2018_19學年高中物理熱力學定律第1節(jié)功和內能課件新人教版.pptx

第十章 熱力學定律 情景切入 地球上的能源很多 提供能量的形式各不相同 風 水 洋流和波浪等是以機械能的形式提供的 可以利用各種風力機械和水力機械轉化為動力或電力 煤 石油和天然氣等一般是通過燃燒把化學能轉化為內能 內能可以直接利用 一些熱力機械可以把內能轉化為動力帶動機械或交通工具工作 也可進行熱力發(fā)電 能量可以互相轉化 各種能量最終都轉化為內能 你是否知道能量間的轉化具有一定的規(guī)律呢 請你在本章的學習中得出答案吧 知識導航 本章主要講述了改變物體內能的兩種方式 做功和熱傳遞 熱力學第一定律和能量守恒定律 以及熱力學第二定律和能量耗散 本章從焦耳的熱功當量實驗切入 從功是能量轉化的量度來認識內能 接著從內能改變的方式 熱傳遞說明熱與內能的關系 能的轉化和守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律 接著以熱力學定律來說明能量與熱量的區(qū)別及聯(lián)系 最后以新能源開發(fā)與應用來結束本章 本章教材共六節(jié) 整章內容可分四部分 第一部分即第一 二節(jié) 了解做功和熱傳遞與內能的關系 第二部分即第三節(jié) 學習熱力學第一定律及其微觀解釋 第四部分即第四 五 六節(jié) 了解熱力學第二定律及其微觀解釋 能源和可持續(xù)發(fā)展及開發(fā)新能源的意義 本章重點 改變物體內能的兩種方式 做功和熱傳遞 熱力學第一定律 本章難點 能量守恒定律 熱力學第二定律及微觀解釋 學法指導 本章內容規(guī)律較多 且較抽象 初學者理解起來不太容易 給學習帶來一定難度 如何突破本章知識要點 把握重點 掌握方法是關鍵 要注意從實驗和模型來建立物理圖景 把抽象的事物形象化 更要注意利用科學的假說和模型來研究問題 把不能直接觀測的對象轉化為能夠直接觀測的對象 第一節(jié)功和內能 課前預習 1 絕熱過程系統(tǒng)只通過對外界做功或 做功而與外界 能量 它不從外界 也不向外界 2 代表實驗 1 重物下落帶動葉片攪拌容器中的水 引起水溫 2 通過電流的 給水加熱 3 實驗結論在各種不同的絕熱過程中 系統(tǒng)狀態(tài)的改變與 無關 僅與做功 有關 焦耳的實驗 外界對它 不交換 吸熱 散熱 上升 熱效應 做功方式 數(shù)量 1 內能任何一個熱力學系統(tǒng)都存在一個 的物理量 叫系統(tǒng)的內能 2 做功與內能的關系做功可以改變系統(tǒng)的內能 功是系統(tǒng)內能轉化的 在國際單位制中 內能和功的單位都是焦耳 J 3 內能變化與做功的關系 1 在絕熱過程中 外界對系統(tǒng)做功 系統(tǒng)的 內能的增量就等于外界 即 U U2 U1 2 在絕熱過程中 系統(tǒng)對外界做功 系統(tǒng)的 內能的減少量就等于系統(tǒng) 即 U U2 U1 功和內能 只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài) 量度 內能增加 對系統(tǒng)做的功 W 內能減少 對外界做的功 W 判一判 1 某一系統(tǒng)經歷絕熱過程時 只要初末狀態(tài)相同 則做功數(shù)量也一定相同 2 在絕熱過程中 做功方式不同會直接影響系統(tǒng)狀態(tài)變化的最終結果 3 在絕熱過程中 系統(tǒng)對外界做的功等于系統(tǒng)內能的增加量 4 功和內能都是能量轉化的量度 5 搓搓手會感到手暖和些 是通過做功改變了手的內能 選一選 多選 一定質量的氣體封閉在絕熱的氣缸內 當用活塞壓縮氣體時 一定增大的物理量有 不計氣體分子勢能 A 氣體體積B 氣體分子密度C 氣體內能D 氣體分子的平均動能解析 外力做功 氣體體積減小 分子密度增大 內能增加 溫度升高 分子的平均動能增加 BCD 想一想 打氣筒是日常生活中的一種工具 當我們用打氣筒給自行車打氣的時候 就是在克服氣體壓力和摩擦力做功 打氣的過程中你有沒有試著去摸一下打氣筒的外殼 有什么感覺 打氣筒的溫度升高了 這是怎么回事呢 答案 做功的過程是能量轉化的過程 做功使得系統(tǒng)的內能增加了 所以溫度升高 課內探究 火 不但可以用來取暖 還可以用來加熱食物 火 把人類帶入了文明的殿堂 我們的祖先很早就發(fā)明了 鉆木取火 的用具 使人們不再僅僅依靠自然的 恩賜 而得到 火 你知道 鉆木取火 的道理嗎 探究做功和內能變化的關系 1 內能與內能變化 1 物體的內能是指物體內所有分子熱運動的動能和分子勢能之和 2 當物體溫度變化時 分子平均動能變化 物體體積變化時 分子勢能發(fā)生變化 即物體的內能是由它的狀態(tài)決定的 且物體的內能變化只由初 末狀態(tài)決定 與中間過程及方式無關 2 做功與內能變化的關系 1 做功改變物體內能的過程是其他形式的能 如機械能 與內能相互轉化的過程 2 在絕熱過程中 外界對物體做多少功 就有多少其他形式的能轉化為內能 物體的內能就增加多少 3 功和內能的區(qū)別 1 功是過程量 內能是狀態(tài)量 2 在絕熱過程中 做功一定能引起內能的變化 3 物體的內能大 并不意味著做功多 在絕熱過程中 只有內能變化較大時 對應著做功較多 特別提醒 1 外界對某一系統(tǒng)做功時 系統(tǒng)的內能不一定增加 還要看該系統(tǒng)有沒有向外放熱 以及向外放熱的多少 2 在絕熱過程中 系統(tǒng)內能的增加量等于外界對系統(tǒng)所做的功 多選 江蘇省徐州市2017 2018學年高二下學期期中 用密封性好 充滿氣體的塑料袋包裹易碎品 如圖所示 充氣袋四周被擠壓時 假設袋內氣體與外界無熱交換 則袋內氣體 A 體積減小 內能增大B 體積減小 壓強減小C 對外界做負功 內能增大D 對外界做正功 壓強減小解題指導 1 氣體體積減小 外界對氣體做正功 2 應用做功與內能變化的關系判斷內能的變化 典例 AC C 素養(yǎng)提升 焦耳的兩個代表性實驗 多選 如圖為焦