人教版高中物理选修3—3第10章第1节功和内能 （2）（共20张PPT）

(共20张PPT)
第十章 热力学定律
第1节 功和内能　
演示实验：
在有机玻璃筒底放置少量的易燃物,例如蓬松的棉花,迅速压下筒中的活塞,观察筒底物品的变化.
引入新课
一、焦耳的实验
1818年12月24日生于英国曼彻斯特 ，起初研究电学和磁学. 1840年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律.焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——热功当量，为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础.
结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的.
重物下落带动轮叶旋转，通过搅拌对绝热容器内的液体做功，使液体升温，即状态发生变化.
系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程.
绝热过程：
实验一：对系统做机械功
重物下落带动轮叶旋转，通过搅拌对绝热容器内的液体做功，使液体升温，即状态发生变化。
结论：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。
实验二：对系统做电功
电流通过电热丝使绝热容器内的液体温度升高。
结论：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。
归纳总结：
在各种不同的绝热过程中，如果使系统从状态1变为状态2，所需外界做功的数量是相同的.也就是说，在各种不同的绝热过程中，要使系统状态发生变化，做功的数量只由始、末两个状态决定，与做功方式无关.
　　在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功仅由过程的始、末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。
类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定，与物体的运动路径无关？
重力
电场力
重力做功对应重力势能
电场力做功对应电势能


二、内能
1、内能定义：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系.我们把这个物理量称为系统的内能.
2、内能改变：当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量△U=U2-U1就等于外界对系统所做的功W，即△U=W.
做功可以改变系统的内能．功是系统内能转化的量度．
功和内能变化的关系
(2)系统对外界做功，系统的内能减少．
在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少，即W＝ΔU.
(1)外界对系统做功，系统的内能增加．
在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功．即ΔU＝U2－U1＝W.
教材51页做一做
呈现雾状
实验研究的对象是瓶中的气体与打气筒中的气体，那么我们的系统也就是这两部分气体。
2.出现了什么现象？
3.为什么会呈现雾状？
当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使得系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出。看到雾状物的原因在于，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸汽（或酒精蒸气）有一部分被液化成小液滴
1.下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
气体体积减小，外界对气体做功
△U=W
内能增加
A
2.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该空气团在上升过程中(不计气团内分子间的势能) (　　)
A．体积减小，温度降低
B．体积减小，温度不变
C．体积增大，温度降低
D．体积减小，温度不变
压强减小
体积增大
对外界做功
△U=W
内能减小
不计分子间的势能
动能减小
温度降低
C
前面的钻木取火成功了吗
1.下列说法正确的是（ 　 ）
A 分子的动能与分子的势能的和叫做这个分 子的内能
B 物体的分子势能由物体的温度和体积决定
C 物体的速度增大时，物体的内能增大
D 物体的内能减小时，物体的温度可能增加
作业
2.一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体 的机械能和内能的变化，下列判断中正确 的是（ ）
A 物体的机械能和内能都不变
B 物体的机械能减少，内能不变
C 物体的机械能增加，内能增加
D 物体的机械能减少，内能增加
谢谢大家！