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

第十章 熱力學(xué)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(fēng) 水 洋流和波浪等是以機(jī)械能的形式提供的 可以利用各種風(fēng)力機(jī)械和水力機(jī)械轉(zhuǎn)化為動(dòng)力或電力 煤 石油和天然氣等一般是通過(guò)燃燒把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 內(nèi)能可以直接利用 一些熱力機(jī)械可以把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力帶動(dòng)機(jī)械或交通工具工作 也可進(jìn)行熱力發(fā)電 能量可以互相轉(zhuǎn)化 各種能量最終都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 你是否知道能量間的轉(zhuǎn)化具有一定的規(guī)律呢 請(qǐng)你在本章的學(xué)習(xí)中得出答案吧 知識(shí)導(dǎo)航 本章主要講述了改變物體內(nèi)能的兩種方式 做功和熱傳遞 熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律 以及熱力學(xué)第二定律和能量耗散 本章從焦耳的熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)切入 從功是能量轉(zhuǎn)化的量度來(lái)認(rèn)識(shí)內(nèi)能 接著從內(nèi)能改變的方式 熱傳遞說(shuō)明熱與內(nèi)能的關(guān)系 能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律 接著以熱力學(xué)定律來(lái)說(shuō)明能量與熱量的區(qū)別及聯(lián)系 最后以新能源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用來(lái)結(jié)束本章 本章教材共六節(jié) 整章內(nèi)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(nèi)能的關(guān)系 第二部分即第三節(jié) 學(xué)習(xí)熱力學(xué)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(xué)第二定律及其微觀解釋 能源和可持續(xù)發(fā)展及開(kāi)發(fā)新能源的意義 本章重點(diǎn) 改變物體內(nèi)能的兩種方式 做功和熱傳遞 熱力學(xué)第一定律 本章難點(diǎn) 能量守恒定律 熱力學(xué)第二定律及微觀解釋 學(xué)法指導(dǎo) 本章內(nèi)容規(guī)律較多 且較抽象 初學(xué)者理解起來(lái)不太容易 給學(xué)習(xí)帶來(lái)一定難度 如何突破本章知識(shí)要點(diǎn) 把握重點(diǎn) 掌握方法是關(guān)鍵 要注意從實(shí)驗(yàn)和模型來(lái)建立物理圖景 把抽象的事物形象化 更要注意利用科學(xué)的假說(shuō)和模型來(lái)研究問(wèn)題 把不能直接觀測(cè)的對(duì)象轉(zhuǎn)化為能夠直接觀測(cè)的對(duì)象 第一節(jié)功和內(nèi)能 課前預(yù)習(xí) 1 絕熱過(guò)程系統(tǒng)只通過(guò)對(duì)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(shí)驗(yàn) 1 重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器中的水 引起水溫 2 通過(guò)電流的 給水加熱 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論在各種不同的絕熱過(guò)程中 系統(tǒng)狀態(tài)的改變與 無(wú)關(guān) 僅與做功 有關(guān) 焦耳的實(shí)驗(yàn) 外界對(duì)它 不交換 吸熱 散熱 上升 熱效應(yīng) 做功方式 數(shù)量 1 內(nèi)能任何一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)都存在一個(gè) 的物理量 叫系統(tǒng)的內(nèi)能 2 做功與內(nèi)能的關(guān)系做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能 功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的 在國(guó)際單位制中 內(nèi)能和功的單位都是焦耳 J 3 內(nèi)能變化與做功的關(guān)系 1 在絕熱過(guò)程中 外界對(duì)系統(tǒng)做功 系統(tǒng)的 內(nèi)能的增量就等于外界 即 U U2 U1 2 在絕熱過(guò)程中 系統(tǒng)對(duì)外界做功 系統(tǒng)的 內(nèi)能的減少量就等于系統(tǒng) 即 U U2 U1 功和內(nèi)能 只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài) 量度 內(nèi)能增加 對(duì)系統(tǒng)做的功 W 內(nèi)能減少 對(duì)外界做的功 W 判一判 1 某一系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過(guò)程時(shí) 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(guò)程中 做功方式不同會(huì)直接影響系統(tǒng)狀態(tài)變化的最終結(jié)果 3 在絕熱過(guò)程中 系統(tǒng)對(duì)外界做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 4 功和內(nèi)能都是能量轉(zhuǎn)化的量度 5 搓搓手會(huì)感到手暖和些 是通過(guò)做功改變了手的內(nèi)能 選一選 多選 一定質(zhì)量的氣體封閉在絕熱的氣缸內(nèi) 當(dāng)用活塞壓縮氣體時(shí) 一定增大的物理量有 不計(jì)氣體分子勢(shì)能 A 氣體體積B 氣體分子密度C 氣體內(nèi)能D 氣體分子的平均動(dòng)能解析 外力做功 氣體體積減小 分子密度增大 內(nèi)能增加 溫度升高 分子的平均動(dòng)能增加 BCD 想一想 打氣筒是日常生活中的一種工具 當(dāng)我們用打氣筒給自行車打氣的時(shí)候 就是在克服氣體壓力和摩擦力做功 打氣的過(guò)程中你有沒(méi)有試著去摸一下打氣筒的外殼 有什么感覺(jué) 打氣筒的溫度升高了 這是怎么回事呢 答案 做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程 做功使得系統(tǒng)的內(nèi)能增加了 所以溫度升高 課內(nèi)探究 火 不但可以用來(lái)取暖 還可以用來(lái)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(nèi)能變化的關(guān)系 1 內(nèi)能與內(nèi)能變化 1 物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和 2 當(dāng)物體溫度變化時(shí) 分子平均動(dòng)能變化 物體體積變化時(shí) 分子勢(shì)能發(fā)生變化 即物體的內(nèi)能是由它的狀態(tài)決定的 且物體的內(nèi)能變化只由初 末狀態(tài)決定 與中間過(guò)程及方式無(wú)關(guān) 2 做功與內(nèi)能變化的關(guān)系 1 做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程是其他形式的能 如機(jī)械能 與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程 2 在絕熱過(guò)程中 外界對(duì)物體做多少功 就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 物體的內(nèi)能就增加多少 3 功和內(nèi)能的區(qū)別 1 功是過(guò)程量 內(nèi)能是狀態(tài)量 2 在絕熱過(guò)程中 做功一定能引起內(nèi)能的變化 3 物體的內(nèi)能大 并不意味著做功多 在絕熱過(guò)程中 只有內(nèi)能變化較大時(shí) 對(duì)應(yīng)著做功較多 特別提醒 1 外界對(duì)某一系統(tǒng)做功時(shí) 系統(tǒng)的內(nèi)能不一定增加 還要看該系統(tǒng)有沒(méi)有向外放熱 以及向外放熱的多少 2 在絕熱過(guò)程中 系統(tǒng)內(nèi)能的增加量等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功 多選 江蘇省徐州市2017 2018學(xué)年高二下學(xué)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(shí) 假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換 則袋內(nèi)氣體 A 體積減小 內(nèi)能增大B 體積減小 壓強(qiáng)減小C 對(duì)外界做負(fù)功 內(nèi)能增大D 對(duì)外界做正功 壓強(qiáng)減小解題指導(dǎo) 1 氣體體積減小 外界對(duì)氣體做正功 2 應(yīng)用做功與內(nèi)能變化的關(guān)系判斷內(nèi)能的變化 典例 AC C 素養(yǎng)提升 焦耳的兩個(gè)代表性實(shí)驗(yàn) 多選 如圖為焦