《高一物理热学》PPT课件
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高一物理章节内容课件 第三章热力学第一定律第四章热力学第二定律
（A）（1）过程吸热 （2）过程放热 （B）（1）过程放热 （2）过程吸热 （C）两种过程都吸热 （D）两种过程都放热
例五（4313）答案 B对 作业：3.8 3.9 3cle) 1．循环过程：
物质系统经历一系列的变化过程又回到
初始状态，这样的周而复始的变化过程称 为循环过程，或简称为循环。 2．热机(Heat Engine)
4、理想气体最重要的四个等值过程的功 ① 等温 T = 常数
② 绝热
③ 等压 P = 常数 ④ 等容 V = 常数
三、热量
1、特点：过程量 （不同的过程有不同的热 量表达式即有不同的摩尔热容量）
2、正负号规定：系统从外界吸热取正值，否 则取负值。
3、摩尔热容量C：一摩尔物质温度升高一K 时系统从外界吸收的热量。
（1）B点处的压强 （2）在此过程中气体对外作的功
例一（4694）图
例一（4694）解答 （1）等温线 斜率
绝热线
斜率
由题意有
（2）
例二（5078）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 作用与活塞杆上，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
卡诺循环过程： （1）1→2，等温膨胀
吸收：
（2）2→3，工作物质和高温热源分开 是绝热膨胀过程，温度下降，对外做功
（3）3→4，物质和低温热源接触，等温压缩 过程，外界对气体做功，气体向低温热源放 热，其热量为：
（4）4→1，物质和低温热源分开，经一绝热 压缩过程回到原来状态，完成循环过程。
六、热力学第二定律 热力学第二定律：
例五（4313）答案 B对 作业：3.8 3.9 3cle) 1．循环过程：
物质系统经历一系列的变化过程又回到
初始状态，这样的周而复始的变化过程称 为循环过程，或简称为循环。 2．热机(Heat Engine)
4、理想气体最重要的四个等值过程的功 ① 等温 T = 常数
② 绝热
③ 等压 P = 常数 ④ 等容 V = 常数
三、热量
1、特点：过程量 （不同的过程有不同的热 量表达式即有不同的摩尔热容量）
2、正负号规定：系统从外界吸热取正值，否 则取负值。
3、摩尔热容量C：一摩尔物质温度升高一K 时系统从外界吸收的热量。
（1）B点处的压强 （2）在此过程中气体对外作的功
例一（4694）图
例一（4694）解答 （1）等温线 斜率
绝热线
斜率
由题意有
（2）
例二（5078）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 作用与活塞杆上，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
卡诺循环过程： （1）1→2，等温膨胀
吸收：
（2）2→3，工作物质和高温热源分开 是绝热膨胀过程，温度下降，对外做功
（3）3→4，物质和低温热源接触，等温压缩 过程，外界对气体做功，气体向低温热源放 热，其热量为：
（4）4→1，物质和低温热源分开，经一绝热 压缩过程回到原来状态，完成循环过程。
六、热力学第二定律 热力学第二定律：
《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
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
热学课件
第一章
§1-1 §1-2 §1-3 §1-4
温度
平衡态 状态参量 热力学第零定律和温度 温标的建立 理想气体状态方程
一、平衡态 1、经验表明，一个孤立系统经过足够长的时间，将会达到这样一
种状态，系统将趋于均匀，各种宏观性质在长时间内不再发生变 化，这种状态称为热力学平衡态，不符合以上条件的状态称为非 平衡态．
二、温度的概念
为了表征“同一热平衡状态的所有系统具有的相同的 宏观性质”，引入了温度这个物理量。 1、 温度的概念：描述处于同一热平衡状态的所有系统具有相 同宏观性质的物理量。 温度决定一系统是否与其它系统处于热平衡的物理量。它 的基本特征在于一切互为热平衡的系统都具有相同的温度值。
2、说明
1）温度概念的建立基于热力学第零定律。 2）为制造温度计和判断温度的高低提供理论根据。 3）温度决定于系统内部热运动状态，是宏观状态函数。 4）物体的冷热程度，微观上反映热运动的剧烈程度。 1 2 3 K mv kT 2 2 5）温度是不可加量——强度量。
p pi — 条件：理想气体等温等容混合
i 1
n
2、混合理想气体的状态方程
由：piV Mi
i
RT , 得 Mi ) RT pV nRT
（ pi）V (
i i
i
n
Mi
i
由：piV
Mi
i
RT , 得 Mi ) RT pV nRT
（ pi）V (
1 V V T p
1 p p T V
1 V T V p
T
③用统计物理理论导出.
二、理想气体及其状态方程
1、理想气体状态方程 通过实验，作出pv/T－p的关系曲线， 如图1.10（a）、(b)。v为摩尔体积。 结论：理想气体满足 pv R或 pv RT
§1-1 §1-2 §1-3 §1-4
温度
平衡态 状态参量 热力学第零定律和温度 温标的建立 理想气体状态方程
一、平衡态 1、经验表明，一个孤立系统经过足够长的时间，将会达到这样一
种状态，系统将趋于均匀，各种宏观性质在长时间内不再发生变 化，这种状态称为热力学平衡态，不符合以上条件的状态称为非 平衡态．
二、温度的概念
为了表征“同一热平衡状态的所有系统具有的相同的 宏观性质”，引入了温度这个物理量。 1、 温度的概念：描述处于同一热平衡状态的所有系统具有相 同宏观性质的物理量。 温度决定一系统是否与其它系统处于热平衡的物理量。它 的基本特征在于一切互为热平衡的系统都具有相同的温度值。
2、说明
1）温度概念的建立基于热力学第零定律。 2）为制造温度计和判断温度的高低提供理论根据。 3）温度决定于系统内部热运动状态，是宏观状态函数。 4）物体的冷热程度，微观上反映热运动的剧烈程度。 1 2 3 K mv kT 2 2 5）温度是不可加量——强度量。
p pi — 条件：理想气体等温等容混合
i 1
n
2、混合理想气体的状态方程
由：piV Mi
i
RT , 得 Mi ) RT pV nRT
（ pi）V (
i i
i
n
Mi
i
由：piV
Mi
i
RT , 得 Mi ) RT pV nRT
（ pi）V (
1 V V T p
1 p p T V
1 V T V p
T
③用统计物理理论导出.
二、理想气体及其状态方程
1、理想气体状态方程 通过实验，作出pv/T－p的关系曲线， 如图1.10（a）、(b)。v为摩尔体积。 结论：理想气体满足 pv R或 pv RT
高中热力学定律ppt课件
⑷热力学第三定律
不可能通过有限的过程把一个物体冷却 到绝对零度.
或 绝对零度不可能达到
6.能源和可持续发展
⑴能量耗散和品质降低
①没有办法把流散到周围环境的内能重 新收集起来加以利用,这种现象叫做能量的耗 散.
机械能、电能、化学能等都是集中度较 高并且有序度较高的能量,它们变为内能后, 就成为更加分散并且无序度更大的能量.
⑷第二类永动机不可能制成
能从单一热源吸收热量,使之完全变 为有用的功而不产生其他影响的热机叫 做第二类永动机.
第二类永动机虽然不违反热力学第一 定律,但是违反了热力学第二定律,所以是 不可能制成的.
5.热力学第二定律的微观解释
热力学第二定律的微观解释
一切自然过程总是沿着 分子热运动的无序性增大 的方向进行.
⑶熵
①系统宏观态所对应的微观态的多少表征了系 统宏观态的无序程度,该无序程度决定着宏观过程 的演变方向.
②若用Ω表示系统一个宏观态所对应的微观态 的数目,则Ω就是该系统分子运动无序性的量度.用S 表示熵,定义
S=klnΩ 式中k是玻尔兹曼常数.
熵S也是系统分子运动无序性的量度.熵较大的 宏观态就是无序程度较大的宏观态.
③内能在两个状态间的改变﹙差值﹚等 于外界在绝热过程中对系统所做的功，即 ΔU=W ﹙做功过程与内能的关系﹚.
2.热和内能
⑴热传递
①没有做功而使物体内能改变的物理过程 叫做热传递.
②热传递发生的条件 : ΔT≠0;热传递过程中, 热量从高温物体传递到低温物体.
③热传递的三种方式 : 传导 对流
辐射
W Q
任何一部热机都包含三个部分 : 高温热库,如蒸汽机的锅炉,内燃机的汽缸; 工作部分, 低温热库,如冷凝器﹙尾喷管,大气等﹚.
高中物理热学第一章优秀课件
现象
对方的Βιβλιοθήκη 浓度有影响扩散快慢的因素：温度越高，扩散现 关
象越明显
扩散现象的意义：
①直接说明了分子在永不停息的无规则运动
②分子间存在空隙
2.布朗运动
布朗, 英国的一位植物学家。 1827年，布朗用显微镜观察植 物的花粉微粒悬浮在静止水面 上的形态时，却惊奇地发现这 些花粉微粒在不停地作无规那 么运动。
数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素
决定.
3、改变内能的两种方式：做功和热传递。 4、一般的物体具有内能还会具有机械能，两者没有内 在的而必然联系。但一定条件下可以相互转换，例如 摩擦生热。
温度内能和热量的区别
项目
分子动理论 观点
表达方式
存在形 式
关系
物体的冷 热程度
所有分子， 其分子动能 和分子势能 的和
(3)由于气体是由数量极多的分子组成，这些分子并 没有统一的步调.单独看来，各个分子的运动都是不 规那么的，带有偶然性；但总体来看，大量分子的 运动遵守统计规律.
(4)分子沿各个方向运动的时机相等
特别提醒 单个或少量分子的运动是“个别行为〞， 具有不确定性.大量分子的运动是“集体行为〞，具有 规律性即遵守统计规律.
3
32 6
分子直径 d 3 6V π
气体
立方体模型
V d 3〔d为立方体的边长〕
分子间的 平均距离
d 3 V
二、阿伏伽德罗常量
1、定义： 1 mol的任何物质都含有相同的分子 个数，这个数就叫阿伏加德罗常量。
N A 6.02 10 23 mol 1
微观 NA
桥梁
宏观
2.阿伏加德罗常量意义
微观 NA
三颗微粒每隔 30秒位置的连 线图
《热学知识点》PPT课件
•
热力学第一定律是跟热现象有关的能量守恒定律，作为一种
思想方法，较多地应用于力学与热学的综合题中，如机械能与气
体内能的转化问题等，应注意培养学生的综合分析能力。
3
4
• 三、复习要点
• （一）分子动理论
•
1. 分子动理论与其实验基础
• （1）分子动理论三个基本观点：物质是由大量分子 组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子之间存 在着相互作用力（斥力和引力）。
r0时分子势能EP=0。
14
• 的P=势0。[能例，5] 当用rr=表（r0示时两）两个分分子子间间斥的力距等离于，引E力p表，示设两两个分分子子相间距相很互远作时用E
• （A）当r>r0时，Ep随r的增大而增加 • （B）当r＜r0时，Ep随r的减小而增加 • （C）当r＞r0时，Ep不随r改变 • （D）当r=r0时，Ep=0
内容
要求
42.物质是由大量分子组成的，分子的热
I
运动、布朗运动、分子间的相互作用力。
43.分子热运动的动能，温度是物体分子
I
热运动平均动能的标志，物体分子间的
相互作用势能，物体的内能。
44.做功和热传递是改变物体内能的两种
I
方式，热量，能量守恒定律。
45.热力学第一定律。
I
46.热力学第二定律。
I
47.永动机不可能。
这种反映大量个别偶然事件整体性质的规律叫
做统计规律，对大量分子的运动情况进行记录、
整理、计算和分析，用统计平均值来反映分子
集体中所有分子的共性（统计规律），再由此
建立跟宏观量的联系，这就是热学研究中的主
要方法——统计方法。
• 统计方法的研究对象是大量分子。
(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
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
高中物理热学课件2023
高中物理热学课件2023引言：高中物理热学是学生在物理学习中的重要组成部分。
本课件将为同学们介绍热学的基本概念、热传导、热膨胀、热功和理想气体等内容，帮助同学们更好地理解和掌握热学知识。
一、热学的基本概念1.1 温度与热量1.2 热平衡与热传递1.3 单位热量的计量二、热传导2.1 热传导的基本原理2.2 导热系数的概念和计算2.3 热传导的应用三、热膨胀3.1 热膨胀的现象及原理3.2 线膨胀和体膨胀的计算3.3 热膨胀的应用四、热功4.1 热功的定义和计算4.2 等温过程和绝热过程4.3 理想气体的热功五、理想气体5.1 理想气体的基本特性5.2 理想气体状态方程的推导和应用5.3 理想气体的等温过程和绝热过程结论：通过学习本课件，同学们对于高中物理热学的基本概念、热传导、热膨胀、热功和理想气体有了更深入的了解。
这些知识将为同学们打下坚实的基础，为将来的学习和应用提供帮助。
希望同学们通过学习和练习加深对热学知识的理解，提高物理学习的成绩。
同时，希望同学们在学习物理的过程中保持好奇心和探索精神，发现物理学的魅力和应用前景，为追求科学知识和未来的发展铺平道路。
致谢：感谢同学们对本课件的认真学习和配合，也感谢老师们的辛勤付出和指导。
学习是一项长期而艰苦的过程，但只要我们坚持不懈，就一定能够取得好的成果。
希望同学们在今后的学习和工作中能够继续保持对物理学的兴趣和热爱，为推动科学发展作出贡献。
参考文献：1. 张华. 高中物理. 北京：人民教育出版社，2020.2. 李宇星. 热学基础. 北京：高等教育出版社，2018.3. 王明明. 热学实验与探究. 北京：科学出版社，2019.。
《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
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
人教版高中物理课件第十章热力学定律10.1功和内能课件
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14
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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15
05年全国卷Ⅲ19.
精选ppt
6
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。
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7
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。
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3
一、焦耳的实验(Joule experiment)
焦耳实验揭示了热量与功之间确 定的当量关系（１卡＝4.186焦耳）， 表明机械运动或电磁运动与热运动之 间是可以相互转化的．它启迪人们继 续发现了各种物质运动之间的相互转 化关系，为能量转化和守恒定律的建 立奠定了基础．
焦耳在做热功当量实验
功和内能
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1
引入：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？
精选ppt
2
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
高中物理热学 PPT
1－2.下列关于布朗运动的说法，正确的是( ) A．布朗运动是液体分子的无规则运动 B．液体温度越高，悬浮粒子越大，布朗运动越剧烈 C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作 用的不平衡引起的
1－3.关于分子间的作用力，下列说法中错误的是(r0为分子 平衡位置之间的距离)( )
4．分子的两种模型 (1)球体模型直径 d＝ 3 6πV0.(常用于固体和液体) (2)立方体模型边长 d＝ 3 V0.(常用于气体) 对于气体分子，d＝3 V0的值并非气体分子的大小，而是两 个相邻的气体分子之间的平均距离．
即时应用 1 某种物质的摩尔质量为 M，密度为 ρ，阿伏伽 德罗常数为 NA，则关于该物质的说法中，不．正确的是( ) A．分子的质量是 M/NA B．单位体积内分子的个数是 ρNA/M C．分子的体积一定是 M/(ρNA) D．平均每个分子占据的空间是 M/(ρNA)
要点
一、宏观量与微观量及相互关系 1．微观量：分子体积 V0、分子直径 d、分子质量 m0. 2．宏观量：物体的体积 V、摩尔体积 Vm，物体的质量 m、 摩尔质量 M、物体的密度 ρ. 3．关系 (1)分子的质量：m0＝NMA＝ρNVAm. (2)分子的体积：V0＝VNmA＝ρMNA.(仅适于固体和液体) (3)物体所含的分子数： n＝VVm·NA＝ρmVm·NA 或 n＝Mm·NA＝ρMV·NA.
3．布朗运动和分子热运动的比较
即时应用2 下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，错误 的是( ) A．扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无 规则运动 B．扩散现象与布朗运动没有本质的区别 C．扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出 说明了分子运动的无规则性规律 D．扩散现象和布朗运动都与温度有关
2024年高中“热学”课件
2024年高中“热学”课件一、教学内容本课件基于高中物理教材《热学》章节进行展开，详细内容包括：热学基本概念、热力学第一定律、热力学第二定律、气体动理论、温度与热量、热容与比热容、热膨胀、热传递等。
二、教学目标1. 让学生掌握热学基本概念，理解热力学定律，并能够运用这些知识解决实际问题。
2. 培养学生运用气体动理论分析宏观热现象的能力。
3. 使学生了解温度、热量、热容等概念在实际生活中的应用，提高学生的实践能力。
三、教学难点与重点难点：热力学第二定律的理解，气体动理论的应用。
重点：热力学第一定律，温度与热量、热容的关系。
四、教具与学具准备1. 教具：温度计、气压计、热水壶、气体定律实验装置等。
2. 学具：计算器、笔记本、教材、练习册等。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过现场演示热水壶加热过程，引导学生思考热学现象。
2. 知识讲解：（1）热学基本概念：温度、热量、热容等；（2）热力学第一定律：能量守恒；（3）热力学第二定律：熵增原理；（4）气体动理论：分子运动论。
3. 例题讲解：以实际例题讲解热力学第一、第二定律的应用。
4. 随堂练习：针对所学知识，设计相关习题，巩固知识点。
六、板书设计1. 热学基本概念：温度、热量、热容等；2. 热力学第一定律：能量守恒；3. 热力学第二定律：熵增原理；4. 气体动理论：分子运动论。
七、作业设计1. 作业题目：（1）解释热力学第一定律的含义，并举例说明；（2）简述热力学第二定律，并解释其在生活中的应用；2. 答案：（1）热力学第一定律：能量守恒，例如：一个封闭系统内，热量和功的代数和为零；（2）热力学第二定律：在自发过程中，总熵不会减少，例如：热量不能自发地从低温物体传到高温物体；（3）冬天呼出的白气：呼出的水蒸气遇到冷空气，温度降低，水蒸气凝结成小水滴，形成白气；热水瓶塞跳起：热水瓶内气体受热膨胀，压力增大，推动瓶塞跳起。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对热力学第一、第二定律的理解程度，以及对气体动理论的应用能力。
高中物理第3章热力学基础第1节内能功热量课件粤教版
●教学地位 本节从演示实验出发，最终得出做功与系统内能变化之间 的关系．两个实验都是在绝热条件下完成的，都达到了使系统 内能发生改变的共同结果．本节的重点和难点在于：根据绝热 过程中做功的数量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.
(教师用书独具)
●新课导入建议 用打气筒给车胎打气，打完气后发现打气筒壁烫手；冬 天，太阳能热水器在阳光的照射下，可以给我们提供热水来洗 澡；冬天靠近暖气片，即使不接触也会感觉到温暖……这些都 说明热量在传递．
教 学 目 标 分 析 教 学 方 案 设 计 课 前 自 主 导 学
课 堂 互 动 探 究 当 堂 双 基 达 标
课 后 知 能 检 测
第一节
内能
功
热量
(教师用书独具)
●课标要求 1．知道热传递的实质． 2．知道做功和传热是改变内能的两种方式． 3．体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义．
●课标解读 1．从热力学角度认识内能的概念． 2．理解做功和内能改变的数量关系． 3．知道内能和功的单位是相同的．
2．思考判断 (1)做功和热传递的实质是相同的．(×) (2)做功和热传递在改变物体内能上是等效的．(√) (3)做功和热传递是对同一过程中的两种说法．(×)
3．探究交流 “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”的道理吗？ 【提示】 钻木取火应用了摩擦生热的原理，即用做功的
【解析】
根据功是能量转化的量度，对外做了多少功，
就意味着转化了多少能量．该过程中，对外做功，系统与外界 又没有热量交换，故系统的内能减少，温度降低，温度计示数 变小，选项C正确．
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。
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。
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图 14-1-1
2019/5/17
解析：分子间距等于r0时分子势能最小，即r1=r2.当r小于 r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现 为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错BC对．在r 由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D 错误．
2019/5/17
二、气体状态与内能的变化
D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部
分
2019/5/17
本题的难点是什么是自由膨胀，它是一个特殊的过 程，气体自由膨胀时不受任何阻力，也没和别的物 质接触，所以对外界不做功．
解析：气体分子永不停息做无规则运动，故A错；自由 膨胀后，气体对外做功W=0，容器绝热，其热传递能量 Q=0，由热力学第一定律可知，其内能不变，但由于膨 胀，压强减小，所以B错，C正确；涉及热现象的宏观 过程都具有方向性，故D错．答案为C。
2019/5/17
本 专 题 属 于 ⅠB 模 块 ， 在 高 考 中 属 于 自 选 综 合 科 目．主要讲述分子动理论、气体和热力学定律的相关基础 知识．近年来，命题的热点集中在分子热运动、估算分子 大小和数目、内能及其变化、有关气体实验定律和理想气 体状态方程的应用等．高考题型有选择题、填空题、实验 和计算题形式，难度中等． 本专题复习中要熟练掌握以下几点：(1)分子动理论的基 础知识；(2)用油膜法估测分子的大小；(3)物体的内能、 热与功的相关概念及热力学第一定律；(4)气体实验定律 和热力学定律的综合性问题．复习时要加深对气体参量与 力学2019部/5/17分关系的理解与应用，特别是求气体的压强．
2019/5/17
本题考查阿伏加德罗常数的应用，解答时先要算出1kg 水总的分子数，再计算。
m 1kg水的分子N= M NA ,1cm2的分子数n=N
S S0
=7 × 106,其中S0=4π R2。故选B
2019/5/17
本题通过计算1kg水的分子个数，体现固体、液 体分子可看成紧密排列，忽略分子间空隙，而气 体不行，分子间距较大．对于固体、液体分子大 小时常采用球模型，而气体采用立方体模型．
0
(1)现对活塞施以水平向左的推力F，活塞与气缸无相对 滑动时，气缸内气体的压强为多大？ (2)若气缸固定不动，其他条件不变，则活塞的速度最 大时，气缸内气体的压强为多大？
2019/5/17
图1431
我们应以活塞为受力分析的研究对象，气缸内气体对活 塞的压力是其中之一，然后运用牛顿运动定律与压强的 定义进行求解。
例2、用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分， A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如 图1421①)．现把隔板抽去，A中的气体
自动充满整个容器(如图1421②)，这个 过程称为气体的自由膨胀．下列说法正确 的是( )
2019/5/17
图 14-1-2
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动 B．自由膨胀前后，气体的压强不变 C．自由膨胀前后，气体的温度不变
解析：由能量守恒，△E=Q+W=200J+800J=600J， 内能增加600J，则温度一定升高。
2019/5/17
(2009·江苏)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持 不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的 是( ) A．气体分子间的作用力增大 B．气体分子的平均速率增大 C．气体分子的平均动能减小 D．气体组成的系统的熵增加
2019/5/17
(2010·广东)图14-2-2是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气
体，对缸内气体做功800J，同时气体J
B．温度升高，内能减少200J
C．温度降低，内能增加600J
D．温度降低，内能减少200J
图1422
2019/5/17
体的压强为p1，则： 活塞：p1S=F+p0S，求得：p1=p0+
一、分子动理论问题
例 1 、 (2010 湖 北 武 汉 模 拟 ) 已 知 地 球 的 半 径 为 6.4× 103km，水的摩尔质量为1.8×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常 数为6.02×1023 mol，设想将1kg水均匀地分布在地球表面， 估算1cm2的地球表面上分布的水分子数目约为( ) A．7×103个 B．7×103个 C．7×1010个 D． 7× 1012个
2019/5/17
气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，内能不变， 气体分子的平均动能不变，B、C错误；上升时压强减小， 气体分子间的作用力减小，故A错误；体积增大无序性增加， D对．
2019/5/17
三、气体压强的理解与计算
例3、如图14-3-1所示，在光滑的水平面上放一质量为M，
内外壁均光滑的气缸，活塞质量为m，横截面积为S，外 界大气压为P ，求
2019/5/17
若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸 气的摩尔体积，r表示在标准状态下水蒸气的密度， NA为阿伏加德罗常数，m、D分别表示每个水分子 的质量和体积，下面是四个关系式：
1
NA
V
m
3 m NA
2
N A
4 V NA
2019/5/17
其中正确的是：（ ） A.①和② B．①和③ C．②和④ D．①和④
解析：(1)设稳定时气体与活塞具有共同的加速度a向左匀速
运动，此时气缸内气体的压强为p，对气缸和活塞分别受力 分析，如下图所示，由牛顿第二定律列式得：
2019/5/17
气缸：pS-p0S=Ma ① 活塞：F+p0S-pS=ma ② 由①②两式求解得：p=p0+
MF (M m)S
(2)活塞的速度最大时，加速度为零，设此时气缸内气
解析：气体分子间距离远大于分子大小，所以气 体的体积远大于所有气体分子体积之和，所以② 和④两式错误，①和③正确．选B
2019/5/17
(2010·全国Ⅰ)图1411为两分子系统的势能Ep与两分子 间距离r的关系曲线．下列说法正确的是( )
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 C．当r等于r2时，分子间的作用力为零 D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的 作用力做负功
2019/5/17
解析：分子间距等于r0时分子势能最小，即r1=r2.当r小于 r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现 为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错BC对．在r 由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D 错误．
2019/5/17
二、气体状态与内能的变化
D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部
分
2019/5/17
本题的难点是什么是自由膨胀，它是一个特殊的过 程，气体自由膨胀时不受任何阻力，也没和别的物 质接触，所以对外界不做功．
解析：气体分子永不停息做无规则运动，故A错；自由 膨胀后，气体对外做功W=0，容器绝热，其热传递能量 Q=0，由热力学第一定律可知，其内能不变，但由于膨 胀，压强减小，所以B错，C正确；涉及热现象的宏观 过程都具有方向性，故D错．答案为C。
2019/5/17
本 专 题 属 于 ⅠB 模 块 ， 在 高 考 中 属 于 自 选 综 合 科 目．主要讲述分子动理论、气体和热力学定律的相关基础 知识．近年来，命题的热点集中在分子热运动、估算分子 大小和数目、内能及其变化、有关气体实验定律和理想气 体状态方程的应用等．高考题型有选择题、填空题、实验 和计算题形式，难度中等． 本专题复习中要熟练掌握以下几点：(1)分子动理论的基 础知识；(2)用油膜法估测分子的大小；(3)物体的内能、 热与功的相关概念及热力学第一定律；(4)气体实验定律 和热力学定律的综合性问题．复习时要加深对气体参量与 力学2019部/5/17分关系的理解与应用，特别是求气体的压强．
2019/5/17
本题考查阿伏加德罗常数的应用，解答时先要算出1kg 水总的分子数，再计算。
m 1kg水的分子N= M NA ,1cm2的分子数n=N
S S0
=7 × 106,其中S0=4π R2。故选B
2019/5/17
本题通过计算1kg水的分子个数，体现固体、液 体分子可看成紧密排列，忽略分子间空隙，而气 体不行，分子间距较大．对于固体、液体分子大 小时常采用球模型，而气体采用立方体模型．
0
(1)现对活塞施以水平向左的推力F，活塞与气缸无相对 滑动时，气缸内气体的压强为多大？ (2)若气缸固定不动，其他条件不变，则活塞的速度最 大时，气缸内气体的压强为多大？
2019/5/17
图1431
我们应以活塞为受力分析的研究对象，气缸内气体对活 塞的压力是其中之一，然后运用牛顿运动定律与压强的 定义进行求解。
例2、用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分， A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如 图1421①)．现把隔板抽去，A中的气体
自动充满整个容器(如图1421②)，这个 过程称为气体的自由膨胀．下列说法正确 的是( )
2019/5/17
图 14-1-2
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动 B．自由膨胀前后，气体的压强不变 C．自由膨胀前后，气体的温度不变
解析：由能量守恒，△E=Q+W=200J+800J=600J， 内能增加600J，则温度一定升高。
2019/5/17
(2009·江苏)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持 不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的 是( ) A．气体分子间的作用力增大 B．气体分子的平均速率增大 C．气体分子的平均动能减小 D．气体组成的系统的熵增加
2019/5/17
(2010·广东)图14-2-2是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气
体，对缸内气体做功800J，同时气体J
B．温度升高，内能减少200J
C．温度降低，内能增加600J
D．温度降低，内能减少200J
图1422
2019/5/17
体的压强为p1，则： 活塞：p1S=F+p0S，求得：p1=p0+
一、分子动理论问题
例 1 、 (2010 湖 北 武 汉 模 拟 ) 已 知 地 球 的 半 径 为 6.4× 103km，水的摩尔质量为1.8×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常 数为6.02×1023 mol，设想将1kg水均匀地分布在地球表面， 估算1cm2的地球表面上分布的水分子数目约为( ) A．7×103个 B．7×103个 C．7×1010个 D． 7× 1012个
2019/5/17
气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，内能不变， 气体分子的平均动能不变，B、C错误；上升时压强减小， 气体分子间的作用力减小，故A错误；体积增大无序性增加， D对．
2019/5/17
三、气体压强的理解与计算
例3、如图14-3-1所示，在光滑的水平面上放一质量为M，
内外壁均光滑的气缸，活塞质量为m，横截面积为S，外 界大气压为P ，求
2019/5/17
若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸 气的摩尔体积，r表示在标准状态下水蒸气的密度， NA为阿伏加德罗常数，m、D分别表示每个水分子 的质量和体积，下面是四个关系式：
1
NA
V
m
3 m NA
2
N A
4 V NA
2019/5/17
其中正确的是：（ ） A.①和② B．①和③ C．②和④ D．①和④
解析：(1)设稳定时气体与活塞具有共同的加速度a向左匀速
运动，此时气缸内气体的压强为p，对气缸和活塞分别受力 分析，如下图所示，由牛顿第二定律列式得：
2019/5/17
气缸：pS-p0S=Ma ① 活塞：F+p0S-pS=ma ② 由①②两式求解得：p=p0+
MF (M m)S
(2)活塞的速度最大时，加速度为零，设此时气缸内气
解析：气体分子间距离远大于分子大小，所以气 体的体积远大于所有气体分子体积之和，所以② 和④两式错误，①和③正确．选B
2019/5/17
(2010·全国Ⅰ)图1411为两分子系统的势能Ep与两分子 间距离r的关系曲线．下列说法正确的是( )
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 C．当r等于r2时，分子间的作用力为零 D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的 作用力做负功