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高考物理热学专题讲座课件

高考物理热学专题讲座课件一、教学内容二、教学目标1. 让学生掌握热力学基本定律，理解能量守恒与转化的原理。

2. 使学生了解气体分子运动论的基本观点，理解气体压强、温度的微观意义。

3. 培养学生运用热学知识解决实际问题的能力。

三、教学难点与重点教学难点：热力学第二定律、熵的概念、气体分子运动论。

教学重点：热力学第一定律、理想气体状态方程、物态变化。

四、教具与学具准备教具：PPT课件、黑板、粉笔、实验器材（气体定律演示仪、温度计等）。

学具：笔记本、教材、练习本。

五、教学过程1. 导入：通过讲解生活中的热现象，如烧水、制冷等，引出热学的重要性。

2. 知识讲解：（1）热力学第一定律：能量守恒与转化。

（2）热力学第二定律：熵的增加原理。

（3）气体分子运动论：理想气体状态方程、压强与温度的微观意义。

（4）物态变化：熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。

3. 例题讲解：结合教材典型例题，讲解解题思路与方法。

4. 随堂练习：布置相关练习题，巩固所学知识。

5. 实践情景引入：展示热学现象的实际应用，如空调、冰箱等。

六、板书设计1. 热力学第一定律：能量守恒与转化。

2. 热力学第二定律：熵的增加原理。

3. 气体分子运动论：理想气体状态方程、压强与温度的微观意义。

4. 物态变化：熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。

七、作业设计1. 作业题目：（1）解释热力学第一定律的含义。

（2）简述热力学第二定律的内容。

（3）根据理想气体状态方程，推导气体的压强与温度的关系。

2. 答案：（1）热力学第一定律：能量守恒与转化。

（2）热力学第二定律：熵的增加原理。

（3）压强与温度成正比。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对热学知识掌握程度，对教学方法的适应性。

2. 拓展延伸：（1）研究物态变化在实际生活中的应用。

（2）探索新能源的开发与利用，如太阳能、地热能等。

（3）结合化学知识，了解热化学反应。

重点和难点解析1. 热力学第二定律的理解。

《热学》课件

详细描述
热力学第三定律在低温技术和超导研究中有着重要的应用。例如，在超导材料的制备和研究中，需要充分考虑和利用热力学第三定律来理解和控制材料的物理和化学性质。
CHAPTER
05
热机与制冷机
热机的工作原理与效率
热机工作原理
热机是利用热能转换为机械能的装置，通过高温热源吸收热量，经过一系列的物理和化学变化，将热能转换为机械能。
影响因素
物质的导热系数、温度梯度、物质的性质等。
对流
定义
对流是流体内部由于温度差异引起的流动，从而将热量从高温部分传向低温部分的过程。
机制
对流的发生依赖于流体的流动，包括自然对流和强制对流。
影响因素
流体性质、温度差、流速等。
辐射
定义
01
辐射是热量通过电磁波的形式传递的过程。
机制
02
物体通过吸收、发射和反射电磁波来传递热量，不受物质媒介
详细描述
保温杯利用热的不良导体减缓热量传递速度，达到保温效果；制冷技术利用相变原理实现温度降低；能源利用方面，热能转换和利用技术为人类提供了大量的能源。
CHAPTER
02
热量传递方式
热传导
定义
热传导是热量在物体内部由高温部分传向低温部分的过程。
机制
热传导主要通过分子、原子等微观粒子的振动和相互碰撞传递热量。
热力学第二定律
总结词
第二类永动机的不可能性
详细描述
根据热力学第二定律，第二类永动机是不可能实现的。第二类永动机是指能够从单一热源吸热使之完全变为机械功而不引起外界变化的机器。由于违反了熵增加原理，因此不
可力学第二定律的应用
要点二
详细描述

4习题课热学

6
例2 若气体分子的速率分布曲线如图，图中A、B两部分面积相等，则图中V0的物理意义为何？ 1.最可几速率；2.平均速率；3.方均根速率； 4.大于和小于速率v0的分子各占一半。解：由f(v)-v曲线下面积物理意义可知， A、B两部分面积相等意味着大于和小于速率v0的分子各占一半。注：最可几速率的物理意义是曲线的最大值所对应的速率值。应选（4）
P dp 得斜率 = − v dv T 由热线 pvγ = C 绝
P P1 O A
P dp 得率 = −γ 斜 v dv Q
B
v1
v2
13
v
P dp − dv 由题意 T v = 1 = 0.714 = P γ dp −γ dv Q v 1 得 γ= =1.4 0.714 γ γ 再由绝热方程 p1v1 = p2v2
T2 卡诺循环 η卡 =1− T 1 T2 ω卡 = T −T2 1
2
过程特征
参量关系
Q
A
∆E
等容 V 常量（P/T）=常量）常量
νcV ∆T
0
p∆V ∆
νcV ∆T νcV ∆T
V1
）常量等压 P 常量（V/T）=常量 ν c p ∆ T
νR∆T ∆
V1
νRT ln V2
T 常量
PV = 常量
V2 νRT ln
等温
νRT ln
p1
p2
νRT ln
p1
0
p2
绝热
PV = 常量 dQ γ −1 V T = 常量 =0 γ −1 − γ = P T 常量
γ
− νcV ∆T
0
p2V2 − p1V1 ν cV ∆T 3 1− γ

热学PPT教育教学课件

Spring 2007
11
UCSD
Not so fast…
Physics 12
• The second law of thermodynamics imposes a constraint on this reckless attitude: total entropy must never decrease
Tc
efficiency = Qh = heat supplied
Spring 2007
10
UCSD
Physics 12
Let’s crank up the efficiency
Let’s extract a lot of work, and deliver very little heat to the sink
Spring 2007
6
UCSD
Physics 12
What’s this Entropy business?
• Entropy is a measure of disorder (and actually quantifiable on an atom-by-atom basis)
– Ice has low entropy, liquid water has more, steam has a lot
efficiency based on these temperatures
• A car engine running at 400 ºK delivers heat energy to the ambient 29
UCSD
Physics 12
The Laws of Thermodynamics
1. Energy is conserved

(2024年)热学ppt课件共21文档

热电联产技术原理
解释热电联产技术的基本原理，即同时产生热能和电能的过程。
2024/3/26
热电联产系统类型
介绍不同类型的热电联产系统，如燃气轮机热电联产、内燃机热电联产等。
应用前景
分析热电联产技术的应用前景，如在分布式能源、工业余热利用等领域的应用潜力。
27
热学实验方法与技
06
巧
2024/3/26
热力学循环与效率
04
计算
2024/3/26
18
卡诺循环原理及效率计算
卡诺循环基本原理
由两个等温过程和两个绝热过程组成的可逆循环。
2024/3/26
效率计算公式
η=1-T2/T1，其中T1和 T2分别为高温热源和低温热源的温度。
应用实例
热机、制冷机等热力学系统的理想循环。
19
斯特林循环特点及应用
2024/3/26
12
物质热性质与变化
03
规律
2024/3/26
13
物质比热容及其影响因素
1 2
比热容定义
单位质量物质升高或降低1℃所吸收或放出的热量。
影响因素
物质种类、状态、温度等。
3
比热容与物质结构的关系
物质分子结构和化学键类型对比热容有影响。
2024/3/26
14
相变潜热和汽化潜热概念
稳态法测导热系数、非稳态法测导热系数
2024/3/26
30
物质热性质测定实验方法
热性质参数
比热容、热导率、热扩散率等
测量方法
量热器法、激光闪射法、热线法等
数据处理与误差分
析
线性拟合、非线性拟合、误差传递等
2024/3/26

热学(基础物理课堂讲稿下第十二讲)

当SB=klnΩ中系数k=kB(玻尔兹曼系数)时,SC与SB完全等价
即
dB S dC S , S BS C
严格证明参见汪志诚编《热力学.统计物理》p213
下面举孤立系统的自由膨胀过程为例说明：
箱分成两等份格子：
※箱内有两个分子a、b可能位置如表:
AB
AB
① ab
微观态数： 22 个
②a ③b
0
b a
第四章热力学第一定律
应用---从微观层次上解释宏观现象自由膨胀、气体混合、扩散等不可逆过程都是微观态数少的宏观态→微观态数多的宏观态过渡
功热转换不可逆过程是有序的作功运动→无序的热运动: 可全部转换无序的热运动→有序的作功运动: 不可全部转换
热力学第二定律的微观本质：有序向无序过渡可自发进行无序向有序过渡不可自发进行
Ω:确定一事物所需要的因素数 Pi：第i个因素出现的概率
显然，S越大，越缺乏信息。
获信息后事物的信息熵获信息前事物的信息熵
获得信息量为I表示为：I S (S 2 S 1)
∴ I越大,获得的信息量越多,从而事物信息熵S越小,越确定事物。
第四章热力学第一定律
§5.5 热力学第二定律的应用举例
★ 卡诺定理及其证明 ★ 热力学温标的建立
12
0 3④
※箱内有四个分子 a,b,c,d
1
2
3
微观态数： 4 5
24个
6
7
=16
8 9
10
11
12
13
14
15
16
A
abcd
abc abd bcd bcd
ab cd ac bd ad bc
a b c d

《热学》课件

6
What’s this Entropy business?
• Entropy is a measure of disorder (and actually quantifiable on an atom-by-atom basis)
– Ice has low entropy, liquid water has more, steam hanclature
• The symbols we use to describe the heat engine are:
– Th is the temperature of the hot object – Tc is the temperature of the cold object
7
The Laws of Thermodynamics
1. Energy is conserved 2. Total system entropy can never decrease 3. As the temperature goes to zero, the entropy
approaches a constant value—this value is zero for a perfect crystal lattice • The concept of the “total system” is very important: entropy can decrease locally, but it must increase elsewhere by at least as much
differences: no steam would circulate if everything was at the same temperature

高考物理热学专题讲座课件

高考物理热学专题讲座课件一、教学内容本次讲座的教学内容选自高中物理教材《热学》第三章“温度与热量”中的第五节“热量传递”。

具体包括：1. 热量传递的基本概念；2. 热量传递的三大方式：传导、对流、辐射；3. 热量传递的数学表达式及应用。

二、教学目标1. 让学生掌握热量传递的基本概念，了解热量传递的三大方式及其特点；2. 培养学生运用热量传递的数学表达式解决实际问题的能力；3. 提高学生对热学知识的兴趣，培养其科学思维。

三、教学难点与重点1. 教学难点：热量传递的数学表达式的推导及应用；2. 教学重点：热量传递的三大方式及其特点。

四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔；2. 学具：笔记本、笔。

五、教学过程六、板书设计板书热量传递板书内容：1. 热量传递的基本概念2. 热量传递的三大方式：a. 传导b. 对流c. 辐射3. 热量传递的数学表达式及应用七、作业设计1. 题目：某房间内有一盏电灯，其功率为40W，工作时间为1小时，求房间内空气温度升高了多少度？答案：由于电灯的热量只有一小部分被空气吸收，此题无法直接计算出空气温度的升高值。

可以通过估算电灯产生的热量，然后根据热量传递的数学表达式进行计算。

2. 题目：一物体质量为2kg，初温为20℃，与一高温物体接触后，两者温度相同。

求高温物体的温度。

答案：根据热量传递的数学表达式，可得高温物体的温度为：T = T0 + (m1 c ΔT) / (m1 + m2)，其中，T0为初温，m1为物体质量，c为比热容，ΔT为温度变化值，m2为高温物体的质量。

八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过实例引入，使学生对热量传递有了直观的认识。

在理论知识讲解过程中，注重引导学生思考，使其能更好地理解热量传递的三大方式。

在例题讲解和随堂练习环节，注重培养学生的实际应用能力。

总体来说，本节课达到了预期的教学目标。

2. 拓展延伸：热量传递在现代科技领域有着广泛的应用，如空调、冰箱等家用电器，以及热传导材料的研究等。

热学物理学PPT课件

影响因素
温度差、导热系数、物体形状和尺寸等。
导热系数与材料性质
不同材料的导热系数差异较大，金属通常具有较高的导热系数。
对流现象及其分类
对流现象
流体中由于温度差异引起的宏观运动，导致热
量传递的过程。
分类
自然对流和强制对流。
自然对流
由温度梯度引起的密度差异而产生的流动。
强制对流
通过外部作用力（如风扇、泵等）驱动流体流
02
气体动理论与性质
理想气体状态方程
理想气体状态方程表达式：pV = nRT
理想气体状态方程的应用：计算气体的压强、体积、温度等热力学参量
理想气体状态方程的适用条件：适用于稀薄气体，忽略分子间相互作用力
实际气体行为描述
实际气体与理想气体的差异
实际气体存在分子间相互作用力，不满足理想气体状态方程
热力学系统与过程
热力学系统
由大量微观粒子组成的宏观物体，是热学研究的基本对象。
热力学过程
系统从一个状态变化到另一个状态所经历的全部过程。
能量守恒与转换
能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
气体内部能量传递
气体内部能量传递的方式
气体热传导的宏观表现
通过分子间的碰撞传递能量，实现热传导
热量从高温区域向低温区域传递，遵循傅里叶定律
气体热传导的微观机制
能量较高的分子与能量较低的分子碰撞，使能量分布趋于均匀
03
热传导、对流与辐射过程
热传导原理及影响因素
热传导原理
物体内部或物体之间由于温度差异引起的内能传递现象。

中考复习课件热学通用优秀课件

京考探究
类型一温度和温度计的使用
该类型的命题角度常为： (1)温度计的构造和工作原理； (2)温度计的使用。
例 1 [2011·西城一模] 如图 15－2 所示，温度计
的示数是__－__1_4____℃。
[解析] 因为温度计中的液面还没上升到0℃，所以图示温度是在零下，从0刻度到液面处刻度即为此温度值。
考点聚焦
考点1 温度及其测量
概念
常用单位
温度表示物体的__冷__热____程度
摄氏度；符号：℃
规定：在一个标准大气压下，冰水混合物的温度为__0__℃，沸水的温度为1__0_0_℃，它们之间分成100等份，
每个等份代表__1__℃
读法：某地气温－3.5℃，读做： _负__3_._5_摄__氏__度__或_零__下__3_._5_摄__氏__度
第1课时物态变化第2课时分子动理论内能热量第3课时比热容热机能量的转化和守恒
京考解读
1.温度及其测量(了解)；
考纲要求
2.熔化和凝固(了解)； 3.汽化和液化(了解);
4.升华和凝华(了解)
年份题型
分难易值程度
考点
近三年北京市中考考查情况
预测 2013
2010
单选、实验
达到__凝__固__点____，持续_放__热__
持续放热
图象区分
考点3 汽化和液化 1．汽化和液化
项目汽化液化
状态变化吸、放热情况
__液____态 →_气_____态
__吸____热
__气____态 →__液____态
__放____热
说明
汽化的两种方式：蒸发和沸腾

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精选
2.热运动的宏观理论－热力学第一、二定律
1）热力学第一定律 Q＝E+A
Qv CvT Qp CpT QT A
E CvT
(适用所有过程)
i
A
v2
Cv pdv
2(准R 静态C过p 程 C) v
R
v1
2）热一律对循环过程应用
A 1 Q2
Q1
Q1
Q2 Q2
A Q1 Q2
卡诺循环
3. 解： 1.
2.
vf (v)dv
v0
f (v)dv
4. vf (v)dv vp
v0
v1
Nf
(v)dv＝
v1
N
dN
v1 dN
0
0N0
表示速率小于v1的分子数。
v2 1 mv2Nf (v)dv v2 1 mv2dN
2 v1
2 v1
表示速率在 v1-v2区间内所有分子的平动动能之和。
精选
P
a
（2）
选（B）
o （1） b V
精选
例9 如图所示，C是固定的绝热壁，D是可动活塞，C、 D将容器分成A、B两部分。开始时A、B两室中各装入同种类的理想气体，它们的温度T、体积V、压强P 均相同，并与大气压强相平衡。现对A、B两部分气体缓慢地加热，当对A和B给予相等的热量Q以后，A室中气体的温度升高度数与B室中气体的温度升高度数之比为7:5。求: （1）求该气体的定容摩尔热容CV和定压摩尔热容CP。（2）B室中气体吸收的热量有百分之几用于对外做功。
A绝热 0
精选
Eab A绝热
内能增量与过程无关，只与始末两态有关。
E1 E2 E绝热 Eab 0
(1) (3)式
A1 A绝热 Q1 0 放热
A1 E1 Q1 (1) A2 E2 Q2 (2)
A绝热 E绝热 0 (3)
(2) (3)式
A2 A绝热 Q2 0 吸热
已知A点的压强P1=2x105 Pa,V1=0.5x10-3 m3,而且A处等温线斜率与绝热线斜率之比为0.714。现使气体从A点
绝热膨胀至B点，其体积,V2=1x10-3 m3,求（1）B点处的压强；（2）在此过程中气体对外作的功。
解（1）B点处的压强
由等温线 pv C
得斜率 dp P dv T v
V1 30103 m3
p1
RT1 V1
1.108105 Pa
p0 1.013105 pa
当气体在等容状态下压强降至p2=p0时，温度降为T2
精选
T2
P2 P1
T1
Q1 g CV (T2
1.013105 1.108105
400
365.7k
T1
)
1
3 2
R(365.7
400)
428J
气体在V1P2T2时继续降温至温度为270C时放出热量Q2,
1 T2 温差越大，越大 1 2 T1
1 2
V
例13 如果两个卡诺循环工作在两条等温线之间，且
S2>S1,它们的效率和净吸热是否相等？
1 T2 温差相同，
P
1＝2 T1
S＝Q净 S1 S2 Q1 Q2
1 2
精选
V
例14 一定量的理想气体，从初态A经过如图所示过程又返回到A，求（1）整个循环过程系统对外所作功；（2）循环效率。（设CV=3/2R）解：（1）循环过程系统功系统对外所作功在数值上的等于P-VF封闭曲线面积。
4v po2
4000 m / s
（3）求出氧分子的方均根速率
v2
3kT m
3 (2kT ) 2m
3 2
vp
v2 02
3 2 vpo2
f(v)
1
100
1.225103 m / s
o2
H2
v
1000
精选
（4）氧分子最可几速率附近单位速率区间内的分子数比率
f (v) dN Ndv
dN ( Ndv )vpo2
Q2
g
Cp
(T3
T2 )
1
5 2
R(300
365.7)
1365J
气体在等压降温至270C时体积减小为
V2
RT3 P1
8.31 300 1.013105
24.6L
总计放热 Q Q1 Q2 428 1365 1.79103 J
精选
例8 一定量的理想气体，从P-V图上初态a经历（1）或（2）过程到达末态b，已知a、b两态处于同一条绝热线
3 2
8.31
290
9.04 105
J
EH2 E EHe 2.45106 J 9.04105 J 1.55106 J
又
EH2
i 2
RT
M M mol
5 2
RT
M H2 0.51kg
精选
例5 储有1mol氧气容积为1m3的容器以v=10m/s的速度运
动。设容器突然停止，其中氧气的80％的机械运动动能
3 (3 2 1 2) 6 (大气压升)
2
gCP (TC
TA )
g
(3R 2
R)( PCVC
gR
PAVA )
gR
QBC
5 (1 2 11) 2
5 2
(大气压升)
Q吸
Q放
A
6＋ 5 2
1 9.5(大气压升)
A ＝ 1 ＝11％
3
Q吸 9.5
1
P（大气压）
B
A
C
精选
12
V(升）
例151摩尔单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆的循温环度，为联T0。结（ac两1）点试的以曲T线0、IIRI的表方示程表为示I、IPI、 PIV0IV0I2过2a,点程中气体吸收的热量。（2）求此循环效率。
A
1 2
(PB
PC
)
(VC
VA )
A 1 21 1(大气压升) 2
3
P（大气压）
B
（2）循环效率
A ＝ A
Q吸 A Q放
1
A
C
12
V(升）
精选
Q放 QBC QCA (可避免求A B过程的吸热)
QBC
gCV (TB TC ) g
3R ( PBVB
2 gR
PCVC )
gR
QBC QCA
绝热过程 A E g Cv T2 T1 g Cv T1 T2
精选
Ag
Cv T1
T2
i 2
gRT1
T2
i 2
(
p1v1
p2v2 )
g i 2 i 2
i
g 1
A
i 2
(
p1v1
p2v2 )
(
p1v1 p2v2 )
g 1
60.5
J
精选
例7 体积为30L的圆柱形容器内，有一能上能下自由滑
1.最可几速率；2.平均速率；3.方均根速率； 4.大于和小于速率v0的分子各占一半。
解：由f(v)-v曲线下面积物理意义可知， A、B两部分面积相等意味着大于和小于速率v0的分子各占一半。
注：最可几速率的物理意义是曲线的最大值所 f(v) 对应的速率值。
应选（4）
AB
v
v0
精选
例3 如图表示氢和氧在相同温度下的麦氏速率分布曲线。（1）标出氢、氧所代表的曲线；（2）求出它们的最可几速率；（3）求出氧分子的方均根速率；（4）氧分子最可几速率附近单位速率区间内的分子数比率。
R
TB
A R 28.6% QB CP
QB
M M mol
CP TB
C
D
AB
精选
例10 一个可以自由滑动的绝热活塞（不漏气）把体积为
2V0的绝热容器分成相等的两部分A、B。 A、B中各盛有摩尔数为的刚性分子理想气体，（分子的自由度为）
i 温度均为T0。今用一外力作用于活塞杆上，缓慢地将A
中气体的体积压缩为原体积的一半。忽略摩擦以及活塞
孤立系统内不论进行什么过程，系统的熵不可能减少，即S0。热二律的实质：
实际发生的热力学宏观过程都是不可逆的。
二、分析举例
1.气体分子运动论；2.热力学第一定律.
精选
例1 已知f(v)是速率分布函数，说明下式的物理意义：
1. v1 Nf (v)dv 0
2. v2 1 mv2Nf (v)dv
2 v1
0
dQ 0
PVg 常量
V g1T 常量 0
Pg
1T
g
常量
精选
cV T
p2V2 p1V1 cV T
1 g
3)热力学第二定律开尔文表述－他变化。
克劳修斯表述－热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。热二律数学表述（熵增加原理）：
卡
1
T2 T1
卡
T2 T1 T2
精选
过程特征参量关系
Q
A
E
等容 V 常量（P/T）=常量 cV T
0
cV T
等压 P 常量（V/T）=常量 c pT
pV RT
cV T
等温绝热
T 常量 PV = 常量 RT lnV2 V1 RT lnV2 V1
RT ln p1 p2 RT ln p1 p2
)g 1
T0V0g 1
g i2
i
T1 T0 22/i
同理有
EB
CV ,m (T2
T0 )
i 2
R(T2
T0 )
T2
(
3V0 2
)g 1

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