人教版高中物理选修3-3同步导学课件：第十章热力学定律第1节

交换，由 ΔU＝W 可知内能减少温度降低，故选项 C 正确。
素养提升
两个实验
焦耳的两个代表性实验
实验一
实验二
实验装置
通过重物下落带动叶片搅水，靠叶片 通过重物下落使发电机发电，电
做功方式 与水摩擦使水温升高，通过机械功实 流通过电阻丝做功使水温升高，
现能量转化
通过电功实现能量转化
实验条件
容器及其中的水组成的系统与外界绝热
B．气体分子
• C．气体内能 能
D．气体分子的平均动
• 解析：外力做功，气体体积减小，分子密
• 『想一想』
• 打气筒是日常生活中的一种工 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 程中你有没有试着去摸一下打 气筒的外壳？有什么感觉？打 气筒的温度升高了，这是怎么 回事呢？
〔对点训练〕 如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一个灵敏温度计和一 根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动的胶塞。用 打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定 程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容 器口后( C )
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少 B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加 C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少 D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加 解析：胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功 W<0，由于没有时间进行热
• B．做功增加了水的热量
第十章
热力学定律
• 〔情 景 切 入〕 地球上的能源很多， 提供能量的形式各不相同。风、水、洋流 和波浪等是以机械能的形式提供的，可以 利用各种风力机械和水力机械转化为动力 或电力。煤、石油和天然气等一般是通过 燃烧把化学能转化为内能，内能可以直接 利用。一些热力机械可以把内能转化为动 力带动机械或交通工具工作，也可进行热 力发电。能量可以互相转化，各种能量最 终都转化为内能。你是否知道能量间的转
第一节 功和内能
※ ※※
了解焦耳的热功当量实验，明确实验原理 理解内能的概念，并了解功是能量改变的量度
1
课前预习
2
课内探究
3
素养提升
4
课堂达标
5
课时作业
课前预习
焦耳的实验
• 1．绝热过程 • 系吸热统只通过对散外热外界界对做它功或____不_交_换__做功而
与外界________能量，它不从外界 ________，也不向外界______上_升_。
课内探究
探究 做功和内能变化的关系
• “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 火提示”：做的功可用以具改变，物体使的内人能们，“不钻木再取火仅”仅就是通过外力做功，机械能
转化依为内靠能。自木材然内的能增“加，恩温度赐达”到着而火点得而燃到烧。 “火”。
• 〔知 识 导 航〕
• 本章主要讲述了改变物体内能的两种方式： 做功和热传递，热力学第一定律和能量守 恒定律，以及热力学第二定律和能量耗散。
• 本章从焦耳的热功当量实验切入，从功是 能量转化的量度来认识内能，接着从内能 改变的方式——热传递说明热与内能的关系， 能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的 规律。接着以热力学定律来说明能量与热 量的区别及联系，最后以新能源开发与应 用来结束本章。
共性 外界对系统做功数值上相同，系统温度上升数值相同，内能改变相同
•
(多选)如图为焦耳
实验装置图，用绝热性能
良好的材AC料将容器包好， 重物下落带动叶片搅拌容
器里的水，引起水温升高，
关于这个实验，下列说法
正确的是( ) 解析：该实验测定做功和内能变化的关系。可以测定热功当量，A 正确；该
•实验A是．绝热这过个程，装没有置热传可递，测内定能的热改变功是由于做功，C 正确；做功表示能量 当量 的转化，而热量表示热传递中内能的转移，二者有区别，B、D 错误。
• 2．做功与内能变化的关系
• 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特)物别提体醒：的(1)内外界能对某大一，系统并做功不时，意系味统的着内能做不一功定多增加。，还在要看 该系绝统有热没过有向程外放中热，，以及只向有外放内热的能多少变。化较大时，对应
统的内能。
内能增加
• 2．对系做统做功的功与内能的关系 W 内能减少
• 做功对外可界做以的改功 变系统的内能－，W 功是系统内能
转化的________，在国际单位制中，内能
• 『判一判』
• (1)某一系统经历绝热过程时，只要初末状 √ 态相同，则做功数量也一定相同。( )
• ×(2)在绝热过程中，做功方式不同会直接影
• 本章重点：改变物体内能的两种方式——做 功和热传递，热力学第一定律。
• 本章难点：能量守恒定律，热力学第二定 律及微观解释。
• 〔学 法 指 导〕
• 本章内容规律较多，且较抽象，初学者理 解起来不太容易，给学习带来一定难度， 如何突破本章知识要点，把握重点，掌握 方法是关键。要注意从实验和模型来建立
热效应
• 2．代表实验 • (1)重物下落带动叶片搅拌容器做功中方式的水，引
数起量 水温________。
• (2)通过电流的________给水加热。
• 3．实验结论
功和内能
• 1．内能
只依赖于系统自身状态
• 任何一个热力学系统都存在一个
_______________________的物量理度 量，叫系
响系统状态变化的最终×结果。(
×
)
• (3)在绝热过程中，系统对外界做的√功等于 系统内能的增加量。( )
• (4)功和内能都是能量转化的量度。( )
ห้องสมุดไป่ตู้ 『选一选』
• (多选)一定质量的气B体CD封闭在绝热的气缸内， 当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量 有(不计气体分子势能)( )
• A．气体体积 密度
着做功较多。 (2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功。
• 典例 (多选)(江苏省徐州市2017～2018学 年高二下学期期中)用密封性好、充满气体 的塑料袋包裹易碎AC品，如图所示。充气袋 四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热 交换，则袋内气体( )
• A．体积减小，内能增大
• B．体积减小，压强减小
• C．对外界做负功，内能增大
• D．对外界做正功，压强减小
解析：实际气体在温度不太低、压强不太大时可看成理想气体。充气袋被挤 压，气体体积减小，外界对气体做正功，则 W>0，由于袋内气体与外界无热交换， 即 Q＝0，根据做功与内能改变的关系知，内能增大，温度升高，选项 A、C 正确；
根据理想气体状态方程pTV＝C 可判断压强一定增大，选项 B、D 错误。
• 你知道“钻木取火”的道理吗？
• 1．内能与内能变化
• (1)物体的内能是指物体内所有分子热运动 的动能和分子势能之和。
• (2)当物体温度变化时，分子平均动能变化。 物体体积变化时，分子势能发生变化，即 物体的内能是由它的状态决定的，且物体 的内能变化只由初、末状态决定，与中间 过程及方式无关。