2020-2021学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册课件：3.1功、热和内能的改变12张PPT

1　功、热和内能的改变
1.了解焦耳的两个实验。掌握从热力学角度认识内能的概念。
2.知道做功与内能改变的关系,知道传递的热量与内能变化的关系。
3.知道做功和传热是改变内能的两种方式,且对改变系统内能是等效的。
4.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。
1.两个代表性实验
(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温①　上升????。
(2)通过电流的②　热效应????给水加热。
2.绝热过程:系统不从外界③　吸热????,也不向外界④　放热????,这样的过程叫作绝
热过程。
3.实验结论:要使系统状态通过⑤　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⑥　方式????无关。
1 | 焦耳的实验
4.内能的概念
(1)微观:所有分子热运动的⑦　动能????和分子间的相互作用⑧　势能????之和。
(2)宏观:任何一个热力学系统必定存在一个只依赖于系统⑨　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做的功相联系。
鉴于功是⑩　能量变化????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。
1.功是过程量,内能是?　状态????量。
2.表达式:ΔU=?????W????。在热力学系统的绝热过程中,当系统从状态1经过绝热过
程达到状态2时,内能的变化量ΔU=U2-U1,等于外界对系统所做的功W。
3.在绝热过程中,外界对系统做功,系统的内能?　增加????;系统对外界做功,系统的
内能?　减少????。
2 | 功与内能的改变
1.传热
(1)条件:物体的?　温度????不同。
(2)定义:两个温度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,热从?　高温????物体传到了?　低温????物体。
2.热与内能的改变
(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态。?　热量????是在单纯的传热
过程中系统内能变化的量度。
(2)表达式:ΔU=?????Q????。当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时,内能的变
化量ΔU=U2-U1等于外界向系统传递的热量Q。
3 | 热与内能的改变
(3)在单纯地对系统传热过程中,外界对系统传热,系统的内能?　增加????;系统对外
界传热,系统的内能?　减少????。
3.传热与做功在改变系统内能上的异同
(1)做功和传热都能引起系统?　内能的改变????。
(2)做功时,内能与其他形式的能(如内能与机械能、内能与电能等)发生?　转化
????,而传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的?　转移????。
1.搓搓手会感到手暖和些,是通过做功改变了手的内能。?(　√　)
2.A、B两物体接触时没有发生热传递,则两物体所包含的热量相等。?(?????　)
3.某物体分别经过几个不同的物理过程,其温度均从t1升高到t2,则在这些过程中物
体一定从外界吸收相同的热量。?(?????　)
4.系统只从外界吸热,而不向外界放热的过程就是绝热过程。?(?????　)
提示:系统不从外界吸热,也不向外界放热的过程就是绝热过程。
5.从宏观角度说,内能是只依赖于热力学系统自身状态的物理量。?(　√　)
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ?” 。
6.外界对物体做功多,就意味着物体的内能大。?(?????　)
提示:外界对物体做功多,就意味着物体的内能变化大,不能认为物体的内能大。
7.在绝热过程中,外界对系统做的功小于系统内能的增加量。?(?????　)
提示:在绝热过程中,外界对系统做的功等于系统内能的增加量。
8.高温物体内能多,低温物体内能少。?(?????　)
提示:物体内能的多少与物质的量、物体的温度、体积等因素均有关。
9.热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。?(?????　)
提示:热量从温度高的物体传递给温度低的物体。
10.做功和传热都可改变物体的内能,从效果上是等效的。?(　√　)
提示:做功和传热都能引起系统内能的改变,从效果上是等效的。
1 | 功与内能的改变
焦耳的两个代表性实验
两个实验
实验一
实验二
实验装置
?
?
做功方式
通过重物下落带动叶片搅拌容器中的水,靠叶片与水摩擦使水温升高,通过重力做功实现能量转化
通过重物下落带动发电机发电,电流通过电阻丝,电流的热效应使水温升高,通过电流做功实现能量转化
实验条件
容器及其中的水组成的系统与外界绝热
共性
外界对系统做功相同,系统温度上升的数值相同,内能改变相同
2 | 热与内能的改变
情境????在寒冷的冬季,人们常常生火取暖,当双手靠近火源时,我们就会感受到手变
暖和了。
问题
1.烤火是通过什么方式来增加手的内能?
提示:传热。
2.热量总是从内能多的物体向内能少的物体传递的吗?
提示:不是,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
3.改变物体的内能有几种方式?这些改变物体内能的方式在本质上有什么不同?
提示:做功和传热可以改变物体的内能。做功是其他形式的能与内能发生转化,传
热是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。
比较项目
做功
传热
内能变化
外界对物体做功,物体的内能增加;物体对外界做功,物体的内能减少
物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少
物理实质
其他形式的能与内能发生转化。当机械能转化为内能时,必须通过物体的宏观运动才能实现
不同物体或同一物体的不同部分之间内能的转移。热量从高温物体传递给低温物体时,高温物体内能减少,低温物体内能增加,最后达到温度相同
联系
做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的
做功和传热在改变物体内能上的区别与联系
导师点睛
热量是用来衡量传热过程中内能变化多少的一个物理量,是一个过程量。热量的
概念只有在涉及能量的转移时才有意义。我们不能说物体具有多少热量,只能说
某一过程中物体吸收或放出了多少热量。而内能与热量不同,它是一个状态量,我
们可以说物体在一定状态下具有多少内能。