12.2能量的转化与守恒 课件-2026-2027学年高二下学期物理沪科版选择性必修第三册

能量的转化与守恒 1 热力学状态 运动状态 位移、速度…… 温度、压强、体积…… 大量分子的无规则热运动 热力学系统 2 内能、功、热量之间的定量关系 做功 传热 系统内能 控制变量 3 1.单纯的传热过程中系统内能的变化 单纯的传热过程中系统内能的变化 系统内能的变化量 等于外界向系统 传递的热量Q，即 状态2（U2） 单纯传热 状态1（U1） 热量 热量的概念只在涉及能量传递时才有意义 4 焦耳 做功 系统内能 实验 焦耳的研究 5 焦耳的研究 6 焦耳的研究 7 焦耳的研究 做相同的机械功 液体升高相同的温度 8 焦耳的研究 做相同的电功 液体升高相同的温度 9 相同的功 相同的系统状态变化 绝热 焦耳的研究 10 演示实验：电热法研究绝热过程中系统内能变化与功的关系 实验 瓶盖 薄壁容器 电阻 温度传感器 电流传感器 电压传感器 数据采集器 电源 铁架台 11 电阻 大豆油 温度传感器 W电=UIt 演示实验：电热法研究绝热过程中系统内能变化与功的关系 实验 ΔU油=cmΔt 12 13 W电 324.6J 341.1J 328.1J ΔU电阻 8.6J 8.9J 8.2J c电阻 = 700J/(kg·℃) m电阻 = 1.2g ΔU油+ΔU电阻 314.4J 331.1J 319.4J Δt油 = 7.8℃ 演示实验：电热法研究绝热过程中系统内能变化与功的关系 实验 ΔU油 305.8J 322.2J 311.2J ΔU电阻= c电阻 m电阻Δt油 14 状态2（U2） 绝热 状态1（U1） 做功 2.绝热过程中系统内能的变化 系统内能的变化量 等于外界对系统所 做的功W，即 1.单纯的传热过程中系统内能的变化 绝热过程中系统内能的变化 15 3.热力学第一定律 系统内能的变化量等于外界对系统所做 的功与系统从外界吸收的热量的代数和。 做功W 意义 W > 0 外界对系统做功 W < 0 系统对外界做功 热量Q 意义 Q > 0 系统从外界吸收热量 Q < 0 系统向外界放出热量 内能变化 意义 系统内能增加 系统内能减少 系统末状态的内能减去初状态的内能 热传递过程中传递能量的多少 外界对系统做的功 2.绝热过程中系统内能的变化 1.单纯的传热过程中系统内能的变化 内能、功、热量之间的定量关系 16 3.热力学第一定律 系统内能的变化量等于外界对系统所做 的功与系统从外界吸收的热量的代数和。 2.绝热过程中系统内能的变化 1.单纯的传热过程中系统内能的变化 内能、功、热量之间的定量关系 17 1800年 1820年 1821年 1826年 1831年 1840年 奥斯特 电流的磁效应 塞贝克 温差电现象 内能→电能 焦耳 电流的热效应 电能→内能 伏打 伏打电堆 化学能→电能 法拉第 电动机 电能→机械能 法拉第 发电机 机械能→电能 能量守恒定律的孕育期 18 能量守恒定律的建立期 盖斯 迈尔 焦耳 亥姆霍兹 机械能、电能、内能在转换时是守恒的 提出能量守恒的思想 概括和总结能量守恒定律 化学反应放出的热量与反应步骤无关 19 4.能量守恒定律 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其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，从物体的一部分转移到其他部分，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 内能 电能 机械能 化学能 核能 内能、功、热量之间的定量关系 机械能→内能：钻木取火 内能→机械能：蒸汽机 电能→机械能：电动机 机械能→电能：发电机 内能→电能：温差发电 电能→内能：电热水壶 核能→内能：核电站 化学能→电能：原电池 电能→化学能：电解池 化学能→内能： 一氧化碳在空气中燃烧 内能→化学能： 碳酸钙高温分解 20 第一类永动机 21 内能的转移和转化 各种形式能量的转移和转化 能量守恒定律 热力学第一定律 热现象 具体体现 小结 22 作 业 完成视频课配套作业中的练习1—4题。 23 $