3.1 功、热和内能的改变 课件-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册(共25张PPT)

(课件网) 功、热和内能的改变 思考：搓手双手会暖的原因是什么？ 你还能想到其他方式让双手变暖吗？ 做功改变内能？ 资料 哈气变暖？ 演示实验（一） 活塞压缩气体做功 系统（密闭气体）温度升高 思考：观察到的什么现象？ 外界对系统做功可以改变系统内能 这个现象说明什么呢？ 转化 机械能 内能 外界对系统做功对系统状态具体有什么影响呢？ 定量关系？ 焦耳，英国物理学家，一生致力于实验研究。他用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系，根据所测电流通过电阻放出的热量，提出焦耳定律。焦耳的研究为能量守恒定律的建立奠定了基础。 任务一：焦耳的代表性实验 焦耳实验1示意图（机械功） 焦耳实验2示意图（电功） 焦耳实验（一） 焦耳实验（一） 结论：只要重力所做的功相同，那么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。 匀速下落 重物对搅拌器做功 mgh 搅拌器克服水的摩擦力做功 水温升高与mgh有关 绝热过程：系统只通过对外界做功或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，这样的过程叫作绝热过程。 1卡路里=4.184焦耳 焦耳 卡路里 焦耳实验（二） 焦耳实验（二） 结论：对于同一绝热系统，只要电流所做的电功相等，系统温度上升的数值就是相同的，也就是系统状态变化是相同的。 机械功 电 功 做功方式 状态变化 能量转换 焦耳的实验结论：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，而与做功的方式无关。 系统温度上升 内能：任何一个热力学系统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做的功相联系，我们把它称为系统的内能。 重力势能 内能 微观：分子热运动的平均动能、分子势能、分子数 宏观：温度、体积、物质的量 变！ 变！ 变！ 物体在两个位置间的重力势能之差，等于物体在这两个位置间移动时重力所做的功 类 比 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 任务二：功与内能的改变 状态量 过程量 思考：内能大的系统做功就会比较多？ 内能变化多才代表做功多！ 等于外界对系统所做的功W， 即ΔU＝W V减小 压缩气体 外界对气体做功 W＞0 气体内能U增加△U＞0 绝热过程 （Q=0） 活塞机械能E减少△E＜0 W=△U=-△E 满足能量守恒定律 气体对外界做功 W＜0 气体内能U减少△U＜0 其它形式能E增加△E＞0 思考：系统对外做功，其内能是增加还是减少呢？ 其他形式能 内能 演示实验（二） 气体膨胀对外做功 系统温度降低 思考：瓶中为什么会出现白雾呢？ 乙醇气体液化成小液滴 系统的内能如果发生了改变，是否一定要伴随着做功呢？ 夫近水则寒，近火则温，远之渐微。何则？气之所加，远近有差也。 ———东汉·王充《论衡·寒温篇》 传热也可以改变系统热力学状态 任务三：热与内能的改变 热水 冷牛奶 T T 热 量 Q 类比做功，传热对系统内能变化有什么影响呢？ 生活场景 传热条件：物体的温度不同 热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度 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， 即ΔU＝Q 思考：热量Q是状态量还是过程量？ 过程量 传热过程中热量一定会从内能大的物体向内能 小的物体上传递吗？ 与温度有关，与内能无关 做功和传热在改变物体内能上有什么相同点和不同点呢？ 效果上是相同的，改变的方式不同 ①做功是内能与其他形式的能（如机械能、电能等）发生转化 ②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 传热 做功 改变内能 影响生活 资料来源https://xsj.699pic.com/tupian/29kjnr.html 课堂小结 例．关 ... ...