2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第3章热力学定律第1节功热和内能的改变(3)课件

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10.1 功和内能学习目标 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，这样的过程叫绝热过程绝热过程：焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验焦耳热功当量实验一——机械功一、焦耳的实验重力做功相同水温上升数值相同系统状态变化相同焦耳热功当量实验二——电功一、焦耳的实验电流做的功相同系统温度上升数值相同系统状态变化相同焦耳的实验中的结论1.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。2.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。重力做功 电场力做功 重力势能的变化电势能的变化外力对系统做功状态的变化？一、焦耳的实验2、微观定义（分子动理论对内能的定义）： 物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。1、宏观定义（热力学对内能的定义）： 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一种能量，这种能量叫做系统的内能（U）。微观：分子热运动的激烈程度、分子间距、分子数。宏观：温度、体积、物质的量（状态）。3、对绝热系统做功：∆U=W二、内能当系统状态改变时，按照热力学对内能的定义，则物体的内能改变；而按分子动理论，系统状态改变时，描述系统状态的参量，例如温度和体积改变，而分子的平均动能与温度有关，分子的势能与体积有关，所以系统的内能就要改变。因此内能的两种定义是一致的。二、内能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，只有内能变化越大时，相应地做功才越多。功与内能的区别二、内能[例1] 如图所示，一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5 kg，面积为0.1 m2，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm，现在活塞上方加一15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm。求在这一过程中气体的内能变化了多少？(p0＝1.01×105 Pa，g取10 m/s2)做功与气体体积变化的关系压缩气体V减小外界对气体做功U增加气体不自由膨胀V增加气体对外界做功U减小气体自由膨胀V增加气体对外界不做功U不变[例2] 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。今对活塞施加一竖直向下的压力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力，则被密封的气体(　　)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C小结1、做功是改变物体的内能的一种方式，2、做功改变内能是能量的转化3、内能是状态量，只依赖于系统自身状态