功和内能PPT教学课件
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功和内能PPT课件
温馨提示:
(1)内能是物体所具有的,对于物体中的某一个具体分子,无内能 可言。 (2)做功方式的多样性决定了能量转化方式的多样性,不同形式 的功对于内能的变化是等效的。 (3)气体自由膨胀时,气体与外界相互不做功,因此这种情况下气 体体积增大没有外界阻力,也就不需要对外界做功。
6
2019/9/18
3
1.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变பைடு நூலகம்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.
类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定， 与物体的运动路径无关？
重力
重力做功对应重力势能
电场力
7
【例1】 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨 胀过程。设气体分子间的势能可忽略,则在此过程
中( D )
A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增大 B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减小 C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增大 D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减小
触类旁通:若本题中气体是在真空中发生绝热膨胀, 不考虑分子势能,气体的内能如何变化?
在第七章中我们曾经学习过内能的概念是什么呢？ 当时讲的内能的变化与什么有关？而这一致吗？有 何关系？
当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时,内能的
增加量: △U= U2 - U1 就等于外界对系统所做的功W，即： △U=W
功是能量变化的量度
5
实验表明：
绝热过程中,外界对物体做功,物体的内能增加;
绝热过程中,物体对外界做功,物体的内能减少.
1
压缩空气使棉花点燃、搓手取暖说明什么? 对物体做功可以改变物体温度
(1)内能是物体所具有的,对于物体中的某一个具体分子,无内能 可言。 (2)做功方式的多样性决定了能量转化方式的多样性,不同形式 的功对于内能的变化是等效的。 (3)气体自由膨胀时,气体与外界相互不做功,因此这种情况下气 体体积增大没有外界阻力,也就不需要对外界做功。
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2019/9/18
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1.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变பைடு நூலகம்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.
类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定， 与物体的运动路径无关？
重力
重力做功对应重力势能
电场力
7
【例1】 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨 胀过程。设气体分子间的势能可忽略,则在此过程
中( D )
A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增大 B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减小 C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增大 D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减小
触类旁通:若本题中气体是在真空中发生绝热膨胀, 不考虑分子势能,气体的内能如何变化?
在第七章中我们曾经学习过内能的概念是什么呢？ 当时讲的内能的变化与什么有关？而这一致吗？有 何关系？
当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时,内能的
增加量: △U= U2 - U1 就等于外界对系统所做的功W，即： △U=W
功是能量变化的量度
5
实验表明：
绝热过程中,外界对物体做功,物体的内能增加;
绝热过程中,物体对外界做功,物体的内能减少.
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压缩空气使棉花点燃、搓手取暖说明什么? 对物体做功可以改变物体温度
功和内能 热和内能PPT课件
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
16
例3 一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块 的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换 能量，则( ) A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的
减少量等于铁块内能的增加量 B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能
减少量不等于铁块内能的增加量
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
10
借题发挥 (1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大， 温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的. (2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正， W为正，外界对系统做功.末态内能小于初态内能时，ΔU 为负，W为负，系统对外界做功.
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
12
解析 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理
量，所以是由系统的状态决定的，A对；
正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中
引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对；
做功和热传递都可以改变系统的内能，C错；
气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交
换，所以系统的内能要减小，故D错.
二、内能 1.任何一个热力学系统都存在一个只依赖于系统 自身状态 的 物理量，我们把它称之为系统的内能 . 2.当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量 ΔU＝ U2－U1 就等于外界对系统所做的 功W ，即ΔU＝W .
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
5
三、热和内能 1.不仅对系统做功可以改变系统的内能，单纯的对系统传热 也能改变系统的内能. 2.当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增加量 ΔU＝U2－U1 就等于外界向系统传递的 热量Q ，即 ΔU＝Q .
功和内能 热和内能 课件
【例2】 在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下 列说法中正确的是( ) A．一定是物体放出了50 J的热量 B．一定是物体吸收了50 J的热量 C．一定是物体分子动能增加了50 J D．物体的分子平均动能可能不变
解析 在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量， 内能增加，一定是吸收了相等数量的热量，故A错，B对；物体 内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动 能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子 动能增加了50 J，物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收 的50 J热量全部用来增加分子势能，故，E乙减小
B．E甲不变，E乙增大
C．E甲增大，E乙不变
D．E甲增大，E乙减小
图1
解析 本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程， 内能的改变取决于做功的情况．对甲室内的气体，在拉杆缓慢向 外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室内的气体做功， 其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内 的气体对外界做功，内能应减小． 答案 D
1．内能和内能的变化量 (1)内能是一个状态量，指物体内所有分子的 动能 和势能之和． (2)内能的变化量只由 初 、 末 状态决定，与中间过程及方式 无关．绝热过程中，内能在两个状态间的差值等于外界对系统 所做的功 ．
2．功和内能 (1)功是过程量，内能是状态量． (2)物体的内能大，并不意味着做功多． (3)在绝热过程中，做功一定引起内能的变化，做功越多，内能 变化越 大 (填“大”或“小”)．
3．热量和内能变化的关系 在只有热传递的情况下，物体吸收热量，内能 增加 ，物体放出 热量，内能 减少 ，并且内能的变化量等于物体吸收或放出的热 量，即 ΔU＝Q .
功和内能ppt课件
呈现雾状
3.为什么会呈现雾状？
ppt课件.
13
为什么会呈现雾状？
• 当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统
做功，使得系统的内能增加，温度升高， 压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出。看到雾 状物的原因在于，在塞子突然跳起时，气 体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下 降，水蒸汽（或酒精蒸气）有一部分被液 化成小液滴
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14
小结
1、焦耳热功当量实验 2、绝热过程 3、物体内能的宏观描述 4、绝热过程中作功和内能的关系
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15
练习巩固
1.下列说法正确的是（ D ） A 分子的动能与分子的势能的和叫做这个分 子的内能
B 物体的分子势能由物体的温度和体积决定 C 物体的速度增大时，物体的内能增大 D 物体的内能减小时，物体的温度可能增加
理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时
弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零),现绳突然断 开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡
态,经过此过程
（
）
A．EP全部D转换为气体的内能
B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍
为弹簧的弹性势能
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-3
ppt课件.
1
10.1《功和内能》
ppt课件.
2
教学目标
• 知识与技能
• 1．知道什么是绝热过程。
• 2．从热力学的角度认识内能的概念。
• 3．理解做功与内能改变的数量关系。
• 4．知道内能和功的单位是相同的。
• 过程与方法
• 从焦耳的实验理解功与内能变化的关系
《内能》内能PPT【品质课件PPT】
A．热量总是从高温物体传给低温物体 B．物体从外界吸收了热量，温度一定升高 C．物体的温度越高，具有的热量越多 D．物体的内能增加，则一定是从外界吸收了热量
【解析】 两个不同温度的物体相接触发生热传递时，热量总是从高温物体传 给低温物体，故 A 正确；物体吸收热量，温度不一定会升高，比如晶体熔化过程， 虽然吸收热量，但温度不变，故 B 错误；只有在热传递过程中才能提到热量，故 C 错误；物体内能增加，可能是外界对物体做功，也有可能是发生了热传递，故 D 错 误。选 A。
第十三章 内 能
第2节 内能
知课识时管作理业
1．内能
定 义：构成物体的所有分子，其热运动的 动能 与 分子势能 的总和，
叫做物体的内能。内能的单位是焦耳(J)。
说 明：(1)物体内能的大小和物体的温度、质量和物态有关。
(2)物体温度升高，内能 增加，温度降低，内能 减少 。 (3) 任何物体都具有内能。
[2017·浙江舟山]下列各项都能使图中瓶内铁屑内能增加，其中属于做功的
是( A )
A．不断晃动瓶子 B．用酒精灯加热 C．用手捂瓶子 D．在烈日下照射
【解析】 不断晃动瓶子，铁屑与瓶壁之间有摩擦，在此过程中要克服摩擦做 功，使其内能增大，温度升高，故 A 符合题意；B、C、D 选项中瓶内铁屑分别从酒 精灯火焰、手和阳光中吸收热量，都是通过热传递的方式来使物体内能增加的，故 BCD 不符合题意。选 A。
A．物体运动得越快，物体的内能越大 B．吸热越多的物体内能越大 C．50 ℃的水比 40 ℃的水内能大 D．物体温度升高时内能增加
2．(对应例 4)下列关于“热与能”的表述中正确的是( B )
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高 B．在搓手取暖过程中，机械能转化为内能 C．水常被用作冷却剂，是因为水的温度较低 D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加
【解析】 两个不同温度的物体相接触发生热传递时，热量总是从高温物体传 给低温物体，故 A 正确；物体吸收热量，温度不一定会升高，比如晶体熔化过程， 虽然吸收热量，但温度不变，故 B 错误；只有在热传递过程中才能提到热量，故 C 错误；物体内能增加，可能是外界对物体做功，也有可能是发生了热传递，故 D 错 误。选 A。
第十三章 内 能
第2节 内能
知课识时管作理业
1．内能
定 义：构成物体的所有分子，其热运动的 动能 与 分子势能 的总和，
叫做物体的内能。内能的单位是焦耳(J)。
说 明：(1)物体内能的大小和物体的温度、质量和物态有关。
(2)物体温度升高，内能 增加，温度降低，内能 减少 。 (3) 任何物体都具有内能。
[2017·浙江舟山]下列各项都能使图中瓶内铁屑内能增加，其中属于做功的
是( A )
A．不断晃动瓶子 B．用酒精灯加热 C．用手捂瓶子 D．在烈日下照射
【解析】 不断晃动瓶子，铁屑与瓶壁之间有摩擦，在此过程中要克服摩擦做 功，使其内能增大，温度升高，故 A 符合题意；B、C、D 选项中瓶内铁屑分别从酒 精灯火焰、手和阳光中吸收热量，都是通过热传递的方式来使物体内能增加的，故 BCD 不符合题意。选 A。
A．物体运动得越快，物体的内能越大 B．吸热越多的物体内能越大 C．50 ℃的水比 40 ℃的水内能大 D．物体温度升高时内能增加
2．(对应例 4)下列关于“热与能”的表述中正确的是( B )
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高 B．在搓手取暖过程中，机械能转化为内能 C．水常被用作冷却剂，是因为水的温度较低 D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加
功和内能 热和内能PPT幻灯片
2.测出了热功当量（热与机械功之间的当量 关系），为热力学第一定律和能量守恒定律 的建立奠定了实验基础。
10
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。
类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点 两个位置决定，与物体的运动路径无关？
重力 电场力
解析：做功和热传递对改变物体的内能是等效的， 温度升高可能是做功，也可能是热传递。故C正确。 答案：C
20
例2 下列关于热量的说法，正确的是 （
）
A.温度高的物体含有的热量多
B.内能多的物体含有的热量多
4
物体的内能与温度和体积的关系
温度变时分子动能变，体积变时分子势 能变，因此物体的内能决定于它的温度和体 积，但是这句话却不能作为判断两物体内能 大小的依据。如两物体温度和体积均相同， 而内能却没有确定的关系。再如，0OC的冰 熔化成OC水体积减小，不能就此认为其势能 也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰 熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变， 所增加的只是分子的势能
两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体 要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达 到热平衡即温度相等为止，这个过程称之为热传递
热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射
16
动画：热传递 17
四、热和内能
1、 在外界对系统没有做功的情况下， 内能和热量之间有什么样的关系呢？
△U＝Q
即在外界对系统不做功的情况下，外界传 递给系统的热量等于系统内能的改变量
14
功与系统内能改变的关系 1.做功可以改变系统的内能 ①外界对系统做功，系统的内能增加 ②系统对外界做功，系统的内能减少。 2.功是系统内能转化的量度 3.实质:其他形式的能与内能的相互转化 4.国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳( J )
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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。
类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点 两个位置决定，与物体的运动路径无关？
重力 电场力
解析：做功和热传递对改变物体的内能是等效的， 温度升高可能是做功，也可能是热传递。故C正确。 答案：C
20
例2 下列关于热量的说法，正确的是 （
）
A.温度高的物体含有的热量多
B.内能多的物体含有的热量多
4
物体的内能与温度和体积的关系
温度变时分子动能变，体积变时分子势 能变，因此物体的内能决定于它的温度和体 积，但是这句话却不能作为判断两物体内能 大小的依据。如两物体温度和体积均相同， 而内能却没有确定的关系。再如，0OC的冰 熔化成OC水体积减小，不能就此认为其势能 也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰 熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变， 所增加的只是分子的势能
两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体 要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达 到热平衡即温度相等为止，这个过程称之为热传递
热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射
16
动画：热传递 17
四、热和内能
1、 在外界对系统没有做功的情况下， 内能和热量之间有什么样的关系呢？
△U＝Q
即在外界对系统不做功的情况下，外界传 递给系统的热量等于系统内能的改变量
14
功与系统内能改变的关系 1.做功可以改变系统的内能 ①外界对系统做功，系统的内能增加 ②系统对外界做功，系统的内能减少。 2.功是系统内能转化的量度 3.实质:其他形式的能与内能的相互转化 4.国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳( J )
功和内能公开课课件
热力发电厂的能量转化过程
总结词
热力发电厂通过燃烧燃料将化学能转化为热 能，进而转化为机械能和电能。
详细描述
在热力发电厂中，燃料（如煤、天然气或石 油）在锅炉中燃烧产生高温高压蒸汽，蒸汽 驱动涡轮机转动，进而驱动发电机发电。在 这个过程中，能量经历了化学能→热能→机 械能→电能的转换。热力发电厂是世界上最 重要的电力来源之一，为工业、商业和家庭 提供电力。
功和内能公开课课件
目录
CONTENTS
• 功和内能的基本概念 • 功和内能的关系 • 功和内能在实际中的应用 • 功和内能的理论基础 • 功和内能的实验研究
01
功和内能的基本概 念
功的定义和计算方法
总结词
功是能量转化的量度，其计算方法为力与在力的方向上通过 的位移的乘积。
详细描述
功是物理学中表示力对距离的累积效果的物理量，其计算公 式为$W = Fscostheta$，其中$F$表示力的大小，$s$表示 在力的方向上通过的位移，$theta$表示力与位移之间的夹角 。
02
功和内能的关系
热力学第一定律的表述
热力学第一定律的表述是
在一个封闭系统中，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一种形式转 化为另一种形式。
表述公式是
ΔU = Q + W，其中ΔU表示内能的变化，Q表示热量，W表示外界对系统做的 功。
热力学第一定律的物理意义
01
热力学第一定律的物理意义在于 它揭示了能量守恒的原理，即在 一个封闭系统中，系统的总能量 保持不变。
对实验结果进行解释和讨论， 理解内能的概念和性质。
热力学实验的误差分析和实验结果讨论
误差来源分析
分析实验过程中可能产生的误 差来源，如仪器误差、操作误
1.2.功和内能 热和内能
高中物理选修3-3课件
• 2．内能 • (1)内能的概念 • ①内能是描述热力学系统 自身状态 的物理 量． • ②在绝热过程中 做功 可以改变热力学系统 所处的状态． • (2)内能的变化 • 绝热过程中做功与内能的变化关系：ΔU ＝W. • 外界对系统做功，W为 正 ，系统对外界做功， W为 ．负
高中物理选修3-3课件
• ◎ 教材资料分析 • 〔演示〕——教材P50
• 压下活塞，观察筒底物品的变化
高中物理选修3-3课件
• 在有机玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉， 或浸过乙醚的棉花、火柴头等．迅速压下筒中 的活塞，观察筒底物品的变化． • 这个实验说明了什么？ • 【点拨】 这个实验说明了什么？ • 解析： 这个实验说明了活塞对气体做了功， 气体内能增加．活塞对气体做功，气体温度增 加，浸过乙醚的棉花着火点很低，因此燃烧起 来．
高中物理选修3-3课件
高中物理选修3-3课件
• 2．做功与内能变化的关系 • (1) 做功改变物体内能的过程是其他形式的能 (如机械能)与内能相互转化的过程． • (2) 在绝热过程中，外界对物体做多少功，就 有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能 就增加多少． • 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，只有内能变化越大时，对应着做功
高中物理选修3-3课件
• 解析： 绝热过程是指气体膨胀过程未发生热 传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做 的功 W<0 ，由 ΔU ＝ U2 － U1 ＝ W 可知，气体内 能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体 分子的平均动能减小．故D正确． • 答案： D
• 2．内能 • (1)内能的概念 • ①内能是描述热力学系统 自身状态 的物理 量． • ②在绝热过程中 做功 可以改变热力学系统 所处的状态． • (2)内能的变化 • 绝热过程中做功与内能的变化关系：ΔU ＝W. • 外界对系统做功，W为 正 ，系统对外界做功， W为 ．负
高中物理选修3-3课件
• ◎ 教材资料分析 • 〔演示〕——教材P50
• 压下活塞，观察筒底物品的变化
高中物理选修3-3课件
• 在有机玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉， 或浸过乙醚的棉花、火柴头等．迅速压下筒中 的活塞，观察筒底物品的变化． • 这个实验说明了什么？ • 【点拨】 这个实验说明了什么？ • 解析： 这个实验说明了活塞对气体做了功， 气体内能增加．活塞对气体做功，气体温度增 加，浸过乙醚的棉花着火点很低，因此燃烧起 来．
高中物理选修3-3课件
高中物理选修3-3课件
• 2．做功与内能变化的关系 • (1) 做功改变物体内能的过程是其他形式的能 (如机械能)与内能相互转化的过程． • (2) 在绝热过程中，外界对物体做多少功，就 有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能 就增加多少． • 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，只有内能变化越大时，对应着做功
高中物理选修3-3课件
• 解析： 绝热过程是指气体膨胀过程未发生热 传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做 的功 W<0 ，由 ΔU ＝ U2 － U1 ＝ W 可知，气体内 能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体 分子的平均动能减小．故D正确． • 答案： D
13.2-内能(共30张PPT)
思 考
*
内能：物理学中，我们把物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
*
炽热的铁水有内能，北极的冰山也有内能。
任何物体在任何情况下都具有内能。
想一想
*
1、内能与机械能是一回事吗？ 内能的大小跟分子的热运动和分子间相互作用有关；机械能跟机械运动有关，故两者不是一回事。 2、比较静止在地面上的球和运动在空中的球所具有的机械能和内能。 静止在地面上的球没有机械能，运动在空中的球具有机械能；但无论在地上还是在空中，都具有内能。
毛巾
人体
人体和毛巾的内能有改变吗？
有，人体的温度降低，内能减少，毛巾的温度升高，内能增多。
*
想一想:生活中有哪些例子是利用热传递来改变内能的?
*
热量:物理学中,把物体在热传递过程中传递的内能的多少叫做热量(heat),单位是焦耳,即焦(J).
*
你有过这些体验吗？这是通过什么方式改变了物体的内能？生活中还有哪些现象和这些类似？
二 内能
*
1、了解内能的概念，知道内能与温度有关。
2、知道热传递可以改变物体的内能。
3、知道热量的概念和单位。
4、知道做功可以改变物体的内能。
*
玩具回力汽车运动，其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时它的动能从何而来？
*
运动的物体具有动能，那么处于热运动的分子是否具有动能呢？ 受到地球吸引的物体若被举高，具有重力势能；分子与分子之间也有相互作用力，分子之间是否也具有势能呢？
D
*
解析：选D。热传递的条件是物体间存在温度差，冰和水的温度相同，不能发生热传递，故A错；内能的大小除了跟温度有关，还与物体的质量、体积、状态有关，故B错；热量是个过程量，不能说一个物体“具有”、“含有”热量，故C错；任何物体都有内能，故D正确。
功热量和内能ppt课件
首页
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气体动理论是从微观上研究了气体的热现象，热 力学是从宏观上用能量的观点来研究热现象——物态 变化过程中功、吸热和能量变化关系。
一、准静态过程的功
1．准静态过程 热力学过程：热力学系统的状态随时间的变化 。 准静态过程：热力学系统由一平衡态到另一平衡
态，要经历若干中间状态，若过程经历的所有中间状 态都是平衡态
WA1B QA1B WA2B QA2B
WA1B2 A QA1B2 A 0
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理想气体内能 : 表征系统状态的单值函数，理想 气体的内能仅是温度的函数 。
U U (T )
系统内能的增量只与系统起始和终了状态有关， 与系统所经历的过程无关。
P
A
1
P
A
1
2
B
o
V
U AB C
设气体的摩尔数为 ，由理想气体的状态方程可
得气体的体积为V1和V2时，气体的温度分别为
T1
P1V1
R
C
RV1
T2
P2V2
R
C
RV2
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上面两相比，得
T2
V1 V2
T1
T1
由此可判断出气体的温度降低的。
二、热量
通过传热的方式所传递的能量称为热量，以Q表示。
Q cm(T1 T2 )
B 2
o
V
U A1B2 A 0
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（3）功与热量的物理本质（能量转换）不同 。
宏观运动能量
功
分子热运动能量
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气体动理论是从微观上研究了气体的热现象，热 力学是从宏观上用能量的观点来研究热现象——物态 变化过程中功、吸热和能量变化关系。
一、准静态过程的功
1．准静态过程 热力学过程：热力学系统的状态随时间的变化 。 准静态过程：热力学系统由一平衡态到另一平衡
态，要经历若干中间状态，若过程经历的所有中间状 态都是平衡态
WA1B QA1B WA2B QA2B
WA1B2 A QA1B2 A 0
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理想气体内能 : 表征系统状态的单值函数，理想 气体的内能仅是温度的函数 。
U U (T )
系统内能的增量只与系统起始和终了状态有关， 与系统所经历的过程无关。
P
A
1
P
A
1
2
B
o
V
U AB C
设气体的摩尔数为 ，由理想气体的状态方程可
得气体的体积为V1和V2时，气体的温度分别为
T1
P1V1
R
C
RV1
T2
P2V2
R
C
RV2
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上面两相比，得
T2
V1 V2
T1
T1
由此可判断出气体的温度降低的。
二、热量
通过传热的方式所传递的能量称为热量，以Q表示。
Q cm(T1 T2 )
B 2
o
V
U A1B2 A 0
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（3）功与热量的物理本质（能量转换）不同 。
宏观运动能量
功
分子热运动能量
功和内能 课件
题后反思 1．充气袋四周被挤压时，外界对气体做功，无热交 换，根据ΔU＝W 可知气体的内能增大． 2．气体的内能增大，温度升高，根据气体方程pTV知 气体的压强必增大．
拓展二 做功改变内能和分子动理论
汽车内胎放完气后，气门的温度可达到 0 ℃以下， 请你解释一下原因．
提示：以内胎中的气体为系统，气体推动周围大气做 功，(对外界气体做功)大气的内能增加，内胎中的气体内 能减少，温度降低．如果在较短时间内做较多的功，气门 来不及吸热，气门温度就可达到 0 ℃以下．
(2)在绝热过程中，内能和其他形式的能一样也是状 态量，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能 也相应地确定了，内能的变化ΔU 也确定了．而功是能量 转化的量度，所以ΔU＝W，即 W 为恒量，这也是判断绝 热过程的一种方法．
【典例 1】 (多选)用密封性好、充满气体的塑料袋 包裹易碎品，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：充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体 做功，由于袋内气体与外界无热交换，故ΔU＝W 知气体 内能增加，故 C 对 D 错．体积减小，内能增加，由理想 气体状态方程可知压强变大，故选项 A 正确，B 错误． 答案：AC
2．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，只有内能变化越大时，相应地做功才越多．
特别说明 (1)在绝热的情况下，若外界对系统做正 功，系统内能增加，ΔU 为正值；若系统对外界做正功， 系统内能减少，ΔU 为负值．此过程做功的多少为内能转 化的量度．
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结论：做功使得物体（密闭气体）温度升高
一、焦耳的实验
1818年12月24日生于英国曼彻斯
特 ，起初研究电学和磁学。 1840
年在英国皇家学会上宣布了电流通
过导体产生热量的定律，即焦耳定
律。焦耳测量了热与机械功之间的
当量关系——热功当量，为热力学
第一定律和能量守恒定律的建立奠
焦耳
定了实验基础。
绝热过程：
问题与练习
• 2.（从功是能量转化的量度角度出发思考） • 例1：汽车刹车 • 例2：双手摩擦 • 例3：电磁感应中，阻尼振动中的能量变化 • 3.10.1-2重物的重力势能转化为水的内能； • 10.1.3重物的机械能转化为电能，电能再
转化为液体的内能
问题与练习
• 4.（1）气体在真空中绝热膨胀 • 的过程中，不受阻力，所以气体
（
D）
A．EP全部转换为气体的内能
B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍
为弹簧的弹性势能
理想 气体
C．EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D．EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换
为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能
05年全国卷Ⅲ19.
一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。 设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中 （ D） A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加 B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少 C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加 D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
功是能量转化的量度
内能U ：只依赖于系统自身状态的物理量
内能与状态参量温度、体积有关， 即由它的状态决定
内能的增加量△U＝U2－U1等于外界对系么？
实验研究的对象是瓶中的气体与打气筒中的气体， 那么我们的系统也就是这二部分气体。
2.出现了什么现象？ 呈现雾状
3.为什么会呈现雾状？
高中物理新人教版 选修３- ３系列课件
第十章《热力学定律 》
10.1《功和内能》
教学目标
• 知识与技能 • 1．知道什么是绝热过程。 • 2．从热力学的角度认识内能的概念。 • 3．理解做功与内能改变的数量关系。 • 4．知道内能和功的单位是相同的。 • 过程与方法 • 从焦耳的实验理解功与内能变化的关系 • 情感、态度与价值观 • 通过焦耳实验了解功与内能变化关系的得来，学习科学家
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
焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验
焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置—机械功
实验结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上 升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的。
焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置—电功
问题与练习
• 1.分子动理论对内能的微观定义是：--• 本节热力学对内能的定义是：--• 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发生了变化，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。因此内能年的两种定义是一致的。
实验结论：只要所做的电功相等，则系统温度上升 的数值是相同的，即系统的状态变化是相同的。
从焦耳的实验中可以得出什么结论？
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.测出了热功当量（热与机械功之间的当量 关系），为热力学第一定律和能量守恒定律 的建立奠定了实验基础。
为什么会呈现雾状？
• 当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统 做功，使得系统的内能增加，温度升高， 压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出。看到雾 状物的原因在于，在塞子突然跳起时，气 体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下 降，水蒸汽（或酒精蒸气）有一部分被液 化成小液滴
小结
1、焦耳热功当量实验 2、绝热过程 3、物体内能的宏观描述 4、绝热过程中作功和内能的关系
探 究过程的艰辛 • 教学重点、难点 • 绝热过程中的功与内能的关系
知识回顾
1.（机械）功的两个不可缺少的因素是什么？ 电流做功与哪些因素有关？
2.什么叫内能？ 与哪些因素有关？
3.质量、温度相同的物体，内能必定相等 对吗？
物体的内能与温度和体积的关系
温度变时分子动能变，体积变时分子势 能变，因此物体的内能决定于它的温度和体 积，但是这句话却不能作为判断两物体内能 大小的依据。如两物体温度和体积均相同， 而内能却没有确定的关系。再如，0OC的冰 熔化成OC水体积减小，不能就此认为其势能 也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰 熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变， 所增加的只是分子的势能
04年全国理如综1图7 所示,绝热具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体, 下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一 端固定于理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后 用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长度时的弹性 势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运 动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程
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。
类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点 两个位置决定，与物体的运动路径无关？
重力 电场力
重力做功对应重力势能
电场力做功对应电势能（电能）
二、内能
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。
K b c 气体A a 真空B
d
• 不做功。需要特别注意的是，当气体向真10-1-1空中膨
练习巩固
1.下列说法正确的是（ D ） A 分子的动能与分子的势能的和叫做这个分 子的内能
B 物体的分子势能由物体的温度和体积决定 C 物体的速度增大时，物体的内能增大 D 物体的内能减小时，物体的温度可能增加
2.一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能 和内能的变化，下列判断中正确的是（ D ） A 物体的机械能和内能都不变 B 物体的机械能减少，内能不变 C 物体的机械能增加，内能增加 D 物体的机械能减少，内能增加