第一讲：功和内能、热和内能课件.ppt
第一讲：功和内能 热和内能,学习目标：1.了解焦耳的两个实验的原理，区别热量和内能2知道做功和传热是改变内能的两种方式，能正确区分两者的不同3通过焦耳实验的探究，培养学生的科学探索精神重点难点：通过实验探究来类比、分析理解内能与功、热量的关系,第一讲：功和内能 学习目标：,一、演示实验1实验仪器：压缩空气引火仪2实验结论：活塞压缩空气做功，可以使空气温度升高，内能_二、焦耳的实验1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_,也不向外界_.,增加,吸热,放热,2代表性实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温_.(2)通过电流的_给水加热3.实验结论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_决定而与做功的_无关,升高,热效应,状态,方式,一、演示实验增加吸热放热2代表性实验升高热效应状态方式,实验,结论1：对同一系统，在绝热过程中只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值就相同，即系统状态的变化是相同的。,结论2：对同一系统，在绝热过程中只要所做的电功相同，系统温度上升的数值就相同，即系统的状态变化相同。,实验结论1：对同一系统，在绝热过程中只要重力所做的功相同，容,三、内能1内能概念：描述热力学系统自身状态的物理量.是系统所有分子的动能与势能的总和.E=N(EK+EP).状态量.2在绝热过程中做功与内能的变化关系：_.适应条件：绝热过程.3.功是内能变化的量度.,四、热传递和内能1.热传热：热量从高温物体传到低温物体的过程2.发生热传递的条件：有高低温度差.3.热传递的方向：从高温物体传向低温物体.4.关系描述：热量是在单纯的传热过程中_变化的量度.5公式表达：_.适应条件：不做功.,UW,系统内能,UQ,U=Q=Cmt,做功和热传递在改变内能效果上是等效的,三、内能四、热传递和内能UW系统内能UQU=Q=C,一、功和内能的关系1内能与内能的变化的关系(1)内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和在微观上由分子数和分子热运动激烈程度及相互作用力决定，宏观上体现为物体温度和体积，因此物体的内能是一个状态量E=N(EK+EP).(2)内能的变化量：过程量，物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关U=U2-U1.,核心要点突破,2做功与内能的变化的关系(1)做功改变物体内能的过程.是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程(2)在绝热过程中，功是内能变化的量度外界对物体做多少功，内能就增加多少；物体对外界做多少功，内能就减小多少.W=U=U2-U1,W0,U0,U2U1;W0,U0,U2U1.,一、功和内能的关系核心要点突破2做功与内能的变化的关系,3功和内能的区别(1)功是过程量，内能是状态量(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化(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W=U=U2-U1.,即时应用(即时突破，小试牛刀)1.图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中(),A外界对气体做功，气体内能增大B外界对气体做功，气体内能减小C气体对外界做功，气体内能增大D气体对外界做功，气体内能减小,解析：选A.M向下滑动，气体体积减小，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以内能增加，故A正确,3功和内能的区别即时应用(即时突破，小试牛刀)A外界对气,二、“温度”、“热量”、“功”、“内能”的辨析1内能和温度从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观看，温度反映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志物体的温度升高，其内能一定增加但物体吸收热量内能不一定增加，温度却不一定升高2内能和热量(1)热量的概念在涉及能量传递时才有意义我们不能说一个物体具有多少热量，只能说在传热过程中物体吸收或放出了多少热量(2)在只有传热的过程中，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小，热量是内能改变的量度3热量和做功热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量.热传递和做功对改变内能是等效的，但有着本质的区别.,二、“温度”、“热量”、“功”、“内能”的辨析,做功和热传递改变内能的本质区别：用做功来改变系统的内能，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程是能量的转化过程.用传热来改变系统的内能，是通过传导、对流和辐射来完成的，是系统间内能转换的过程是能量的转移过程.,即时应用(即时突破，小试牛刀)2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100J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100J，也可能是外界单纯地对系统传热100J,解析：选CD.热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别，A错热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度，C对，B错对一个绝热过程UW100J，对一个单纯传热过程UQ100J，D对,做功和热传递改变内能的本质区别：即时应用(即时突破，小试,例1.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力，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，内能增加,课堂互动讲练,【方法总结】对于一定质量的气体，可根据气体的体积变化判断做功情况：1.气体膨胀，气体对外界做功；2.气体压缩，外界对气体做功；3.气体向真空自由膨胀时不做功,类型一做功和内能变化的关系例1.如图所示，一定质量的理想气体,变式训练1.如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中(不计气体的分子势能)()A气体对外界做功，温度降低，内能减少B气体对外界做功，温度不变，内能减少C气体不做功，温度不变，内能不变D气体不做功，温度不变，内能减少,解析：选C.抽掉隔板后，气体膨胀体积增大，但由于右侧为真空，气体自由膨胀不做功，因而内能不变，温度不变，选C.即不做功、不吸热不放热，内能不变E=NT,温度不变.,变式训练1.如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，,例2.在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是()A.一定是物体放出了50J的热量B.一定是物体吸收了50J的热量C.一定是物体分子动能增加了50JD.物体的分子平均动能可能不变,【精讲精析】在力不做功的情况下，内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错B对物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50J并不一定是分子动能增加了50J物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用来增加分子势能【答案】BD【方法总结】物体的内能增加，温度不一定升高例如晶体熔化时，内能增加，温度不变但温度升高内能一定增加.,类型二传热和内能变化的关系例2.在外界不做功的情况下，物体的,变式训练2关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()A.物体吸收热量，内能一定增大.B.物体对外做功，内能一定减少C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变,解析：选C.做功和传热可以改变物体的内能，当做功和传热同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化,变式训练2关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()解析,例3.关于温度、热量、内能，以下说法正确的是()A同一物体温度高时，含有的热量多B物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高C在传热中，放出热量的物体内能一定大于吸收热量的物体的内能D热量总是自发地从温度高的物体传给温度低的物体,【精讲精析】同一物体温度高时，内能大，只有传热过程转移的内能才能称为热量，A、B错；在传热过程中，热量从温度高的物体传给温度低的物体，温度高的物体内能不一定大，故D对【答案】D【方法总结】温度、内能是状态量、热量、功是过程量,例3.关于温度、热量、内能，以下说法正确的是()类型三,变式训练3关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有()A热水的内能比冷水的内能多B温度高的物体其热量必定多，内能必定大C在传热过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D热量是传热过程中内能转移的量度,解析：选D.物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不是只由温度决定，故A、B错；在传热过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故C项错；关于热量的论述，D项是正确的,变式训练3关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有(),再见！,再见！,
