2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第3章热力学定律3.1功、热和内能的改变(4)课件

功、热和内能的改变\n知识回顾什么叫内能？与哪些因素有关？质量、温度相同的物体,内能必定相等对吗？\n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\n试解释这个实验说明了什么？\n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.\n焦耳热功当量实验装置—电功\n一、绝热过程焦耳的实验说明什么问题？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\n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\n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)\n焦耳的贡献主要有三个方面:①首先研究了电流的热效应,指出导体中一定时间所生成的热量与导体的电阻及电流平方之积成正比.由于不久楞次也独立地发现了同样的规律,所以被称为焦耳——楞次定律②从1840~1879年用了近40年的时间钻研和测定了热量与机械功的当量关系,最后得到的热功当量数值是1卡=4.2焦耳.焦耳的实验工作以大量确凿的证据否定了热质说,为能量守恒与转化定律奠定了实验基础,因此焦耳是能量守恒与转化定律的发现者之一.③为了研究气体的内能,焦耳于1845年做了焦耳气体自由膨胀实验.发现一般气体的内能是温度和体积的函数,而理想气体的内能仅仅是温度的函数,与体积无关.为了纪念焦耳对科学发展的贡献,国际计量大会将能量、功、热量的单位命名为焦耳.\n例1.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是()A．迅速向里推活塞B．迅速向外拉活塞C．缓慢向里推活塞D．缓慢向外拉活塞A练习1.一个物体以较大的初速度沿粗糙的斜面向上滑行,在物体上滑的过程中,物体内分子的平均动能将,物体的机械能将,物体的内能将.(填“增大”“不变”或“减小”)增大、减小、增大\n例2.一定质量的气体封闭在绝热的气缸内.当用活塞压缩气体时．一定增大的物理量为：①气体的压强；②气体的密度；③气体的内能；④气体的分子势能.其中正确的是()A．①②B．①②③C．①④D．②③④B例3.斜面的高度是0.6m,倾角是37°.质量是1kg的物体由斜面的顶端滑到底端,已知动摩擦因数是0.25、g=10m/s2,则在这过程中系统内能的增量是()A．2JB．4JC．6JD．8JA\n练习2.气缸中气体的压强为4×105Pa,活塞的面积是40cm2,气体做等压膨胀,推动活塞移动了20cm,求气体做了多少功?320J例4.雨滴从400m高处由静止下落,设它受到的平均阻力为重力的0.7倍,雨滴在整个落地过程中所产生的热能有30％为其吸收,则落地时雨滴温度升高了多少度?(g＝10m/s2,水的比热容C＝4.2×103J/(kg·℃))0.2℃练习3.从100ｍ高空由静止开始下落的水滴,在下落的整个过程中,假定有50%的动能转化为水滴的内能,则水滴温度升高多少？(水的比热c=4.2J/g.℃)0.12℃\n二、内能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△U＝U2－U1△U＝W\n1.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D练习巩固\n2.一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（）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D\n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\n为什么会呈现雾状？