人教版高中物理选修3-3课件《10.1热力学定律》

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 化较大时,才对应着做功较多。
当堂检测
1.英国物理学家焦耳的主要贡献有( ) A.发现了电流通过导体产生热量的定律,即焦耳定律 B.测量了热和机械功之间的关系——热功当量 C.第一次计算了气体分子的速度 D.与 W.汤姆孙合作研究了气体自由膨胀降温的实验 答案:ABCD
2.焦耳的热功当量实验和电流热效应给水加热的实验中做功的方 式相同吗?你能得出什么结论?
答案:不同。在各种不同的绝热过程中,系统内能的改变与做功方式 无关,仅与做功多少有关。
迁移与应用
采用绝热的方式使一定量的气体由初状态 A 变化至末状态 B。对 于不同的绝热方式,下列说法正确的是( )
A.对气体所做的功不同 B.对气体所做的功相同 C.对气体不做功,因为没有能量的传递 D.以上三种说法都不对 答案:B 解析:对于一定质量的气体,不管采用任何一种绝热方式由状态 A 变化到状态 B,都是绝热过程。在这一过程中,气体在初状态 A 有一确定 的内能 UA,在状态 B 有另一确定的内能 UB,由绝热过程中 ΔU=UB-UA=W 知,W 为恒量,所以 B 正确。
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
第十章 热力学定律
第 1 节 功和内能
课前预习导学
目标导航
学习目标 1.了解焦耳的实验相关内容。 2.能说出在绝热环境中,做功与内能变化的 关系。 3.会解释关于做功与内能变化关系的生活 中的问题。
重点难点
重点:做功与内能变化的关系(绝 热过程)。 难点:功与内能的区别及联系。
2.在绝热过程中,外界压缩气体做功 20 J,下列说法中正确的是( ) A.气体内能一定增加 20 J B.气体内能增加必定小于 20 J C.气体内能增加可能小于 20 J D.气Байду номын сангаас内能可能不变 答案:A 解析:做功的过程是能量转化的过程,在绝热过程中,做多少功,内能就增 加多少,所以 A 正确。
功和内能的关系
活动与探究
1.观察压缩空气引火器的构造,然后取一小块干燥硝化棉,用镊子 拉得疏松一些,放入玻璃筒底。将活塞涂上少许蓖麻油(起润滑和密封作 用),放入玻璃筒的上口。迅速压下活塞,可看到什么现象?实验现象说明 了什么?
答案:可以看到硝化棉燃烧。实验现象说明压缩空气做功,使空气内 能增大,温度升高引起硝化棉燃烧。
二、功和内能
1.功与系统内能改变的关系: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。在绝热过程中,内能的增量就 等于外界对系统做的功,即 ΔU=U2-U1=W。 (2)系统对外界做功,系统的内能减少。在绝热过程中,系统对外界做 多少功,内能就减少多少,即 W=-ΔU。 2.在绝热过程中,功是系统内能转化的量度。
预习导引
一、焦耳的实验
1.实验目的:精确地测定做功和热传递对于系统的影响,以及功和 热量的相互关系。
2.焦耳的两个最具代表性的实验:一个是让重物下落带动叶片搅拌 容器中的水,引起水温上升;另一个是通过电流的热效应给水加热。
3.绝热过程:不从外界吸热,也不向外界放热的过程叫做绝热过程。 4.结论:要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的多少只由过 程的始末两个状态决定,而与做功的方式无关。
预习交流
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。
课堂合作探究
问题导学
1.内能及内能的变化 (1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。因此物体 的内能是一个状态量。 (2)当物体温度变化时,分子的平均动能变化;物体的体积变化时,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.下列实例中,属于做功来增加物体内能的是( ) A.铁棒放在炉子里被烧红 B.锯条锯木头时会发热 C.钻木取火 D.冬天在阳光下取暖 答案:BC 解析:A、D 属于热传递,锯条锯木头与钻木取火时都会做功从而使物体 的内能增加。
4.气体在等压变化中( ) A.一定对外界做功 B.外界一定对气体做正功 C.若温度升高,一定对外界做正功 D.可能既不对外界做功,外界也不对气体做功 答案:C 解析:在等压变化过程中,若温度升高,则气体的体积增大,即气体膨胀对 外界做功,C 正确,B 错误;若温度降低,则气体体积减小,即外界压缩气体 对气体做功,A 错误;在等压变化中,气体体积一定变化,所以要么外界对 气体做功,要么气体对外界做功,D 错误。