高中物理 3.1 內(nèi)能功熱量課件 粵教版選修3-3.ppt

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目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,一、內(nèi)能 1.內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和. 2.內(nèi)能大小的決定因素:分子平均動(dòng)能與溫度有關(guān),分子勢(shì)能與體積有關(guān),故內(nèi)能與物體的溫度、體積、物質(zhì)的量有關(guān). 3.內(nèi)能與機(jī)械能:機(jī)械能是描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量,內(nèi)能是描述物體熱學(xué)狀態(tài)的量.機(jī)械能是相對(duì)的,而內(nèi)能是絕對(duì)的,有物質(zhì)就具有內(nèi)能.,,,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,二、功與內(nèi)能 1.“摩擦生熱”是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.電流熱效應(yīng)是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. 2.如果僅僅是做功改變內(nèi)能時(shí),則外界對(duì)系統(tǒng)做正功,系統(tǒng)的內(nèi)能就增加;系統(tǒng)克服外界做功,即外界對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功,物體的內(nèi)能就減少.內(nèi)能的變化量等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功,即功是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度.,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,“火”不但可以用來(lái)取暖,還可以用來(lái)加熱食物,“火”把人類(lèi)帶入了文明的殿堂.我們的祖先很早就發(fā)明了鉆木取火的用具,使人們不再僅僅依靠自然的“恩賜”而得到“火”. 你知道鉆木取火的道理嗎? 答案:鉆木取火應(yīng)用了摩擦生熱的原理,即用做功的方法改變物體的內(nèi)能.,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,三、熱量與內(nèi)能 1.熱傳遞:熱量從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體,或從物體的一部分傳遞到另一部分的過(guò)程,叫做熱傳遞.熱傳遞的方向:熱量自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,直至兩物體溫度相等.熱傳遞實(shí)質(zhì)上傳遞的是能量,結(jié)果是改變了系統(tǒng)的內(nèi)能.傳遞能量的多少用熱量來(lái)量度. 2.熱量:熱量是在熱傳遞過(guò)程中,為了表示內(nèi)能變化而引入的一個(gè)物理量,熱量是一個(gè)過(guò)程量. 3.內(nèi)能改變與熱量的關(guān)系:如果是單純由熱傳遞引起內(nèi)能變化時(shí),系統(tǒng)從外界吸收多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少;系統(tǒng)向外界放出多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少.,,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,四、做功和熱傳遞在改變內(nèi)能上的區(qū)別 做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)的內(nèi)能上效果相同,但它們有重要的區(qū)別:做功是其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化,而熱傳遞只是不同物體(或一個(gè)物體的不同部分)之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.,,,,,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一、功和內(nèi)能的關(guān)系 1.內(nèi)能與內(nèi)能的變化的關(guān)系 (1)物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能總和.在微觀上由分子數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度及相互作用力決定,宏觀上體現(xiàn)在物體的溫度和體積上,因此物體的內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量. (2)當(dāng)物體溫度變化時(shí),分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度發(fā)生改變,分子平均動(dòng)能變化.物體體積變化時(shí),分子間距離變化,分子勢(shì)能發(fā)生變化,因此物體內(nèi)能的變化只由初、末狀態(tài)決定,與中間過(guò)程及方式無(wú)關(guān).因此物體內(nèi)能的變化是一個(gè)過(guò)程量.,一,二,2.做功與內(nèi)能的變化的關(guān)系 (1)做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程. (2)在絕熱過(guò)程中,外界對(duì)物體做多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,物體的內(nèi)能就增加多少,物體對(duì)外界做多少功,就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,物體的內(nèi)能就減少多少. 3.功和內(nèi)能的區(qū)別 (1)功是過(guò)程量,內(nèi)能是狀態(tài)量. (2)在絕熱過(guò)程中,做功一定能引起內(nèi)能的變化. (3)物體的內(nèi)能大,并不意味著做功多.在絕熱過(guò)程中,只有內(nèi)能變化較大時(shí),對(duì)應(yīng)著做功較多.,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例1】 如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中,容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞.今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F,使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后,氣體的體積減小.若忽略活塞與容器壁間的摩擦,則被密封的氣體( )(導(dǎo)學(xué)號(hào)51140032) A.溫度升高,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能減少 B.溫度降低,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能減少 C.溫度升高,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能增加 D.溫度降低,壓強(qiáng)減小,內(nèi)能增加,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:由F對(duì)密閉的理想氣體做正功,容器及活塞絕熱,知Q=0,由功和內(nèi)能的關(guān)系知理想氣體內(nèi)能增大,溫度T升高,再根據(jù) ,體積V減小,壓強(qiáng)p增大.故選項(xiàng)C正確. 答案:C,,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,采用絕熱的方式使一定量的氣體由初狀態(tài)A變化至末狀態(tài)B,對(duì)于不同的絕熱方式,下列說(shuō)法正確的是( ) A.對(duì)氣體所做的功不同 B.對(duì)氣體所做的功相同 C.對(duì)氣體不做功,因?yàn)闆](méi)有能量的傳遞 D.以上三種說(shuō)法都不對(duì) 答案:B 解析:對(duì)于一定質(zhì)量的氣體,不管采用任何一種絕熱方式由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,都是絕熱過(guò)程.在這一過(guò)程中,氣體在初狀態(tài)A有一確定的內(nèi)能UA,在狀態(tài)B有另一確定的內(nèi)能UB,由絕熱過(guò)程中ΔU=UB-UA=W知,W為恒量,所以選項(xiàng)B正確.,,,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,二、熱量和內(nèi)能的關(guān)系 1.溫度、熱量、內(nèi)能是熱學(xué)部分的重要概念.高考圍繞這幾個(gè) 概念之間的區(qū)別與聯(lián)系考查的題目比較多.,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,2.改變內(nèi)能的兩種方式的比較,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能.做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的本質(zhì)是否相同? 答案:不相同.熱傳遞是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,即內(nèi)能從物體的一部分傳到另一部分,或從一個(gè)物體傳遞給另一物體.做功是物體的內(nèi)能與其他形式的能量的轉(zhuǎn)化,如內(nèi)能與機(jī)械能、內(nèi)能與電能等發(fā)生轉(zhuǎn)化.,,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例2】 關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能,以下說(shuō)法正確的是( ) (導(dǎo)學(xué)號(hào)51140033) A.一個(gè)鐵塊的溫度升高,其內(nèi)能增大 B.物體吸收熱量,其溫度一定升高 C.溫度高的物體比溫度低的物體含有的熱量多 D.溫度總是從物體熱的部分傳遞至冷的部分 解析:B選項(xiàng)中,物體吸收熱量,溫度不一定就升高,例如晶體熔化、液體沸騰這些過(guò)程.C選項(xiàng)中熱量是在熱傳遞過(guò)程中傳遞能量的多少,是過(guò)程量,因此不能說(shuō)物體含有熱量.D選項(xiàng)中,在熱傳遞的過(guò)程中,傳遞的是能量,不是溫度,溫度變化是能量變化的表象. 答案:A,,,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,(多選)一銅塊和一鐵塊質(zhì)量相等,銅塊的溫度T1比鐵塊的溫度T2高,當(dāng)它們接觸在一起時(shí),如果不和外界交換能量,則( ) A.從兩者開(kāi)始接觸到熱平衡的整個(gè)過(guò)程中,銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量 B.在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時(shí)間內(nèi),銅塊內(nèi)能的減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量 D.達(dá)到熱平衡時(shí),兩者的溫度相等 答案:AD,,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:一個(gè)系統(tǒng)在熱交換的過(guò)程中,如果不與外界發(fā)生熱交換,溫度高的物體放出的熱量等于溫度低的物體吸收的熱量,直到溫度相等,不再發(fā)生熱交換為止,而熱量是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的變化量,所以選項(xiàng)A和D都正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)熱平衡方程 c銅m(T1-T)=c鐵m(T-T2),解得 由此可知選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的.,案例探究,方法規(guī)律,做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的區(qū)別和聯(lián)系 (2016陜西咸陽(yáng)一中月考)一個(gè)氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起,若不計(jì)氣泡內(nèi)空氣分子勢(shì)能的變化,則( ) A.氣泡對(duì)外做功,內(nèi)能不變,同時(shí)放熱 B.氣泡對(duì)外做功,內(nèi)能不變,同時(shí)吸熱 C.氣泡內(nèi)能減少,同時(shí)放熱 D.氣泡內(nèi)能不變,不吸熱也不放熱 解析:在氣泡緩慢上升的過(guò)程中,氣泡外部的壓強(qiáng)逐漸減小,氣泡膨脹,對(duì)外做功,故氣泡中空氣分子的內(nèi)能減小,溫度降低.但由于外部恒溫,且氣泡緩慢上升,故可以認(rèn)為上升過(guò)程中氣泡內(nèi)空氣的溫度始終等于外界溫度,內(nèi)能不變,故需從外界吸收熱量,且吸收的熱量等于對(duì)外界所做的功,故選項(xiàng)B正確. 答案:B,,,案例探究,方法規(guī)律,做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,且它們可以同時(shí)進(jìn)行.它們引起內(nèi)能變化的方向可以是都使系統(tǒng)內(nèi)能增加或減少;也可以是一個(gè)使系統(tǒng)內(nèi)能增加,另一個(gè)使系統(tǒng)內(nèi)能減少.,