功和内能--优质获奖精品课件 (14)
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第十五页,共19页。
问题与练习解答:
1、举几个实例说明做功可以改变系统的内能。
解:
1、改变系统的热学状态方式:传热和做功。
转木取火
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,水蒸汽有一部分被液化成小液滴。
从19世纪30年代起,人们逐渐认识到,为了使系统的热学状态发生变化,既可以向它传热,也可以对它做功。
第三页,共19页。
演示
在有机玻璃筒底放置少量易燃物,例如莲松的棉花, 迅速压下筒中的活塞,观察简底物品的变化。
这个实验说明了什么?
现象:棉花冒烟
说明:活塞对空气做功,活塞内能增加, 空气温度升高,达到燃点。
结论:做功使得物体(密闭气体)温度升高,即做
功可以改变物体的内能。
第四页,共19页。
一、焦耳实验
第七章的内能 分子动能与分子势能之和 气体膨胀,如果外边是大气,对外做功,绝热过程,故由热力学第一定律可得气体的内能减小,温度降低,体积增大,压强减小;该过程中需要的能量来自
气体的内能
物体对外界做功,物体的内能减少
内能的变化=做功(绝热过程)
分别讨论气体在真空中和在大气中做绝热膨胀时是否做功。
气体膨胀,如果外边是大气,对外做功,绝热过程,故由热力学第一定律可得气体的内能减小,温度降低,体积增大,压强减小;该过程中需要的能量来自
10.1功和内能
第一页,共19页。
冬天搓手可使双手变暖;向手吹气也可使双手 变暖,是什么原因使温度发生了变化呢?
第二页,共19页。
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0OC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。
问题与练习解答:
1、举几个实例说明做功可以改变系统的内能。
解:
1、改变系统的热学状态方式:传热和做功。
转木取火
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,水蒸汽有一部分被液化成小液滴。
从19世纪30年代起,人们逐渐认识到,为了使系统的热学状态发生变化,既可以向它传热,也可以对它做功。
第三页,共19页。
演示
在有机玻璃筒底放置少量易燃物,例如莲松的棉花, 迅速压下筒中的活塞,观察简底物品的变化。
这个实验说明了什么?
现象:棉花冒烟
说明:活塞对空气做功,活塞内能增加, 空气温度升高,达到燃点。
结论:做功使得物体(密闭气体)温度升高,即做
功可以改变物体的内能。
第四页,共19页。
一、焦耳实验
第七章的内能 分子动能与分子势能之和 气体膨胀,如果外边是大气,对外做功,绝热过程,故由热力学第一定律可得气体的内能减小,温度降低,体积增大,压强减小;该过程中需要的能量来自
气体的内能
物体对外界做功,物体的内能减少
内能的变化=做功(绝热过程)
分别讨论气体在真空中和在大气中做绝热膨胀时是否做功。
气体膨胀,如果外边是大气,对外做功,绝热过程,故由热力学第一定律可得气体的内能减小,温度降低,体积增大,压强减小;该过程中需要的能量来自
10.1功和内能
第一页,共19页。
冬天搓手可使双手变暖;向手吹气也可使双手 变暖,是什么原因使温度发生了变化呢?
第二页,共19页。
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0OC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。
功和内能PPT教学课件
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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?
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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ppt课件
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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
ppt课件.
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
ppt课件.
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
功和内能 热和内能PPT幻灯片
![功和内能 热和内能PPT幻灯片](https://img.taocdn.com/s3/m/54d4554283c4bb4cf7ecd1e9.png)
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 )
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 )
功和内能公开课课件
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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
功和内能 热和内能 课件
![功和内能 热和内能 课件](https://img.taocdn.com/s3/m/df1f876cf121dd36a22d820b.png)
• 用做功来改变系统的内能,是系统内分子随整体 的有序运动转化为另一系统的分子的无规则运动 的过程,是机械能或其他形式的能和内能之间的 转化过程.
• 用传热来改变系统的内能,是通过传导、对流和 辐射来完成的,它将分子的无规则运动,从一个 系统转移到另一个系统,这种转移就是系统间内 能转换的过程.
• 即时应用(即时突破,小试牛刀)
• 分子间距离变化,分子势能发生变化,因此物体 的内能变化只由初、末状态决定,与中间过程及 方式无关.
• 2.做功与内能的变化的关系
• (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;物体对外界做多少功,就有多少内能转化 为其他形式的能,物体的内能就减少多少.
气体做功,又因为与外界没有热交换,所以内能 增加,故A正确.
• 二、“温度”、“热量”、“功”、“内能”的 辨析
• 1.内能和温度 • 从宏观看,温度表示的是物体的冷热程度;从微
观看,温度反映了分子热运动的剧烈程度,是分 子平均动能的标志.物体的温度升高,其内能一 定增加.但物体吸收热量内能增加时,温度却不 一定升高.
• 2.对于热量、功和内能三者的关系下列说法中正 确的是( )
• A.三者单位相同,物理意义相同
• B.热量和功是内能的量度
• C.热量和功由过程决定,而内能由物体状态决 定
• D.系统内能增加了100 J,可能是外界采用绝热 方式对系统做功100 J,也可能是外界单纯地对系 统传热100 J
• 解析:选CD.热量、功和内能三者尽管单位相同, 但物理意义有本质区别,A错.热量和功由过程 决定,内能由物体状态决定,热量和功是内能变 化的量度,C对,B错.对一个绝热过程ΔU=W =100 J,对一个单纯传热过程ΔU=Q=100 J,D 对.
功和内能 课件
![功和内能 课件](https://img.taocdn.com/s3/m/6917b11302d8ce2f0066f5335a8102d276a261e1.png)
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.
人教版初中九年级物理课件-第14章 内能的利用
![人教版初中九年级物理课件-第14章 内能的利用](https://img.taocdn.com/s3/m/78ba80673d1ec5da50e2524de518964bcf84d2b3.png)
汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点,有什么不同点?
汽油机和柴油机的异同表
汽油机
柴油机
燃料
汽油
柴油
结构
火花塞
不 同 点
吸气冲程吸入 气体
吸入是汽油和空气的混合物
压缩冲程
气压、温度相对较低
喷油嘴 吸入的是空气 气压、温度相对较高
点火方式
点燃式
压燃式
工作循环
都有四个冲程
相 能量转化 同 点 活塞、曲轴运
达●芬奇的永动机模型
三、无法实现的“永动机”
1.“永动机“:不消耗任何能量和燃料,却源源不断对 外做功的机器。
2.由能量守恒定律知:无法实现 3.工程技术的任务,在于设法找出合理利用能源
的途径,并减少机器运转过程中不必要的能量 损耗,而不是去研制永远无法实现的“永动机”。
练习1 指出下列现象中能量的转化或转移情况: (1)植物的光合作用; 光能转化为化学能 (2)雨天时发生雷电; 电能变为声能和光能 (3)人在跑步时,身体发热出汗;
内燃机工作时要排出尾气(废气),尾气具有一定的温度, 还有一些有害物质,都会污染环境。人们正在设法减小这些污 染,例如使用无铅汽油等。
一般来讲,绝大部分的内燃机都使用石油燃料,所以排出 的废气中所含有害气体的成分较高。为解决能源对大气污染问 题,目前国内外正致力于排气净化及其它新能源发动机的研究 工作,并相继开发出了电动汽车和太阳能汽车。太阳能汽车的 应用为我们寻求未来的汽车动力系统开辟了新的途径,今后的 新型车用发动机也必将继续朝着环保、节能等方向发展。
的能量
锅炉
燃烧不完全 损失的能量
蒸汽轮机
废气带走 的能量
发电机
火
电流通过导 电 线时发热损 站
功和内能 课件
![功和内能 课件](https://img.taocdn.com/s3/m/92c00e1b76232f60ddccda38376baf1ffc4fe3a5.png)
三、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,只有内能变化较大时,对应着做功较多。
题型1 对焦耳实验的理解
如图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料 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( )
知识点2 功和内能
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,叫系统的内能。
2.做功可以改变系统的内能,功是系统内能转化的 量度 , 在国际单位制中,内能和功的单位都是焦耳(J)。
3.内能变化与做功的关系 (1)在绝热过程中,外界对系统做功,系统的内能增加 。 内能的增量就等于外界 对系统做的功,即ΔU=U2-U1= W。 (2)在绝热过程中,系统对外界做功,系统的 内能减少。 内能的减少量就等于系统对外界做的功 ,即ΔU=U2-U1= -W。
A.这个装置可测定热功当量 B.做功增加了水的热量 C.做功增加了水的内能 D.功和热量是完全等价的,无区别
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;该实验是绝热过程,没有热传递,内能的 改变是由于做功,C正确;做功表示能量的转化,而热量表 示热传递中内能的转移,二者有区别,B、D错误。
功和内能
知识点1 焦耳的实验
1.绝热过程:系统只通过对外界做功或外界对它 做功而 与外界 交换 能量,它不从外界 吸热 ,也不向外界 散热。
2.代表实验 (1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温 上升 。 (2)通过电流的 热效应 给水加热。
3.实验结论 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。
功和内能 课件
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功和内能
一、功和内能
问题设计
在焦耳的许多实验中,有两个最具有代表性:一个实验是 让重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温上升;另 一个实验是通过电流的热效应给水加热.焦耳的这两个实 验说明了什么问题?
答案 要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量 只由过程始末两个状态决定,而与做功方式无关.
●【例1】 如图所示,活塞将气缸分成甲、乙两气室,气缸、活塞 (连同拉杆)是绝热的,且不漏气,以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室 中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中 ( )
● A.E甲不变,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
●答案 D
一致的 ● C.做功可以改变系统的内能,但单纯地对系统传热不能改变系
统的内能 ● D.气体在大气中绝热膨胀时对外做了功,但气体的内能不变 ● 答案 AB
●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.
要点提炼
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 动和能 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 (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”).
●( 2 ) 在 绝 热 过 程 中 , 末 态 内 能 大 于 初 态 内 能 时 , Δ U 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.
一、功和内能
问题设计
在焦耳的许多实验中,有两个最具有代表性:一个实验是 让重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温上升;另 一个实验是通过电流的热效应给水加热.焦耳的这两个实 验说明了什么问题?
答案 要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量 只由过程始末两个状态决定,而与做功方式无关.
●【例1】 如图所示,活塞将气缸分成甲、乙两气室,气缸、活塞 (连同拉杆)是绝热的,且不漏气,以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室 中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中 ( )
● A.E甲不变,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
●答案 D
一致的 ● C.做功可以改变系统的内能,但单纯地对系统传热不能改变系
统的内能 ● D.气体在大气中绝热膨胀时对外做了功,但气体的内能不变 ● 答案 AB
●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.
要点提炼
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 动和能 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 (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”).
●( 2 ) 在 绝 热 过 程 中 , 末 态 内 能 大 于 初 态 内 能 时 , Δ U 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.
功和内能完整版课件
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用下列方法改变物体的内能,属于做功方式的是( ) A.搓搓手会感到手暖和些 B.汽油机汽缸内被压缩的气体 C.车刀切下的炽热铁屑 D.物体在阳光下被晒热
ABC
1.下列说法正确的是( ) 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
如0OC的冰熔化成0OC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。
试解释 这个实验说明了什么?
做功可以改变物体的内能
焦耳
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定了实验基础。
焦耳热功当量实验装置—机械功
焦耳热功当量实验装置—电功
发电机
重力做功相同,容器内水温上升的数值相同。即系统状态的变化相同。
一、绝热过程
焦耳的实验说明什么问题?
焦耳实验表明: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。
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。
理想气体
D
谢谢观看!
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
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物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能——U
ABC
1.下列说法正确的是( ) 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
如0OC的冰熔化成0OC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。
试解释 这个实验说明了什么?
做功可以改变物体的内能
焦耳
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定了实验基础。
焦耳热功当量实验装置—机械功
焦耳热功当量实验装置—电功
发电机
重力做功相同,容器内水温上升的数值相同。即系统状态的变化相同。
一、绝热过程
焦耳的实验说明什么问题?
焦耳实验表明: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。
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。
理想气体
D
谢谢观看!
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
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物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能——U
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考点题型设计
第十章 第一节
对焦耳实验的理解 如图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材
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( )
第十章 第一节
A.这个装置可测定热功当量 B.做功增加了水的热量 C.做功增加了水的内能 D.功和热量是完全等价的,无区别 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;该实验是绝热过程,没有热传递,内能的改变 是由于做功,C正确;做功表示能量的转化,而热量表示热传 递中内能的转移,二者有区别,B、D错误。 答案:AC
第十章 第一节
功和内能 1.内能 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,叫系统的内能。 2.做功与内能的关系 做功可以改变系统的内能,功是系统内能转化的 __量__度____,在国际单位制中,内能和功的单位都是焦耳(J)。
第十章 第一节
3.内能变化与做功的关系 (1) 在 绝 热 过 程 中 , 外 界 对 系 统 做 功 , 系 统 的 ____内__能__增_加_。内能的增量就等于外界___对__系_统__做__的__功___,即 ΔU=U2-U1=____W____。 (2)在绝热过程中,系统对外界做功,系统的内_能__减__少___。 内能的减少量就等于系统_对_外__界__做__的__功___,即ΔU=U2-U1= __-__W____。
第十章 第一节
重点难点突破
第十章 第一节
一、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。
第十章 第一节
第十章 第一节
二、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。 三、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, 只有内能变化较大时,对应着做功较多。
第十章 第一节
解析:焦耳是英国物理家,A错误;焦耳实验的要求是研 究对象为绝热系统,普通玻璃杯达不到绝热要求,B错误;实 验的研究对象是容器及其中的水组成的系统,C错误;要使水 及容器升高相同的温度即内能增加相同,则必须做功相同,D 正确。
第十章 第一节
做功与内能的变化
在如图所示的柱形容器内封有一定质量的密闭 气体,光滑活塞C(质量为m)与容器用良好的隔热材料制成。 另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上,并 随活塞一起到达最低点B而静止。在这一过程中,密闭气体内 能的改变量ΔU、外界对密闭气体所做的功W与物体和活塞的 重力势能的变化关系是( )
第十章 第一节
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?
答案:做功的过程是能量转化的过程,做功使得系统的内 能增加了,所以温度升高。
第十章 第一节
第十章 第一节
下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的有( ) A.焦耳是法国物理学家,他的主要贡献是焦耳定律及热 功当量 B.焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替 C.焦耳实验中的研究对象是容器中的水 D.焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度,实 验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相同,但做功必须 相同 答案:D
第十章 第一节
“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”的用具,使人们不再仅仅依靠自然的“恩赐”而得到 “火”。
你知道“钻木取火”ห้องสมุดไป่ตู้道理吗?
第十章 第一节
知识自主梳理
第十章 第一节
焦耳的实验
1.绝热过程 系 统 只 通 过 对 外 界 做 功外界或对__它______ 做 功 而 与交外换 界 ________ 能 量 , 它吸不热从 外 界 _______散_ 热, 也 不 向 外 界
________。
2.代表实验
上升(1) 重 物 下 落 带 动 叶 片 搅 拌 容 器 中 的 水 , 引 起 水 温
________。
热效应
(2)通过电流的________给水加热。
3.实验结论
做功方式
在 各 种 不 同数的量绝 热 过 程 中 , 系 统 状 态 的 改 变 与
__________无关,仅与做功________有关。
第十章 第一节 功和内能
第十章 第一节
1 学习目标定位
2 课堂情景切入 3 知识自主梳理 4 重点难点突破
5 考点题型设计 6 易错案例剖析 7 课时作业
第十章 第一节
学习目标定位
第十章 第一节
※
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
第十章 第一节
课堂情景切入
答案:C
第十章 第一节
(枣庄市2014~2015学年高二下学期三校联考)某汽车后 备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由气缸和活塞组成。 开箱时,密闭于气缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图 所示。在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体 分子间相互作用,则缸内气体( )
A.对外做正功,分子的平均动能减小 B.对外做正功,内能增大 C.对外做负功,分子的平均动能增大 D.对外做负功,内能减小
A.Mgh+mgΔh=ΔU+W B.ΔU=W,W=Mgh+mgΔh C.ΔU=W,W<Mgh+mgΔh D.ΔU≠W,W=Mgh+mgΔh
第十章 第一节
解析:因活塞和容器用良好的隔热材料制成,气体不向外 散失热量,外界对气体做功的W等于气体增加的内能ΔU,即 W=ΔU,又由于碰撞有机械能损失,故W<Mgh+mgΔh,C 正确。