辽宁省大连市高中物理-第10章-热力学定律-10.1-功和内能讲义-新人教版选修.ppt

知识回顾,抢答,1.,什么叫内能？,2.,内能与那些因素有关？,导入新课,比较一下会发现,ACD,是做功使物体温度升高,比较一下吧,来回对折铁丝会使铁丝发热,摩擦生热,在有机玻璃筒底放置少量易燃物，如硝化棉或者浸过乙醚的棉花，迅速压下活塞，观察筒内物品的变化。,想一想，这说明了什么？,焦耳,詹姆斯,普雷斯科特,焦耳（,James,Prescot,Joule,，,1818-1889,），英国著名物理学家，十八世纪，人们对热的本质的研究走上了一条弯路，,“,热质说,”,在物理学史上统治了一百多年。虽然曾有一些科学家对这种错误理论产生过怀疑，但人们一直没有办法解决热和功的关系的问题，是英国自学成才的物理学家詹姆斯,普雷斯科特,焦耳,(James Prescott Joule),为最终解决这一问题指出了道路。,了解,功和内能,教学目标,1,.,了解焦耳的两个实验的原理。,2.,知道做功和热传递是改变内能的两种方式。,3.,通过焦耳实验的探究，培养学生的科学探索精神,。,知识与能力,感情态度与价值观,有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。,在实验的中注意实验条件及做功方式，了解内能的宏观定义及微观解释。,再次体会学以致用，结合身边的例子发现生活中的物理知识。,重点与难点,建立内能概念。,理解实验，加深对于能量与功的理解,。,焦耳热当量实验装置,通过重物下落带动叶片搅动水，由于水与叶片之间的摩擦而使水温升高。对于水而言，是摩擦使其升温，通过机械能实现能量的转化。,注意,容器及水组成的系统与外界是绝热的。,名词解释,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，这样的过程叫做,绝热过程。,其他类似实验,钻木取火,砖头摩擦生热,这些实验说明了热运动与机械运动的等价性，而焦耳以精确的数值无可辩驳的为热力学第一定律和能量守恒定律奠定了实验基础。,实验,注意：依然绝热,重物下落使发电机发电，电流通过浸泡在液体中的电阻丝，发热，使液体温度上升，多次试验。,其他类似实验,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。,尽管第一个实验重物质量或下落高度可能不同，第二个实验各次通电时间和电流大小可能不同，做功方式及做功的具体过程也不同，但只要外界对系统做功的数值相同，系统上升的温度一定相同。,功与系统内能改变的关系,1,.,做功可以改变系统的内能,外界对系统做功，系统的内能增加,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,内能和机械能的区别与联系,内能和机械能不能混为一谈，内能是大量分子的热运动和分子间相对位置所决定的能量。机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能量。,两种形式能量可同时具有，也可转化，但机械能可以是零，内能不可能为零。,任何一个热力学系统都必定存在只依赖于系统自身的内能。它在两个状态之间的差别于外界在绝热过程中对系统所做的功联系，所以功是能量变化的量度,。,系统从状态,1,经过绝热到达状态,2,时，内能增量,即,做一做,看到乳白色雾状物。,实验解释,实验研究的对象是瓶中的气体与气筒中的气体所组成的系统。在瓶塞未跳出时，瓶内气体体积,v,一定。当打气筒想瓶内打气时，外界通过活塞对系统做了功，使得系统的内能增加，即温度升高，压强增大，使塞子喷出。白色烟雾是因为当塞子跳起时，气体对外做功，内能减少，温度下降，瓶内的气体液化而形成的细小水珠。,课堂小结,1.,了解焦耳热功当量实验。,2.,理解绝热过程。,3,.,通过对焦耳实验的分析得出：在绝热过程中只要做功的数值相同，则系统上升的温度相同。即系统状态变化相同。,4.,理解内能与功的转换关系。,注意,5.,功是能能转化的量度,注意,高考链接,(05,北京,),下列关于热现象的说法，正确的是（）,A,外界对物体做功，物体的内能一定增加,B,气体的温度升高，气体的压强一定增大,C,任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体,D.,任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能,D,(,05,河北,),如图所示，绝热隔板,K,把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，,K,与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体,a,和,b,。气体分子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体,a,加热一段时间后，,a,、,b,各自达到新的平衡,(),A,a,的体积增大了，压强变小了,B,b,的温度升高了,C,加热后,a,的分子热运动比,b,的分子热运动更激烈,D,a,增加的内能大于,b,增加的内能,(,图见下一页）,K,b,a,k,a,b,加热一段时间后，,a,内能增加，故,a,温度一定升高,，,a,对,活塞,k,做功，活塞队,b,做功，故,b,温度升高。因为,k,是绝热的,，,ab,之间无热传递，所以,a,的温度会比,b,高，热运动也就剧烈，增加的内能也相对较多。,答案为,BCD,(98,上海,),有关物体内能，以下说法正确的是（）,A,1g0C,水,的内能比,1g0C,冰的内能大,B,电流通过电阻后发热，它的内能增加是通过,“,热传递,”,方式实现的,C,气体膨胀，它的内能一定减少,D,橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加,AD,课堂练习,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,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：,气体的压强；气体的密度；气体的内能；气体的分子势能。其中正确的,是,(),A,B,C,D,B,.,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,增大,减小,寒冷的冬天，我们常用两手相搓或对手哈气的方法暖手，试分析其原因，并说明两种取暖方法在实质上有何不同？,相搓取暖是用做功的方式改变内能,其实质是机械能转化为内能,;,对手哈气是用热传递的方式改变物体内能,其实质是内能的转移。,习题答案,1,.,分子动理论中对内能的定义是：物理中所有分子的热运动与分子势能的总和。而本节的定义是：任何一个热力学系统都存在的物理量，它的状态之间的差值等于在绝热过程中对系统所做的功。当系统状态改变时，按照热力学对热能的定义，则物体的内能改变；而按照分子动理论，系统状态改变时，描述状态的参量发生变化，例如温度和体积改变，而分子的平均动能与温度有关，分子的势能与体积有关，所以系统的内能就要改变。因此，两种内能的定义是一致的。,2.,水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止。汽车克服阻力做功，将机械能转化为内能。,在阻尼振动中，单摆的振幅越来越小最后停下来，单摆克服阻力做功，机械能转化为内能。,3.,第一个是重物重力势能转化为的内能；第二个是重物的机械能转化为电能，电能转化为液体的内能。,4.,气体在真空绝热膨胀过程中,不受阻力,故不做功。气体在大气中绝热的过程中，气体对外做功，所需能量来自气体的内能，因为在此过程中，气体的内能要减少。,