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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目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,一,二,三,四,一、內(nèi)能 1.內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和. 2.內(nèi)能大小的決定因素:分子平均動能與溫度有關,分子勢能與體積有關,故內(nèi)能與物體的溫度、體積、物質(zhì)的量有關. 3.內(nèi)能與機械能:機械能是描述物體機械運動狀態(tài)的量,內(nèi)能是描述物體熱學狀態(tài)的量.機械能是相對的,而內(nèi)能是絕對的,有物質(zhì)就具有內(nèi)能.,目標導航,預習導引,一,二,三,四,二、功與內(nèi)能 1.“摩擦生熱”是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.電流熱效應是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. 2.如果僅僅是做功改變內(nèi)能時,則外界對系統(tǒng)做正功,系統(tǒng)的內(nèi)能就增加;系統(tǒng)克服外界做功,即外界對系統(tǒng)做負功,物體的內(nèi)能就減少.內(nèi)能的變化量等于外界對系統(tǒng)所做的功,即功是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度.,目標導航,預習導引,一,二,三,四,“火”不但可以用來取暖,還可以用來加熱食物,“火”把人類帶入了文明的殿堂.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.,目標導航,預習導引,一,二,三,四,三、熱量與內(nèi)能 1.熱傳遞:熱量從一個物體傳遞到另一個物體,或從物體的一部分傳遞到另一部分的過程,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.熱傳遞實質(zhì)上傳遞的是能量,結果是改變了系統(tǒng)的內(nèi)能.傳遞能量的多少用熱量來量度. 2.熱量:熱量是在熱傳遞過程中,為了表示內(nèi)能變化而引入的一個物理量,熱量是一個過程量. 3.內(nèi)能改變與熱量的關系:如果是單純由熱傳遞引起內(nèi)能變化時,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.,目標導航,預習導引,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(或一個物體的不同部分)之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,一、功和內(nèi)能的關系 1.內(nèi)能與內(nèi)能的變化的關系 (1)物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子做熱運動的動能和分子勢能總和.在微觀上由分子數(shù)、分子熱運動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)能是一個狀態(tài)量. (2)當物體溫度變化時,分子熱運動劇烈程度發(fā)生改變,分子平均動能變化.物體體積變化時,分子間距離變化,分子勢能發(fā)生變化,因此物體內(nèi)能的變化只由初、末狀態(tài)決定,與中間過程及方式無關.因此物體內(nèi)能的變化是一個過程量.,一,二,2.做功與內(nèi)能的變化的關系 (1)做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如機械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程. (2)在絕熱過程中,外界對物體做多少功,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)能變化較大時,對應著做功較多.,知識精要,典題例解,遷移應用,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,【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)裝有一可以活動的絕熱活塞.今對活塞施以一豎直向下的壓力F,使活塞緩慢向下移動一段距離后,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( )(導學號51140032) A.溫度升高,壓強增大,內(nèi)能減少 B.溫度降低,壓強增大,內(nèi)能減少 C.溫度升高,壓強增大,內(nèi)能增加 D.溫度降低,壓強減小,內(nèi)能增加,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,解析:由F對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p增大.故選項C正確. 答案:C,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,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,對于不同的絕熱方式,下列說法正確的是( ) A.對氣體所做的功不同 B.對氣體所做的功相同 C.對氣體不做功,因為沒有能量的傳遞 D.以上三種說法都不對 答案:B 解析:對于一定質(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,都是絕熱過程.在這一過程中,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,由絕熱過程中U=UB-UA=W知,W為恒量,所以選項B正確.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,二、熱量和內(nèi)能的關系 1.溫度、熱量、內(nèi)能是熱學部分的重要概念.高考圍繞這幾個 概念之間的區(qū)別與聯(lián)系考查的題目比較多.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,2.改變內(nèi)能的兩種方式的比較,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,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)能與機械能、內(nèi)能與電能等發(fā)生轉(zhuǎn)化.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,【例2】 關于溫度、熱量、內(nèi)能,以下說法正確的是( ) (導學號51140033) A.一個鐵塊的溫度升高,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、液體沸騰這些過程.C選項中熱量是在熱傳遞過程中傳遞能量的多少,是過程量,因此不能說物體含有熱量.D選項中,在熱傳遞的過程中,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,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,(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,當它們接觸在一起時,如果不和外界交換能量,則( ) A.從兩者開始接觸到熱平衡的整個過程中,銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量 B.在兩者達到熱平衡以前的任意一段時間內(nèi),銅塊內(nèi)能的減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量 D.達到熱平衡時,兩者的溫度相等 答案:AD,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,解析:一個系統(tǒng)在熱交換的過程中,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,而熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能的變化量,所以選項A和D都正確,選項B錯誤;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C是錯誤的.,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陜西咸陽一中月考)一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起,若不計氣泡內(nèi)空氣分子勢能的變化,則( ) A.氣泡對外做功,內(nèi)能不變,同時放熱 B.氣泡對外做功,內(nèi)能不變,同時吸熱 C.氣泡內(nèi)能減少,同時放熱 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程中,氣泡外部的壓強逐漸減小,氣泡膨脹,對外做功,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,故可以認為上升過程中氣泡內(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外界所做的功,故選項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,且它們可以同時進行.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;也可以是一個使系統(tǒng)內(nèi)能增加,另一個使系統(tǒng)內(nèi)能減少.,