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高中物理《功和内能 热和内能》课件
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
答案
解析
课堂任务 热传递和内能变化
内能、温度和热量的区别、联系 1.内能与温度 从宏观看,温度表示的是物体的冷热程度;从微观看,温度反映了分子 热运动的激烈程度,是分子平均动能的标志。物体的温度升高,物体的内能 不一定增加。
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2.热量和内能 内能是由系统的状态决定的,状态确定,系统的内能也随之确定,要使 系统的内能发生变化,可以通过热传递或做功两种过程来完成。而热量是热 传递过程中的特征物理量,和功一样,热量只是反映物体在状态变化过程中 所迁移的能量,是用来衡量物体内能变化的。有过程,才有变化,离开过 程,毫无意义。就某一状态而言,只有“内能”,根本不存在什么“热量” 和“功”,因此不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”。
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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,对应着做功较多。
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做功改变物体内能的一种方法是改变物体内部的分子的平 均动能,即改变温度;另一种方法是通过做功改变物体的体积从而改变内能 的大小。不过要注意的是气体的体积减小时分子势能不一定增加。
1.热传递
(1)条件:物体的□01 温度不同。 (2)过程:温度不同的物体发生热传递,温度高的物体要 □02 降温 ,温度 低的物体要□03 升温,热量从□04 高温 物体传到□05 低温物体。
2.热和内能
(1)关系描述:热量是在单纯的传热过程中□06 系统内能 变化的量度。 (2)公式表达:□07 ΔU=Q 。
一、焦耳的实验
1.绝热过程:系统不从外界□01 吸收 热量,也不向外界□02 放出热量的过
程。
2.代表实验
(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温上升。
(2)通过电流的□03 热效应给水加热。
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二、内能
1.内能的概念
(1)内能是描述 □01 热力学系统能量 的物理量。系统的内能是由它的状态
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例1 如图所示,活塞将汽缸分成甲、乙两气室,汽缸、活塞(连同拉杆) 是绝热的,且不漏气。以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则 在将拉杆缓慢向外拉的过程中( )
A.E甲不变,E乙减小 B.E甲不变,E乙增大究评价
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答案
分析绝热过程的方法 (1)在绝热的情况下,若外界对系统做正功,系统内能增加,ΔU为正 值;若系统对外界做正功,系统内能减少,ΔU为负值。此过程做功的多少 为内能转化的量度。 (2)在绝热过程中,内能和其他形式的能一样也是状态量,气体的初、 末状态确定了,即在初、末状态的内能也相应地确定了,内能的变化ΔU也 确定了。而功是能量转化的量度,所以ΔU=W,这也是判断绝热过程的一 种方法。
(2)当物体温度变化时,分子热运动激烈程度发生改变,分子平均动能 变化。物体体积变化时,分子间距离变化,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,与中间做功的具体过程及方式无关。
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2.做功与内能的变化的关系 (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;物体对外界做多少功,就有多少内能转化 为其他形式的能,物体的内能就减少多少。
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判一判 (1)在绝热过程中,做功方式不同会直接影响系统状态变化的最终结 果。( × ) (2)热传递过程具有一定的方向性。( √ ) (3)在任何情况下,公式ΔU=Q都适用。( × )
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提升训练
对点训练
课堂任务 做功和内能变化
功、内能之间的变化关系 1.内能与内能的变化的关系 (1)物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能的总和。在微观 上由分子数和分子热运动激烈程度及相互作用力决定,宏观上体现为物体温 度和体积,因此物体的内能是一个状态量。
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决定的。
(2)在绝热过程中□02 做功可以改变热力学系统所处的状态。
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2.内能的变化
(1)表达式: □03 ΔU=W 。
(2)外界对系统做功,W为□04 正,系统对外界做功,W为□05 负。
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三、热和内能
第1节 功和内能 第2节 热和内能
1.了解焦耳的两个实验的原理,知道做功和热传递的实质。 2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式,理解做功和热传递对改 变系统内能是等效的,明确两种方式的区别。 3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。
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[变式训练1] 金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使 汽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 答案 A 解析 气体压缩或膨胀时内能就发生变化。如果将装有柴油与空气混 合物的汽缸中的活塞迅速向里推,一方面混合气体来不及与外界发生热交 换,可以认为这是一绝热过程,另一方面由于外界通过活塞对气体做功, 使柴油气体的内能增加,温度升高,从而使柴油达到燃点,故A正确。
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[规范解答] 绝热过程只有做功改变物体的内能,外 界对气体做功,内能增加;气体对外界做功,内能减少。 接触面是绝热面,拉动拉杆,对乙部分气体来讲,气体对外界做功,内 能减小,温度降低;对甲部分气体来讲,外界对气体做功,内能增加。 [完美答案] D
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