高中物理 3.1 内能功热量课件 粤教版选修3-3.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 四 一 内能1 内能是物体内部所有分子做热运动的动能和分子势能的总和 2 内能大小的决定因素 分子平均动能与温度有关 分子势能与体积有关 故内能与物体的温度 体积 物质的量有关 3 内能与机械能 机械能是描述物体机械运动状态的量 内能是描述物体热学状态的量 机械能是相对的 而内能是绝对的 有物质就具有内能 目标导航 预习导引 一 二 三 四 二 功与内能1 摩擦生热 是机械能转化为内能 电流热效应是电能转化为内能 2 如果仅仅是做功改变内能时 则外界对系统做正功 系统的内能就增加 系统克服外界做功 即外界对系统做负功 物体的内能就减少 内能的变化量等于外界对系统所做的功 即功是系统内能变化的量度 目标导航 预习导引 一 二 三 四 火 不但可以用来取暖 还可以用来加热食物 火 把人类带入了文明的殿堂 我们的祖先很早就发明了钻木取火的用具 使人们不再仅仅依靠自然的 恩赐 而得到 火 你知道钻木取火的道理吗 答案 钻木取火应用了摩擦生热的原理 即用做功的方法改变物体的内能 目标导航 预习导引 一 二 三 四 三 热量与内能1 热传递 热量从一个物体传递到另一个物体 或从物体的一部分传递到另一部分的过程 叫做热传递 热传递的方向 热量自发地从高温物体传递到低温物体 直至两物体温度相等 热传递实质上传递的是能量 结果是改变了系统的内能 传递能量的多少用热量来量度 2 热量 热量是在热传递过程中 为了表示内能变化而引入的一个物理量 热量是一个过程量 3 内能改变与热量的关系 如果是单纯由热传递引起内能变化时 系统从外界吸收多少热量 系统的内能就增加多少 系统向外界放出多少热量 系统的内能就减少多少 目标导航 预习导引 一 二 三 四 四 做功和热传递在改变内能上的区别做功和热传递在改变系统的内能上效果相同 但它们有重要的区别 做功是其他形式的能与内能之间的转化 而热传递只是不同物体 或一个物体的不同部分 之间内能的转移 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一 功和内能的关系1 内能与内能的变化的关系 1 物体的内能是指物体内所有分子做热运动的动能和分子势能总和 在微观上由分子数 分子热运动剧烈程度及相互作用力决定 宏观上体现在物体的温度和体积上 因此物体的内能是一个状态量 2 当物体温度变化时 分子热运动剧烈程度发生改变 分子平均动能变化 物体体积变化时 分子间距离变化 分子势能发生变化 因此物体内能的变化只由初 末状态决定 与中间过程及方式无关 因此物体内能的变化是一个过程量 一 二 2 做功与内能的变化的关系 1 做功改变物体内能的过程是其他形式的能 如机械能 与内能相互转化的过程 2 在绝热过程中 外界对物体做多少功 就有多少其他形式的能转化为内能 物体的内能就增加多少 物体对外界做多少功 就有多少内能转化为其他形式的能 物体的内能就减少多少 3 功和内能的区别 1 功是过程量 内能是状态量 2 在绝热过程中 做功一定能引起内能的变化 3 物体的内能大 并不意味着做功多 在绝热过程中 只有内能变化较大时 对应着做功较多 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 例1 如图所示 一定质量的理想气体密封在绝热 即与外界不发生热交换 容器中 容器内装有一可以活动的绝热活塞 今对活塞施以一竖直向下的压力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 则被密封的气体 导学号51140032 A 温度升高 压强增大 内能减少B 温度降低 压强增大 内能减少C 温度升高 压强增大 内能增加D 温度降低 压强减小 内能增加 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析 由F对密闭的理想气体做正功 容器及活塞绝热 知Q 0 由功和内能的关系知理想气体内能增大 温度T升高 再根据 体积V减小 压强p增大 故选项C正确 答案 C 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 采用绝热的方式使一定量的气体由初状态A变化至末状态B 对于不同的绝热方式 下列说法正确的是 A 对气体所做的功不同B 对气体所做的功相同C 对气体不做功 因为没有能量的传递D 以上三种说法都不对答案 B解析 对于一定质量的气体 不管采用任何一种绝热方式由状态A变化到状态B 都是绝热过程 在这一过程中 气体在初状态A有一确定的内能UA 在状态B有另一确定的内能UB 由绝热过程中 U UB UA W知 W为恒量 所以选项B正确 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二 热量和内能的关系1 温度 热量 内能是热学部分的重要概念 高考围绕这几个概念之间的区别与联系考查的题目比较多 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2 改变内能的两种方式的比较 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 做功和热传递都能改变物体的内能 做功和热传递在改变物体内能上的本质是否相同 答案 不相同 热传递是物体间内能的转移 即内能从物体的一部分传到另一部分 或从一个物体传递给另一物体 做功是物体的内能与其他形式的能量的转化 如内能与机械能 内能与电能等发生转化 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例2 关于温度 热量 内能 以下说法正确的是 导学号51140033 A 一个铁块的温度升高 其内能增大B 物体吸收热量 其温度一定升高C 温度高的物体比温度低的物体含有的热量多D 温度总是从物体热的部分传递至冷的部分解析 B选项中 物体吸收热量 温度不一定就升高 例如晶体熔化 液体沸腾这些过程 C选项中热量是在热传递过程中传递能量的多少 是过程量 因此不能说物体含有热量 D选项中 在热传递的过程中 传递的是能量 不是温度 温度变化是能量变化的表象 答案 A 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 多选 一铜块和一铁块质量相等 铜块的温度T1比铁块的温度T2高 当它们接触在一起时 如果不和外界交换能量 则 A 从两者开始接触到热平衡的整个过程中 铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B 在两者达到热平衡以前的任意一段时间内 铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量D 达到热平衡时 两者的温度相等答案 AD 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析 一个系统在热交换的过程中 如果不与外界发生热交换 温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量 直到温度相等 不再发生热交换为止 而热量是热传递过程中内能的变化量 所以选项A和D都正确 选项B错误 根据热平衡方程c铜m T1 T c铁m T T2 解得由此可知选项C是错误的 案例探究 方法规律 做功和热传递在改变物体内能上的区别和联系 2016陕西咸阳一中月考 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起 若不计气泡内空气分子势能的变化 则 A 气泡对外做功 内能不变 同时放热B 气泡对外做功 内能不变 同时吸热C 气泡内能减少 同时放热D 气泡内能不变 不吸热也不放热解析 在气泡缓慢上升的过程中 气泡外部的压强逐渐减小 气泡膨胀 对外做功 故气泡中空气分子的内能减小 温度降低 但由于外部恒温 且气泡缓慢上升 故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度 内能不变 故需从外界吸收热量 且吸收的热量等于对外界所做的功 故选项B正确 答案 B 案例探究 方法规律 做功和热传递在改变物体内能上是等效的 且它们可以同时进行 它们引起内能变化的方向可以是都使系统内能增加或减少 也可以是一个使系统内能增加 另一个使系统内能减少