高中物理第十章热力学定律第一节功和内能.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 功和内能,第1页,知识回顾,2.,什么叫内能？与哪些原因相关？,3.,质量、温度相同物体，内能必定相等 对吗？,1.,（机械）功两个不可缺乏原因是什么？,电流做功与哪些原因相关？,第2页,物体内能与温度和体积关系,温度变时分子动能变，体积变时分子势能变，所以物体内能决定于它温度和体积，不过这句话却不能作为判断两物体内能大小依据。如两物体温度和体积均相同，而内能却没有确定关系。再如，,0,O,C,冰熔化成,O,C,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，所增加只是分子势能,第3页,结论：,做功使得物体（密闭气体）温度升高,第4页,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告了电流经过导体产生热量定律，即焦耳定律。焦耳测量了热与机械功之间当量关系,热功当量，为热力学第一定律和能量守恒定律建立奠定了试验基础。,一、焦耳试验,系统只因为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，这么过程叫,绝热过程,绝热过程：,焦耳试验是一个需要在绝热过程中完成试验,第5页,焦耳二个代表性试验：,焦耳热功当量试验装置,机械功,试验结论：只要重力所做功相同，容器内水温上升数值都是相同，即系统状态改变是相同。,第6页,焦耳二个代表性试验：,焦耳热功当量试验装置,电功,试验结论：只要所做电功相等，则系统温度上升数值是相同，即系统状态改变是相同。,第7页,从焦耳试验中能够得出什么结论？,1.,在各种不一样绝热过程中，系统状态改变与,做功方式,无关，仅与,做功数量,相关。,2.,测出了热功当量（热与机械功之间当量关系），为热力学第一定律和能量守恒定律建立奠定了试验基础。,第8页,在热力学系统绝热过程中，外界对系统所做功仅由过程,始末两个状态,决定，不依赖于做功,详细过程和方式,。,类比思索：哪些力做功仅由物体起点和终点两个位置决定，与物体运动路径无关？,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）,第9页,在热力学系统绝热过程中，外界对系统所做功仅由过程,始末两个状态,决定，不依赖于做功,详细过程和方式,。,功是能量转化量度,内能,U,：只依赖于系统本身状态物理量,内能与状态参量温度、体积相关，即由它状态决定,内能增加量,U,U,2,U,1,等于外界对系统所做功,U,W,二、内能,第10页,展现雾状,1.,系统指是什么？,试验研究对象是瓶中气体与打气筒中气体，那么我们系统也就是这二部分气体。,2.,出现了什么现象？,3.,为何会展现雾状？,第11页,为何会展现雾状？,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。看到雾状物原因在于，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能降低，温度下降，水蒸汽（或酒精蒸气）有一部分被液化成小液滴,第12页,小结,1,、焦耳热功当量试验,2,、绝热过程,3,、物体内能宏观描述,4,、绝热过程中作功和内能关系,第13页,1.,以下说法正确是（）,A,分子动能与分子势能和叫做这个分子内能,B,物体分子势能由物体温度和体积决定,C,物体速度增大时，物体内能增大,D,物体内能减小时，物体温度可能增加,D,练习巩固,第14页,2.,一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体机械能和内能改变，以下判断中正确是（）,A,物体机械能和内能都不变,B,物体机械能降低，内能不变,C,物体机械能增加，内能增加,D,物体机械能降低，内能增加,D,第15页,如图所表示,绝热含有一定质量活塞,活塞上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁摩擦忽略不计,置于真空中轻弹簧一端固定于理想气体容器底部,.,另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧弹性势能为,E,P,(,弹簧处于自然长度时弹性势能为零,),现绳突然断开,弹簧推进活塞向上运动,经过屡次往复运动后活塞静止,气体到达平衡态,经过此过程,（）,A,E,P,全部转换为气体内能,B.E,P,一部分转换成活塞重力势能,其余部分仍,为弹簧弹性势能,C,E,P,全部转换成活塞重力势能和气体内能,D,E,P,一部分转换成活塞重力势能,一部分转换,为气体内能,其余部分仍为弹簧弹性势能,04,年全国理综,17,理想气体,D,第16页,05,年全国卷,19.,一定质量气体经历一迟缓绝热膨胀过程。设气体分子间势能可忽略，则在此过程中（）,A,外界对气体做功，气体分子平均动能增加,B,外界对气体做功，气体分子平均动能降低,C,气体对外界做功，气体分子平均动能增加,D,气体对外界做功，气体分子平均动能降低,D,第17页,问题与练习,1.,分子动理论对内能微观定义是：,-,本节热力学对内能定义是：,-,当系统状态改变时，按照热力学对内能定义，则物体内能改变；而按分子动理论，系统状态改变时，描述系统状态参量发生了改变，比如温度和体积改变，而分子平均动能与温度相关，分子势能与体积相关，所以系统内能就要改变。所以内能年两种定义是一致。,第18页,问题与练习,2.,（从功是能量转化量度角度出发思索）,例,1,：汽车刹车,例,2,：双手摩擦,例,3,：电磁感应中，阻尼振动中能量改变,3,.10.1-2,重物重力势能转化为水内能；,10.1.3,重物机械能转化为电能，电能再转化为液体内能,第19页,问题与练习,4.,（,1,）气体在真空中绝热膨胀,过程中，不受阻力，所以气体,不做功。,需要尤其注意是，当气体向真空中膨胀时，气体不做功，这么膨胀通常称为自由膨胀,（,2,）气体在大气中绝热膨胀过程中，气体对外做功，所需要能量来自于,气体内能，所以在此过程中，,气体内能要降低。,K,10-1-1,a,b,c,d,气体,A,真空,B,K,10-1-2,a,b,c,d,气体,A,气体,C,第20页,拓展,对于气体在膨胀或压缩情况下，气体做功有以下结论：膨胀时气体对外界做功；压缩时外界对气体做功也即气体体积增大，则气体对外界做功；气体体积减小，则外界对气体做功若在绝热情况下，气体对外界做功其内能降低；外界对气体做功其内能增加,第21页,