物理3-3人教版10.1《功和能 》10.2《熱和內能》課件1

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歡迎進入物理課堂 1 2 功和內能熱和內能 一 功和內能1 焦耳的實驗 1 絕熱過程 系統(tǒng)不從外界熱量 也不向外界熱量的過程 2 代表實驗 重物下落帶動葉片攪拌容器中的水 引起水溫 通過電流的熱效應給水加熱 3 結論 在各種不同的絕熱過程中 系統(tǒng)狀態(tài)變化相同 則外力所做的功相同 與做功的方式關 吸收 放出 上升 無 2 內能 1 內能的概念 內能是描述熱力學系統(tǒng)的物理量 在絕熱過程中可以改變熱力學系統(tǒng)所處的狀態(tài) 2 內能的變化絕熱過程中做功與內能的變化關系 UW 外界對系統(tǒng)做功 W為 系統(tǒng)對外界做功 W為 自身狀態(tài) 做功 正 負 二 熱和內能1 熱傳遞熱量總是自發(fā)地由物體向物體傳遞 2 熱量和內能的變化 1 關系描述 熱量是在單純的熱傳遞過程中變化的量度 2 公式表達 高溫 低溫 系統(tǒng)內能 U Q 一 功和內能的關系1 內能與內能變化 1 物體的內能是指物體內所有分子熱運動的動能和分子勢能之和 2 當物體溫度變化時 分子平均動能變化 物體體積變化時 分子勢能發(fā)生變化 即物體的內能是由它的狀態(tài)決定的 且物體的內能變化只由初 末狀態(tài)決定 與中間過程及方式無關 2 做功與內能變化的關系 1 做功改變物體內能的過程是其他形式的能 如機械能 與內能相互轉化的過程 2 在絕熱過程中 外界對物體做多少功 就有多少其他形式的能轉化為內能 物體的內能就增加多少 3 功和內能的區(qū)別 1 功是過程量 內能是狀態(tài)量 2 在絕熱過程中 做功一定能引起內能的變化 3 物體的內能大 并不意味著做功多 在絕熱過程中 只有內能變化越大時 對應著做功越多 用下列方法改變物體的內能 屬于做功方式的是 A 搓搓手會感到手暖和些B 汽油機汽缸內被壓縮的氣體C 車刀切下的熾熱鐵屑D 物體在陽光下被曬熱 解析 搓手時克服摩擦力做功 機械能轉化為內能 A正確 汽缸壓縮氣體 對氣體做功 B正確 車刀切削鋼件 克服摩擦力做功 機械能轉化為內能 使切下的鐵屑溫度升高 也是通過做功使內能發(fā)生改變 C正確 物體在陽光下被曬熱 不是外力做功改變物體內能 D錯誤 答案 ABC 二 熱和內能的關系1 熱傳遞 1 熱傳遞的三種方式 熱傳導 熱對流和熱輻射 2 熱傳遞的條件 存在溫度差 2 熱傳遞改變物體的內能的實質內能從一個物體轉移到另一個物體或者從一個物體的高溫部分轉移到低溫部分 在這個過程中 吸收熱量的物體內能增加 放出熱量的物體內能減少 內能轉移的多少由熱量來量度 即 U Q 3 做功和傳熱在改變物體內能上的區(qū)別與聯(lián)系 下列關于做功和熱傳遞的說法中正確的是 A 做功和熱傳遞的實質是相同的B 做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的C 做功和熱傳遞是對同一過程中的兩種說法D 做功和熱傳遞是不可能同時發(fā)生的解析 做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的 但本質不同 做功是將其他形式的能量轉化為內能或將內能轉化為其他形式的能量 熱傳遞是內能的轉移 且做功和熱傳遞可以同時進行 故B選項正確 答案 B 三 溫度 熱量 功 內能 四個量之間的區(qū)別與聯(lián)系 關于溫度 熱量 功 內能 以下說法正確的是 A 同一物體溫度高時 含有的熱量多B 物體的內能越大 含有的熱量就越多 溫度也越高C 外界對系統(tǒng)做功W 內能必定增加WD 熱量總是自發(fā)地從溫度高的物體傳給溫度低的物體 解析 同一物體溫度高時 內能大 只有熱傳遞過程轉移的內能才能稱為熱量 A錯 B錯 在熱傳遞過程中 熱量從溫度高的物體傳給溫度低的物體 D對 只有在絕熱過程中 U W C錯 答案 D 教材資料分析 演示 教材P50壓下活塞 觀察筒底物品的變化 在有機玻璃筒底放置少量易燃物 例如硝化棉 或浸過乙醚的棉花 火柴頭等 迅速壓下筒中的活塞 觀察筒底物品的變化 這個實驗說明了什么 點撥 這個實驗說明了什么 解析 這個實驗說明了活塞對氣體做了功 氣體內能增加 活塞對氣體做功 氣體溫度增加 浸過乙醚的棉花著火點很低 因此燃燒起來 做一做 教材P51如圖所示 大口玻璃瓶內有一些水 水的上方有水蒸氣 向瓶內打氣 當瓶塞跳出時 觀察瓶內的變化 觀察瓶塞跳出時瓶內的變化 我們研究的是瓶塞跳出的過程 而研究的對象 即 系統(tǒng) 是什么 在瓶塞跳出的過程中 是外界在對系統(tǒng)做功還是系統(tǒng)在對外界做功 這個過程中系統(tǒng)的內能有什么變化 你從什么現(xiàn)象推斷出它的內能發(fā)生了變化 點撥 當瓶塞跳出時 我們會發(fā)現(xiàn)瓶內的瓶口處有 白霧 產生 我們所選的研究對象是瓶內水面上方的水蒸汽 在瓶塞跳出的過程中 是系統(tǒng)膨脹對外界做功 在這個過程中系統(tǒng)的內能減少 瓶內的瓶口處的 白霧 實際上是瓶內的水蒸汽液化形成的無數(shù)小液滴 水蒸汽液化過程中內能減少 關于物體的內能 以下說法正確的是 A 物體的內能和物體的機械能是一回事B 當物體的機械能為零時 其內能一定不為零C 溫度是物體內能的標志D 內能指某個分子的動能和勢能之和 解析 物體內能是所有分子無規(guī)則熱運動所具有的分子總動能和分子相互作用所具有的分子總勢能之和 內能和物體有無機械能沒有關系 因此A項不正確 溫度是分子平均動能的標志 所以C項不正確 內能是物體所有分子動能和勢能之和 所以D項不正確 答案為B 答案 B 反思總結 物體的內能是指物體內所有分子的動能與分子勢能之和 在微觀上與分子數(shù) 分子熱運動劇烈程度和分子間距離有關 宏觀上與質量 溫度和體積有關 是一個狀態(tài)量 跟蹤發(fā)散 1 1 關于系統(tǒng)內能的下列說法中正確的是 A 物體內所有分子的動能與分子勢能的總和叫物體的內能B 一個物體當它的機械能發(fā)生變化時 其內能也一定發(fā)生變化C 外界對系統(tǒng)做了多少功W 系統(tǒng)的內能就增加多少 即 U WD 系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量Q 系統(tǒng)的內能就增加多少 即 U Q 解析 在分子動理論中 我們把物體內所有分子的動能與分子勢能的總和定義為物體的內能 A對 物體的內能與機械能是兩個不同的物理概念 兩者沒有什么關系 如物體的速度增加了 機械能可能增加 但如果物體的溫度不變 物體的內能就可能不變 故B錯 只有當系統(tǒng)與外界絕熱時 外界對系統(tǒng)做的功才等于系統(tǒng)內能的增量 同理 只有在單純的熱傳遞過程中 系統(tǒng)吸收 或放出 的熱量才等于系統(tǒng)內能的增量 或減量 故C D錯 答案 A 如圖所示 活塞將汽缸分成甲 乙兩氣室 汽缸 活塞 連同拉桿 是絕熱的 且不漏氣 以E甲 E乙分別表示甲 乙兩氣室中氣體的內能 則在將拉桿緩慢向外拉的過程中 A E甲不變 E乙減小B E甲不變 E乙增大C E甲增大 E乙不變D E甲增大 E乙減小 思路點撥 絕熱過程只有做功改變物體的內能 外界對氣體做功 內能增加 氣體對外界做功 內能減少 解析 接觸面是絕熱面 拉動拉桿 對乙部分氣體來講 氣體推動活塞對活塞做功 內能減小 溫度降低 對甲部分氣體來講 活塞壓縮氣體做功 內能增加 答案為D 答案 D 反思總結 分析絕熱過程的方法 1 在絕熱的情況下 若外界對系統(tǒng)做正功 系統(tǒng)內能增加 U為正 若系統(tǒng)對外界做正功 系統(tǒng)內能減少 U為負值 此過程做功的多少為轉化為內能多少的量度 2 在絕熱過程中 內能和其他形式的能一樣也是狀態(tài)量 氣體的初 末狀態(tài)確定了 即在初 末狀態(tài)的內能也相應地確定了 內能的變化 U也確定了 而功是能量轉化的量度 所以 U W 即W為恒量 這也是判斷絕熱過程的一種方法 跟蹤發(fā)散 2 1 一定質量的氣體經歷一緩慢的絕熱膨脹過程 設氣體分子間的勢能可忽略 則在此過程中 A 外界對氣體做功 氣體分子的平均動能增加B 外界對氣體做功 氣體分子的平均動能減少C 氣體對外界做功 氣體分子的平均動能增加D 氣體對外界做功 氣體分子的平均動能減少 解析 絕熱過程是指氣體膨脹過程未發(fā)生熱傳遞 膨脹過程氣體體積增大 外界對氣體做的功W 0 由 U U2 U1 W可知 氣體內能減小 由于氣體分子間的勢能忽略 故氣體分子的平均動能減小 故D正確 答案 D 關于物體的內能和熱量 下列說法中正確的是 A 熱水的內能比冷水的內能多B 溫度高的物體其熱量必定多 內能必定大C 在熱傳遞過程中 內能大的物體其內能將減小 內能小的物體其內能將增大 直到兩物體的內能相等D 熱量是熱傳遞過程中內能轉移的量度 解析 物體的內能由溫度 體積 及物體的質量決定 不只由溫度決定 故A B錯 在熱傳遞過程中 熱量由高溫物體傳給低溫物體 而與物體的內能大小無關 所以完全有可能內能大的物體的內能繼續(xù)增大 內能小的物體的內能繼續(xù)減小 故C項錯 關于熱量的論述 D項是正確的 答案 D 反思總結 做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式 功和熱量是內能變化的量度 注意它們之間的聯(lián)系和區(qū)別 跟蹤發(fā)散 3 1 關于熱量和物體內能變化的關系下列說法正確的是 A 物體吸收熱量內能一定增大B 物體的內能增大一定是吸收了熱量C 熱量可以從內能小的物體向內能大的物體傳遞D 熱量只能從內能大的物體向內能小的物體傳遞 解析 改變物體的內能有兩種方式 做功和熱傳遞 物體吸收熱量的同時如果物體對外做了功 內能不一定增大 故A錯 同理物體內能增大也可能是外界對物體做功引起的 故B選項錯 物體間發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差 而物體內能的大小不僅與溫度有關 還與物質的量和體積有關 內能小的物體溫度如果比內能大的物體溫度高 熱量就會從內能小的物體向內能大的物體傳遞 故C選項正確D選項錯誤 答案 C 1 關于物體間的傳熱 下列說法正確的是 A 傳熱的實質是溫度的傳遞B 物體間存在著溫度差 才能發(fā)生傳熱C 傳熱可以在任何情況下進行D 物體內能發(fā)生改變 一定是吸收或放出了熱量 解析 答案 B 2 關于物體內能的變化 以下說法正確的是 A 物體的溫度改變時 其內能一定改變B 對物體做功 其內能一定改變 物體向外傳出熱量 其內能一定改變C 物體對外做功 其內能不一定改變 向物體傳遞熱量 其內能也不一定改變D 若物體與外界不發(fā)生熱交換 則物體的內能一定不改變 解析 答案 C 3 2010 福建高考 如圖所示 一定質量的理想氣體密封在絕熱 即與外界不發(fā)生熱交換 容器中 容器內裝有一可以活動的絕熱活塞 今對活塞施以一豎直向下的壓力F 使活塞緩慢向下移動一段距離后 氣體的體積減小 若忽略活塞與容器壁間的摩擦 則被密封的氣體 A 溫度升高 壓強增大 內能減少B 溫度降低 壓強增大 內能減少C 溫度升高 壓強增大 內能增加D 溫度降低 壓強減小 內能增加 解析 由F對密閉的氣體做正功 容器及活塞絕熱 則Q 0 由功和內能的關系知理想氣體內能增大 T升高 再根據(jù)pV T C V減小 p增大 故選C 答案 C 4 絕熱過程中 外界壓縮氣體做功20J 下列說法中正確的是 A 氣體內能一定增加20JB 氣體內能增加必定小于20JC 氣體內能增加可能小于20JD 氣體內能可能不變解析 絕熱過程中 做功的過程是能量轉化的過程 做了多少功 就有多少內能發(fā)生變化 答案 A 5 如圖所示為焦耳實驗裝置簡圖 用絕熱性能良好的材料將容器包好 重物下落帶動葉片攪拌容器里的水 使水溫升高 關于這個實驗 下列說法正確的是 A 這個裝置可測定熱功當量B 傳熱增加了水的內能C 做功增加了水的內能D 功和熱量是完全等價的 無區(qū)別 解析 該實驗測定做功和內能變化的關系 可以測定熱功當量 A正確 該實驗過程是絕熱過程 沒有傳熱 內能的改變是由做功引起的 B錯誤 C正確 做功表示能量的轉化 而熱量表示傳熱過程中內能的轉移 二者有區(qū)別 D錯誤 答案 AC 6 對于熱量 功和內能三者的下列說法中正確的是 A 三者單位相同 物理意義相同B 熱量和功是內能的量度C 熱量和功由過程決定 而內能由物體狀態(tài)決定D 系統(tǒng)內能增加了100J 可能是外界采用絕熱方式對系統(tǒng)做功100J 也可能是外界單純地對系統(tǒng)傳熱100J 解析 熱量 功和內能三者盡管單位相同 但物理意義有本質區(qū)別 A錯 熱量和功由過程決定 內能由物體狀態(tài)決定 熱量和功是內能變化的量度 C對 B錯 對一個絕熱過程 U W 100J 對一個單純熱傳遞過程 U Q 100J D對 答案 CD 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全