还是气体？ 对液体或气体做功，做功值应可被测量 1840年开始的近40年中，焦耳进行了400多次实验，以求精确测定外界对系统做功和传热对于系统状态的影响，以及功与热量的相互关系。 一、焦耳的实验 尽管各次悬挂重物的质量不同，下落的高度也不一样，但只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态变化是相同的。 实验条件： 绝热过程 数据记录： W 0 W1 W2 … T T0 T1 T2 … 一、焦耳的实验 对于同一个系统，如果过程是绝热的，那么不管通过电阻丝的电流或大或小、通电时间或长或短，只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态就发生了同样的变化。 实验条件： 绝热过程 数据记录： W T 规律总结 大量实验研究表明，在各种不同的绝热过程中，如果使系统从状态1变为状态2，所需外界做功数量是相同的。 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1、2决定，而与做功的方式无关。 类比分析 类比分析 功是能量转化的量度 描述系统始末两个状态1、2的物理量必定是系统的一种能量 我们把它称为系统的内能 1.内能的定义：系统在某一热力学状态所具有的能量，叫内能 2.理解 （1）系统在确定的热学状态下，有确定的内能；状态改变，内能也将改变。 二、功与内能的改变 2） （2）在绝热过程中，系统内能改变等于外界对系统所做的功 二、功与内能的改变 2） （2）在绝热过程中，系统内能改变等于外界对系统所做的功 外界对系统做功，取正值，内能增加 系统对外界做功，取负值，内能减小 1.热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。 三、热与内能的改变 2.外界对系统做功可以改变系统的热力学状态，而单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态。 3.热量是在单纯传热过程中系统内能变化的量度。 三、热与内能的改变 4.对热量的理解 6.做功时，内能与其他形式的能（如内能与机械能、内能与电能）发生转化，而传热只是不同物体（或同一物体的不同部分）之间内能的转移。 5.Q符号正负的规定：系统吸热，Q为正；系统放热，Q为负。 热与内能改变的关系 设计探究实验 引出焦耳的实验 内能的宏观定义 功与内能改变的关系 实验 内能U 课堂小结 课后作业 教材P49练习与应用T2、T3、T4 $