人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律1 功、热和内能的改变说课课件ppt

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1.通过焦耳的两个实验,知道什么是绝热过程,理解做功与内能改变的数量关系。2.知道热传递的热量与内能变化的关系。3.知道做功和热传递是改变内能的两种方式,且对改变系统内能是等效的。4.掌握内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。
一、焦耳的实验1.绝热过程:系统不从外界　吸热　,也不向外界　放热　,这样的过程叫作绝热过程。 
2.代表性实验。(1)两个实验的比较。
(2)实验结论: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,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1、2决定,而与做功的　方式　无关。 
微探究1 下图是古人钻木取火的假想图,在钻木取火的过程中,为什么木块能够冒烟并最终能够生火,试从物理学角度进行解释。提示:钻木取火的过程是对木块进行做功的过程,木块内能的增加来源于外界对木块做的功。
二、功与内能的改变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。鉴于功是能量变化的量度,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。 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　W=ΔU　。 
微判断 (1)系统只从外界吸热,而不向外界放热的过程就是绝热过程。(　　)(2)在绝热过程中,外界对系统做多少功,内能就能增加多少。(　　)(3)擦划火柴,火柴头着火,是通过做功改变了物体的内能。(　　)(4)电流通过导体,导体发热,是通过做功改变了物体的内能。(　　)
三、 热与内能的改变1.热量:它是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。2.热和内能改变的关系:在单纯的传热的过程中,当系统从状态1达到状态2时,内能的变化量ΔU=U2-U1=　Q　。 
微探究2 某同学做了一个小实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,一小时后取出烧瓶,并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上,然后将烧瓶放进盛满热水的桶里,气球逐渐膨胀起来。(1)烧瓶内空气的内能增加了还是减少了?(2)请解释气球膨胀的原因。提示:(1)增加了。(2)由于热水的温度较高,将烧瓶放进盛满热水的桶里,气体吸收热量,内能增加,温度升高,体积增大,逐渐膨胀起来。
重难归纳1.内能:物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和分子势能之和。(1)在微观上由分子数、分子热运动的剧烈程度和相互作用力决定,宏观上体现为物体的温度和体积,因此物体的内能是一个状态量。
一 对功与内能改变的理解
(2)在系统不吸热也不放热的绝热过程中,状态发生的变化是由于做功造成的,伴随的能量转化是外界的能量与系统自身的能量发生了转化,系统自身的能量称为内能。(3)造成系统内能变化的量与做功方式无关,与做功的数量有关。(4)内能是状态量,由物体的状态、温度、体积、质量决定。
2.(1)做功与内能变化的关系:当系统从某一状态经过绝热过程达到另一状态时,内能的增加量ΔU就等于外界对系统所做的功W,用公式表示为ΔU=U2-U1=W。(2)系统内能的改变量ΔU只与初、末状态的内能U1和U2有关,与做功的过程、方式无关。(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,只有变化较大时,对应着做功较多。
打气筒是日常生活中的工具,当我们用打气筒给自行车打气的时候,就是在克服气体压力和摩擦力做功。打气的过程中你试着去摸一下打气筒的外壳,有什么感觉?如何解释?提示:外壳温度升高。打气过程中,压缩气体做功,使系统的内能增加,温度升高。
典例剖析如图所示,柱形容器内封有一定质量的空气,质量为m的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成。另有质量为m0的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上,并随活塞一起到达最低点B而静止。在这一过程中,下述空气内能的改变量ΔU、外界对气体所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系正确的是(　　)A.m0gh+mgΔh=ΔU+WB.ΔU=W,W=m0gh+mgΔhC.ΔU=W,W