2014-2015学年人教版选修3-3 第十章第1、2节：功、热和内能 课件（27张）
文档属性
| 名称 | 2014-2015学年人教版选修3-3 第十章第1、2节：功、热和内能 课件（27张） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-04-20 19:51:42 | ||
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文档简介
课件28张PPT。第十章 热力学定律
1 功和内能
2 热和内能一、功和内能
1.焦耳的实验:
(1)绝热过程:系统只由于外界对它做功而与外界交换_____,
它不从外界_____,也不向外界_____。
(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状态决定,而与做功的_____无关。能量吸热放热上升热效应方式2.功和内能:
(1)内能:任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统
_________的物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在
_____过程中对系统所做的功相联系。鉴于功是能量_____的量
度,所以这个物理量必定是系统的一种能量,我们把它称为系统
的内能。
(2)功和内能:在绝热过程中,外界对系统做的功等于系统内能
的增加量,即______。自身状态绝热变化ΔU=W二、热和内能
1.热传递:
(1)条件:物体的_____不同。
(2)定义:两个_____不同的物体相互接触时,温度高的物体要
降温,温度低的物体要升温,_____从高温物体传到了低温物体。温度温度热量2.热和内能:
(1)热量:它是在单纯的传热过程中系统_____变化的量度。
(2)表达式:________。
(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同:①做功和热传递
都能引起系统_____的改变。②做功时是内能与其他形式能的
_____;热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间
___________。内能ΔU = Q内能转化内能的转移1.判一判
(1)做功和热传递都可改变物体的内能,从效果上是等效的。
( )
(2)在绝热过程中,外界对系统做的功小于系统内能的增加量。
( )
(3)热传递只能发生在两个物体间,同一物体不能发生热传递。
( )
(4)功和内能都是能量转化的量度。 ( )提示：(1)√。做功和热传递是改变内能的两种方式,从效果上是等效的。
(2)×。在绝热过程中,外界对系统做的功等于系统内能的增加量,系统对外界做的功等于系统内能的减少量。
(3)×。温度不同是发生热传递的条件,当两个物体或一个物体的不同部分温度不同时,都可发生热传递现象。
(4)×。功是能量转化的量度,内能不是能量转化的量度。2.想一想
从能量的角度看,做功和热传递有何不同?
提示：做功是内能和其他形式能的转化,热传递是不同物体或一个物体不同部分之间内能的转移。主题一 探究做功和物体内能的变化
1.在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花,压下活塞,观察棉花的变化,你能看到什么现象?实验现象说明了什么?
提示：可以看到棉花燃烧。实验现象说明压缩空气做功,使空气内能增大,达到棉花的燃点后引起棉花燃烧。2.焦耳的两个代表性实验:一个是让重物下落带动叶片搅动容器中的水,引起水温上升;另一个是通过电流的热效应给水加热,使水温上升。思考:
(1)在这两个实验中,为什么都要强调“绝热过程”?
提示：因为只有在绝热的条件下,才能探究出做功与内能改变的定量关系。(2)如何判断物体内能的变化?如何计算物体内能的增量?
提示：①在绝热过程中,外界对物体做功或物体对外界做功均能引起物体内能的变化。
②外界对系统所做的功W等于系统从状态1到状态2时内能的增加量,即W=ΔU=U2-U1,实质是其他形式的能和系统内能相互转化的过程。
(3)焦耳的两个实验说明了什么?
提示：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状态决定,而与做功方式无关。【知识点睛】焦耳的两个实验
(1)绝热过程:系统只通过做功与外界交换能量,它不吸热也不放热。
(2)在不同的绝热过程中,系统内能的增量等于外界对系统做的功,即ΔU=W。【规律方法】绝热过程中内能改变的理解
(1)绝热过程中只有做功才能改变物体的内能。
(2)外界对气体做功,内能增加,气体的温度就升高;相反,如果气体对外界做功,内能减小,气体的温度就降低。【典例1】拥有私家车的人们越来越多,说明人们生活水平不断提高。某汽车的发动机汽缸内装有汽油与空气的混合气体,如图所示,要使该混合气体达到其燃点,则 ( )
A.迅速向外拉活塞 B.迅速向里推活塞
C.缓慢向里推活塞 D.缓慢向外拉活塞【解题探究】(1)做功可以改变物体的_____。
(2)迅速推、拉活塞的过程可看作是绝热过程,在绝热过程中,
系统与外界没有_________,即____。
(3)在绝热条件下,外界对系统做正功,系统内能_____;系统对
外界做_____,系统内能减少。热量交换Q=0增加正功内能【解析】选B。气体被压缩或膨胀时,气体的内能发生变化。如果将装有汽油与空气混合物的汽缸中的活塞迅速向里推,该汽缸内混合气体来不及与外界发生热交换,同时由于外界通过活塞对该气体做功,使混合气体的内能增加,温度升高,从而达到其燃点,故B对。【变式训练】如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以竖直向下的压力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,则被封闭的气体 ( )
A.温度升高,内能减少
B.温度降低,内能减少
C.温度升高,内能增加
D.温度降低,内能增加
【解析】选C。向下压活塞,力F对气体做功,气体的内能增加,温度升高,故C正确。主题二 探究热传递和内能
1.热传递的条件是什么?热传递的实质是什么?
提示：热传递的条件是两个物体(或一个物体的两部分)间存在温度差。只要它们存在温度差,热量就会从高温物体传到低温物体或从高温部分传到低温部分。热传递的实质是物体间内能的转移。2.在单纯的热传递过程中,怎样计算内能的增量?
提示：当系统从状态1经过单纯的热传递达到状态2时,内能的增加量ΔU=U2-U1等于外界对系统传递的热量Q,即ΔU=Q。
3.根据Q=ΔU,能否说热量就是内能?
提示：不能。热量是过程量,只有在发生热传递时体现,可以测量;而内能是状态量,不可测量。【知识点睛】热传递
(1)条件:两物体存在温度差。
(2)方向:热量由高温物体传向低温物体。
(3)量度:热量是单纯传热过程中内能变化的量度,即ΔU=Q。【误区警示】热传递的方向与物体内能的大小无关
发生热传递时,可能误认为热量是从内能大的物体传到内能小的物体上。为此要明确以下两点:
(1)热传递与物体的内能的多少无关,只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关,热量总是从高温物体自发地传递到低温物体。
(2)热传递过程中,能量可以由内能大的物体传递到内能小的物体上,也可以由内能小的物体传递到内能大的物体上。【典例2】关于热传递,下列说法正确的是 ( )
A.热传递中,热量一定从含热量多的物体传向含热量少的物体
B.两个物体间发生热传递的条件是它们之间有温度差
C.在热传递中热量一定从内能多的物体传向内能少的物体
D.内能相等的两个物体相互接触时,也可能发生热传递
【解题探究】(1)两个物体发生热传递的条件是两物体间存在
_______。
(2)热传递的实质是内能的_____。
(3)能否发生热传递与物体内能的多少_____。温度差转移无关【解析】选B、D。热量的概念只有在涉及能量传递时才有意义,所以不能说物体含有多少热量,A错误;物体间发生热传递的条件是物体间存在温度差,B正确;在热传递中,热量一定从温度高的物体传向温度低的物体,温度高的物体内能不一定多,故C错误,D正确。【变式训练】关于热传递,下列说法正确的是 ( )
A.热传递的实质是温度的传递
B.物体间存在温度差,才能发生热传递
C.两物体温度相等时也可以发生热传递
D.物体内能发生改变,一定是吸收或放出了热量【解析】选B。热传递的实质是物体间内能的转移,故A错。热传递发生的条件是物体间存在着温度差,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,若两物体温度相同,它们之间便不会发生热传递,故B对、C错。物体吸收或放出热量,内能会发生变化,但内能变化不一定是热传递引起的,还可以用做功的方式,故D错。
1 功和内能
2 热和内能一、功和内能
1.焦耳的实验:
(1)绝热过程:系统只由于外界对它做功而与外界交换_____,
它不从外界_____,也不向外界_____。
(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状态决定,而与做功的_____无关。能量吸热放热上升热效应方式2.功和内能:
(1)内能:任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统
_________的物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在
_____过程中对系统所做的功相联系。鉴于功是能量_____的量
度,所以这个物理量必定是系统的一种能量,我们把它称为系统
的内能。
(2)功和内能:在绝热过程中,外界对系统做的功等于系统内能
的增加量,即______。自身状态绝热变化ΔU=W二、热和内能
1.热传递:
(1)条件:物体的_____不同。
(2)定义:两个_____不同的物体相互接触时,温度高的物体要
降温,温度低的物体要升温,_____从高温物体传到了低温物体。温度温度热量2.热和内能:
(1)热量:它是在单纯的传热过程中系统_____变化的量度。
(2)表达式:________。
(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同:①做功和热传递
都能引起系统_____的改变。②做功时是内能与其他形式能的
_____;热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间
___________。内能ΔU = Q内能转化内能的转移1.判一判
(1)做功和热传递都可改变物体的内能,从效果上是等效的。
( )
(2)在绝热过程中,外界对系统做的功小于系统内能的增加量。
( )
(3)热传递只能发生在两个物体间,同一物体不能发生热传递。
( )
(4)功和内能都是能量转化的量度。 ( )提示：(1)√。做功和热传递是改变内能的两种方式,从效果上是等效的。
(2)×。在绝热过程中,外界对系统做的功等于系统内能的增加量,系统对外界做的功等于系统内能的减少量。
(3)×。温度不同是发生热传递的条件,当两个物体或一个物体的不同部分温度不同时,都可发生热传递现象。
(4)×。功是能量转化的量度,内能不是能量转化的量度。2.想一想
从能量的角度看,做功和热传递有何不同?
提示：做功是内能和其他形式能的转化,热传递是不同物体或一个物体不同部分之间内能的转移。主题一 探究做功和物体内能的变化
1.在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花,压下活塞,观察棉花的变化,你能看到什么现象?实验现象说明了什么?
提示：可以看到棉花燃烧。实验现象说明压缩空气做功,使空气内能增大,达到棉花的燃点后引起棉花燃烧。2.焦耳的两个代表性实验:一个是让重物下落带动叶片搅动容器中的水,引起水温上升;另一个是通过电流的热效应给水加热,使水温上升。思考:
(1)在这两个实验中,为什么都要强调“绝热过程”?
提示：因为只有在绝热的条件下,才能探究出做功与内能改变的定量关系。(2)如何判断物体内能的变化?如何计算物体内能的增量?
提示：①在绝热过程中,外界对物体做功或物体对外界做功均能引起物体内能的变化。
②外界对系统所做的功W等于系统从状态1到状态2时内能的增加量,即W=ΔU=U2-U1,实质是其他形式的能和系统内能相互转化的过程。
(3)焦耳的两个实验说明了什么?
提示：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状态决定,而与做功方式无关。【知识点睛】焦耳的两个实验
(1)绝热过程:系统只通过做功与外界交换能量,它不吸热也不放热。
(2)在不同的绝热过程中,系统内能的增量等于外界对系统做的功,即ΔU=W。【规律方法】绝热过程中内能改变的理解
(1)绝热过程中只有做功才能改变物体的内能。
(2)外界对气体做功,内能增加,气体的温度就升高;相反,如果气体对外界做功,内能减小,气体的温度就降低。【典例1】拥有私家车的人们越来越多,说明人们生活水平不断提高。某汽车的发动机汽缸内装有汽油与空气的混合气体,如图所示,要使该混合气体达到其燃点,则 ( )
A.迅速向外拉活塞 B.迅速向里推活塞
C.缓慢向里推活塞 D.缓慢向外拉活塞【解题探究】(1)做功可以改变物体的_____。
(2)迅速推、拉活塞的过程可看作是绝热过程,在绝热过程中,
系统与外界没有_________,即____。
(3)在绝热条件下,外界对系统做正功,系统内能_____;系统对
外界做_____,系统内能减少。热量交换Q=0增加正功内能【解析】选B。气体被压缩或膨胀时,气体的内能发生变化。如果将装有汽油与空气混合物的汽缸中的活塞迅速向里推,该汽缸内混合气体来不及与外界发生热交换,同时由于外界通过活塞对该气体做功,使混合气体的内能增加,温度升高,从而达到其燃点,故B对。【变式训练】如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以竖直向下的压力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,则被封闭的气体 ( )
A.温度升高,内能减少
B.温度降低,内能减少
C.温度升高,内能增加
D.温度降低,内能增加
【解析】选C。向下压活塞,力F对气体做功,气体的内能增加,温度升高,故C正确。主题二 探究热传递和内能
1.热传递的条件是什么?热传递的实质是什么?
提示：热传递的条件是两个物体(或一个物体的两部分)间存在温度差。只要它们存在温度差,热量就会从高温物体传到低温物体或从高温部分传到低温部分。热传递的实质是物体间内能的转移。2.在单纯的热传递过程中,怎样计算内能的增量?
提示：当系统从状态1经过单纯的热传递达到状态2时,内能的增加量ΔU=U2-U1等于外界对系统传递的热量Q,即ΔU=Q。
3.根据Q=ΔU,能否说热量就是内能?
提示：不能。热量是过程量,只有在发生热传递时体现,可以测量;而内能是状态量,不可测量。【知识点睛】热传递
(1)条件:两物体存在温度差。
(2)方向:热量由高温物体传向低温物体。
(3)量度:热量是单纯传热过程中内能变化的量度,即ΔU=Q。【误区警示】热传递的方向与物体内能的大小无关
发生热传递时,可能误认为热量是从内能大的物体传到内能小的物体上。为此要明确以下两点:
(1)热传递与物体的内能的多少无关,只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关,热量总是从高温物体自发地传递到低温物体。
(2)热传递过程中,能量可以由内能大的物体传递到内能小的物体上,也可以由内能小的物体传递到内能大的物体上。【典例2】关于热传递,下列说法正确的是 ( )
A.热传递中,热量一定从含热量多的物体传向含热量少的物体
B.两个物体间发生热传递的条件是它们之间有温度差
C.在热传递中热量一定从内能多的物体传向内能少的物体
D.内能相等的两个物体相互接触时,也可能发生热传递
【解题探究】(1)两个物体发生热传递的条件是两物体间存在
_______。
(2)热传递的实质是内能的_____。
(3)能否发生热传递与物体内能的多少_____。温度差转移无关【解析】选B、D。热量的概念只有在涉及能量传递时才有意义,所以不能说物体含有多少热量,A错误;物体间发生热传递的条件是物体间存在温度差,B正确;在热传递中,热量一定从温度高的物体传向温度低的物体,温度高的物体内能不一定多,故C错误,D正确。【变式训练】关于热传递,下列说法正确的是 ( )
A.热传递的实质是温度的传递
B.物体间存在温度差,才能发生热传递
C.两物体温度相等时也可以发生热传递
D.物体内能发生改变,一定是吸收或放出了热量【解析】选B。热传递的实质是物体间内能的转移,故A错。热传递发生的条件是物体间存在着温度差,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,若两物体温度相同,它们之间便不会发生热传递,故B对、C错。物体吸收或放出热量,内能会发生变化,但内能变化不一定是热传递引起的,还可以用做功的方式,故D错。