物理3-3人教版10.1《功和能 》10.2《熱和內(nèi)能》課件1

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歡迎進(jìn)入物理課堂 1 2 功和內(nèi)能熱和內(nèi)能 一 功和內(nèi)能1 焦耳的實(shí)驗(yàn) 1 絕熱過程 系統(tǒng)不從外界熱量 也不向外界熱量的過程 2 代表實(shí)驗(yàn) 重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器中的水 引起水溫 通過電流的熱效應(yīng)給水加熱 3 結(jié)論 在各種不同的絕熱過程中 系統(tǒng)狀態(tài)變化相同 則外力所做的功相同 與做功的方式關(guān) 吸收 放出 上升 無 2 內(nèi)能 1 內(nèi)能的概念 內(nèi)能是描述熱力學(xué)系統(tǒng)的物理量 在絕熱過程中可以改變熱力學(xué)系統(tǒng)所處的狀態(tài) 2 內(nèi)能的變化絕熱過程中做功與內(nèi)能的變化關(guān)系 UW 外界對(duì)系統(tǒng)做功 W為 系統(tǒng)對(duì)外界做功 W為 自身狀態(tài) 做功 正 負(fù) 二 熱和內(nèi)能1 熱傳遞熱量總是自發(fā)地由物體向物體傳遞 2 熱量和內(nèi)能的變化 1 關(guān)系描述 熱量是在單純的熱傳遞過程中變化的量度 2 公式表達(dá) 高溫 低溫 系統(tǒng)內(nèi)能 U Q 一 功和內(nèi)能的關(guān)系1 內(nèi)能與內(nèi)能變化 1 物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和 2 當(dāng)物體溫度變化時(shí) 分子平均動(dòng)能變化 物體體積變化時(shí) 分子勢(shì)能發(fā)生變化 即物體的內(nèi)能是由它的狀態(tài)決定的 且物體的內(nèi)能變化只由初 末狀態(tài)決定 與中間過程及方式無關(guān) 2 做功與內(nèi)能變化的關(guān)系 1 做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能 如機(jī)械能 與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程 2 在絕熱過程中 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 3 功和內(nèi)能的區(qū)別 1 功是過程量 內(nèi)能是狀態(tài)量 2 在絕熱過程中 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 在絕熱過程中 只有內(nèi)能變化越大時(shí) 對(duì)應(yīng)著做功越多 用下列方法改變物體的內(nèi)能 屬于做功方式的是 A 搓搓手會(huì)感到手暖和些B 汽油機(jī)汽缸內(nèi)被壓縮的氣體C 車刀切下的熾熱鐵屑D 物體在陽光下被曬熱 解析 搓手時(shí)克服摩擦力做功 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 A正確 汽缸壓縮氣體 對(duì)氣體做功 B正確 車刀切削鋼件 克服摩擦力做功 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 使切下的鐵屑溫度升高 也是通過做功使內(nèi)能發(fā)生改變 C正確 物體在陽光下被曬熱 不是外力做功改變物體內(nèi)能 D錯(cuò)誤 答案 ABC 二 熱和內(nèi)能的關(guān)系1 熱傳遞 1 熱傳遞的三種方式 熱傳導(dǎo) 熱對(duì)流和熱輻射 2 熱傳遞的條件 存在溫度差 2 熱傳遞改變物體的內(nèi)能的實(shí)質(zhì)內(nèi)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或者從一個(gè)物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分 在這個(gè)過程中 吸收熱量的物體內(nèi)能增加 放出熱量的物體內(nèi)能減少 內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少由熱量來量度 即 U Q 3 做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上的區(qū)別與聯(lián)系 下列關(guān)于做功和熱傳遞的說法中正確的是 A 做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的B 做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的C 做功和熱傳遞是對(duì)同一過程中的兩種說法D 做功和熱傳遞是不可能同時(shí)發(fā)生的解析 做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的 但本質(zhì)不同 做功是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或?qū)?nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 熱傳遞是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 且做功和熱傳遞可以同時(shí)進(jìn)行 故B選項(xiàng)正確 答案 B 三 溫度 熱量 功 內(nèi)能 四個(gè)量之間的區(qū)別與聯(lián)系 關(guān)于溫度 熱量 功 內(nèi)能 以下說法正確的是 A 同一物體溫度高時(shí) 含有的熱量多B 物體的內(nèi)能越大 含有的熱量就越多 溫度也越高C 外界對(duì)系統(tǒng)做功W 內(nèi)能必定增加WD 熱量總是自發(fā)地從溫度高的物體傳給溫度低的物體 解析 同一物體溫度高時(shí) 內(nèi)能大 只有熱傳遞過程轉(zhuǎn)移的內(nèi)能才能稱為熱量 A錯(cuò) B錯(cuò) 在熱傳遞過程中 熱量從溫度高的物體傳給溫度低的物體 D對(duì) 只有在絕熱過程中 U W C錯(cuò) 答案 D 教材資料分析 演示 教材P50壓下活塞 觀察筒底物品的變化 在有機(jī)玻璃筒底放置少量易燃物 例如硝化棉 或浸過乙醚的棉花 火柴頭等 迅速壓下筒中的活塞 觀察筒底物品的變化 這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么 點(diǎn)撥 這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么 解析 這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了活塞對(duì)氣體做了功 氣體內(nèi)能增加 活塞對(duì)氣體做功 氣體溫度增加 浸過乙醚的棉花著火點(diǎn)很低 因此燃燒起來 做一做 教材P51如圖所示 大口玻璃瓶?jī)?nèi)有一些水 水的上方有水蒸氣 向瓶?jī)?nèi)打氣 當(dāng)瓶塞跳出時(shí) 觀察瓶?jī)?nèi)的變化 觀察瓶塞跳出時(shí)瓶?jī)?nèi)的變化 我們研究的是瓶塞跳出的過程 而研究的對(duì)象 即 系統(tǒng) 是什么 在瓶塞跳出的過程中 是外界在對(duì)系統(tǒng)做功還是系統(tǒng)在對(duì)外界做功 這個(gè)過程中系統(tǒng)的內(nèi)能有什么變化 你從什么現(xiàn)象推斷出它的內(nèi)能發(fā)生了變化 點(diǎn)撥 當(dāng)瓶塞跳出時(shí) 我們會(huì)發(fā)現(xiàn)瓶?jī)?nèi)的瓶口處有 白霧 產(chǎn)生 我們所選的研究對(duì)象是瓶?jī)?nèi)水面上方的水蒸汽 在瓶塞跳出的過程中 是系統(tǒng)膨脹對(duì)外界做功 在這個(gè)過程中系統(tǒng)的內(nèi)能減少 瓶?jī)?nèi)的瓶口處的 白霧 實(shí)際上是瓶?jī)?nèi)的水蒸汽液化形成的無數(shù)小液滴 水蒸汽液化過程中內(nèi)能減少 關(guān)于物體的內(nèi)能 以下說法正確的是 A 物體的內(nèi)能和物體的機(jī)械能是一回事B 當(dāng)物體的機(jī)械能為零時(shí) 其內(nèi)能一定不為零C 溫度是物體內(nèi)能的標(biāo)志D 內(nèi)能指某個(gè)分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和 解析 物體內(nèi)能是所有分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所具有的分子總動(dòng)能和分子相互作用所具有的分子總勢(shì)能之和 內(nèi)能和物體有無機(jī)械能沒有關(guān)系 因此A項(xiàng)不正確 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 所以C項(xiàng)不正確 內(nèi)能是物體所有分子動(dòng)能和勢(shì)能之和 所以D項(xiàng)不正確 答案為B 答案 B 反思總結(jié) 物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢(shì)能之和 在微觀上與分子數(shù) 分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度和分子間距離有關(guān) 宏觀上與質(zhì)量 溫度和體積有關(guān) 是一個(gè)狀態(tài)量 跟蹤發(fā)散 1 1 關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)能的下列說法中正確的是 A 物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能B 一個(gè)物體當(dāng)它的機(jī)械能發(fā)生變化時(shí) 其內(nèi)能也一定發(fā)生變化C 外界對(duì)系統(tǒng)做了多少功W 系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少 即 U WD 系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量Q 系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少 即 U Q 解析 在分子動(dòng)理論中 我們把物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和定義為物體的內(nèi)能 A對(duì) 物體的內(nèi)能與機(jī)械能是兩個(gè)不同的物理概念 兩者沒有什么關(guān)系 如物體的速度增加了 機(jī)械能可能增加 但如果物體的溫度不變 物體的內(nèi)能就可能不變 故B錯(cuò) 只有當(dāng)系統(tǒng)與外界絕熱時(shí) 外界對(duì)系統(tǒng)做的功才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量 同理 只有在單純的熱傳遞過程中 系統(tǒng)吸收 或放出 的熱量才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量 或減量 故C D錯(cuò) 答案 A 如圖所示 活塞將汽缸分成甲 乙兩氣室 汽缸 活塞 連同拉桿 是絕熱的 且不漏氣 以E甲 E乙分別表示甲 乙兩氣室中氣體的內(nèi)能 則在將拉桿緩慢向外拉的過程中 A E甲不變 E乙減小B E甲不變 E乙增大C E甲增大 E乙不變D E甲增大 E乙減小 思路點(diǎn)撥 絕熱過程只有做功改變物體的內(nèi)能 外界對(duì)氣體做功 內(nèi)能增加 氣體對(duì)外界做功 內(nèi)能減少 解析 接觸面是絕熱面 拉動(dòng)拉桿 對(duì)乙部分氣體來講 氣體推動(dòng)活塞對(duì)活塞做功 內(nèi)能減小 溫度降低 對(duì)甲部分氣體來講 活塞壓縮氣體做功 內(nèi)能增加 答案為D 答案 D 反思總結(jié) 分析絕熱過程的方法 1 在絕熱的情況下 若外界對(duì)系統(tǒng)做正功 系統(tǒng)內(nèi)能增加 U為正 若系統(tǒng)對(duì)外界做正功 系統(tǒng)內(nèi)能減少 U為負(fù)值 此過程做功的多少為轉(zhuǎn)化為內(nèi)能多少的量度 2 在絕熱過程中 內(nèi)能和其他形式的能一樣也是狀態(tài)量 氣體的初 末狀態(tài)確定了 即在初 末狀態(tài)的內(nèi)能也相應(yīng)地確定了 內(nèi)能的變化 U也確定了 而功是能量轉(zhuǎn)化的量度 所以 U W 即W為恒量 這也是判斷絕熱過程的一種方法 跟蹤發(fā)散 2 1 一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程 設(shè)氣體分子間的勢(shì)能可忽略 則在此過程中 A 外界對(duì)氣體做功 氣體分子的平均動(dòng)能增加B 外界對(duì)氣體做功 氣體分子的平均動(dòng)能減少C 氣體對(duì)外界做功 氣體分子的平均動(dòng)能增加D 氣體對(duì)外界做功 氣體分子的平均動(dòng)能減少 解析 絕熱過程是指氣體膨脹過程未發(fā)生熱傳遞 膨脹過程氣體體積增大 外界對(duì)氣體做的功W 0 由 U U2 U1 W可知 氣體內(nèi)能減小 由于氣體分子間的勢(shì)能忽略 故氣體分子的平均動(dòng)能減小 故D正確 答案 D 關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量 下列說法中正確的是 A 熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多B 溫度高的物體其熱量必定多 內(nèi)能必定大C 在熱傳遞過程中 內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小 內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大 直到兩物體的內(nèi)能相等D 熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度 解析 物體的內(nèi)能由溫度 體積 及物體的質(zhì)量決定 不只由溫度決定 故A B錯(cuò) 在熱傳遞過程中 熱量由高溫物體傳給低溫物體 而與物體的內(nèi)能大小無關(guān) 所以完全有可能內(nèi)能大的物體的內(nèi)能繼續(xù)增大 內(nèi)能小的物體的內(nèi)能繼續(xù)減小 故C項(xiàng)錯(cuò) 關(guān)于熱量的論述 D項(xiàng)是正確的 答案 D 反思總結(jié) 做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式 功和熱量是內(nèi)能變化的量度 注意它們之間的聯(lián)系和區(qū)別 跟蹤發(fā)散 3 1 關(guān)于熱量和物體內(nèi)能變化的關(guān)系下列說法正確的是 A 物體吸收熱量?jī)?nèi)能一定增大B 物體的內(nèi)能增大一定是吸收了熱量C 熱量可以從內(nèi)能小的物體向內(nèi)能大的物體傳遞D 熱量只能從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞 解析 改變物體的內(nèi)能有兩種方式 做功和熱傳遞 物體吸收熱量的同時(shí)如果物體對(duì)外做了功 內(nèi)能不一定增大 故A錯(cuò) 同理物體內(nèi)能增大也可能是外界對(duì)物體做功引起的 故B選項(xiàng)錯(cuò) 物體間發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差 而物體內(nèi)能的大小不僅與溫度有關(guān) 還與物質(zhì)的量和體積有關(guān) 內(nèi)能小的物體溫度如果比內(nèi)能大的物體溫度高 熱量就會(huì)從內(nèi)能小的物體向內(nèi)能大的物體傳遞 故C選項(xiàng)正確D選項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 C 1 關(guān)于物體間的傳熱 下列說法正確的是 A 傳熱的實(shí)質(zhì)是溫度的傳遞B 物體間存在著溫度差 才能發(fā)生傳熱C 傳熱可以在任何情況下進(jìn)行D 物體內(nèi)能發(fā)生改變 一定是吸收或放出了熱量 解析 答案 B 2 關(guān)于物體內(nèi)能的變化 以下說法正確的是 A 物體的溫度改變時(shí) 其內(nèi)能一定改變B 對(duì)物體做功 其內(nèi)能一定改變 物體向外傳出熱量 其內(nèi)能一定改變C 物體對(duì)外做功 其內(nèi)能不一定改變 向物體傳遞熱量 其內(nèi)能也不一定改變D 若物體與外界不發(fā)生熱交換 則物體的內(nèi)能一定不改變 解析 答案 C 3 2010 福建高考 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 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 解析 由F對(duì)密閉的氣體做正功 容器及活塞絕熱 則Q 0 由功和內(nèi)能的關(guān)系知理想氣體內(nèi)能增大 T升高 再根據(jù)pV T C V減小 p增大 故選C 答案 C 4 絕熱過程中 外界壓縮氣體做功20J 下列說法中正確的是 A 氣體內(nèi)能一定增加20JB 氣體內(nèi)能增加必定小于20JC 氣體內(nèi)能增加可能小于20JD 氣體內(nèi)能可能不變解析 絕熱過程中 做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程 做了多少功 就有多少內(nèi)能發(fā)生變化 答案 A 5 如圖所示為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖 用絕熱性能良好的材料將容器包好 重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水 使水溫升高 關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn) 下列說法正確的是 A 這個(gè)裝置可測(cè)定熱功當(dāng)量B 傳熱增加了水的內(nèi)能C 做功增加了水的內(nèi)能D 功和熱量是完全等價(jià)的 無區(qū)別 解析 該實(shí)驗(yàn)測(cè)定做功和內(nèi)能變化的關(guān)系 可以測(cè)定熱功當(dāng)量 A正確 該實(shí)驗(yàn)過程是絕熱過程 沒有傳熱 內(nèi)能的改變是由做功引起的 B錯(cuò)誤 C正確 做功表示能量的轉(zhuǎn)化 而熱量表示傳熱過程中內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 二者有區(qū)別 D錯(cuò)誤 答案 AC 6 對(duì)于熱量 功和內(nèi)能三者的下列說法中正確的是 A 三者單位相同 物理意義相同B 熱量和功是內(nèi)能的量度C 熱量和功由過程決定 而內(nèi)能由物體狀態(tài)決定D 系統(tǒng)內(nèi)能增加了100J 可能是外界采用絕熱方式對(duì)系統(tǒng)做功100J 也可能是外界單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱100J 解析 熱量 功和內(nèi)能三者盡管單位相同 但物理意義有本質(zhì)區(qū)別 A錯(cuò) 熱量和功由過程決定 內(nèi)能由物體狀態(tài)決定 熱量和功是內(nèi)能變化的量度 C對(duì) B錯(cuò) 對(duì)一個(gè)絕熱過程 U W 100J 對(duì)一個(gè)單純熱傳遞過程 U Q 100J D對(duì) 答案 CD 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全