高二物理選修課件第七章內(nèi)能

高二物理選修課件第七章內(nèi)能匯報人：XX20XX-01-18目錄CONTENTS第七章內(nèi)能概述物體內(nèi)部狀態(tài)參量熱力學第一定律熱力學第二定律熱現(xiàn)象微觀解釋內(nèi)能實際應用與案例分析01第七章內(nèi)能概述內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，是一個狀態(tài)量。內(nèi)能具有普遍性，一切物體都具有內(nèi)能；內(nèi)能具有不可測量性，無法直接測量一個物體的內(nèi)能；內(nèi)能具有相對性，是相對于某個參考系而言的。內(nèi)能定義與性質(zhì)內(nèi)能性質(zhì)內(nèi)能定義熱能定義熱能是物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能之和，是內(nèi)能的一部分。內(nèi)能與熱能關(guān)系內(nèi)能包括熱能和分子勢能兩部分，其中熱能是內(nèi)能的主要部分。在熱傳遞過程中，物體吸收或放出的熱量就是熱能的改變量，同時也會引起內(nèi)能的改變。內(nèi)能與熱能關(guān)系為熱力學研究奠定基礎內(nèi)能是熱力學研究的基礎概念之一，對于熱力學理論的建立和發(fā)展具有重要意義。指導工程實踐內(nèi)能研究可以指導工程實踐，如在熱機、制冷機、熱力學循環(huán)等方面的應用，有助于提高能源利用效率和環(huán)境保護。揭示物體內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化規(guī)律內(nèi)能研究可以揭示物體內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，有助于理解熱力學第一定律和熱力學第二定律。內(nèi)能研究意義02物體內(nèi)部狀態(tài)參量溫度溫標攝氏溫標溫度與溫標表示物體冷熱程度的物理量，是物體分子熱運動平均動能的標志。溫度的數(shù)值表示法，分為攝氏溫標、華氏溫標和熱力學溫標等。規(guī)定在標準大氣壓下，冰水混合物的溫度為0℃，沸水的溫度為100℃，中間分成100等份，每一等份代表1℃。在熱傳遞過程中，物體吸收或放出的熱的多少叫做熱量。熱量熱傳遞熱傳遞的方式物體之間由于溫度差引起的內(nèi)能的轉(zhuǎn)移叫做熱傳遞。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。熱傳導、熱對流和熱輻射。030201熱量與熱傳遞在沒有外界影響的條件下，物體內(nèi)部的溫度達到一致，不再發(fā)生熱傳遞的狀態(tài)叫做熱平衡狀態(tài)。熱平衡狀態(tài)如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。熱平衡定律熱平衡狀態(tài)03熱力學第一定律熱量可以從一個物體傳遞到另一個物體，也可以與機械能或其他能量互相轉(zhuǎn)換，但是在轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值保持不變。熱力學第一定律的表述為不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化。另一種表述方式熱力學第一定律表述

熱力學第一定律應用熱機效率熱力學第一定律用于計算熱機的效率，即熱機輸出的功與輸入的熱量的比值。通過提高效率，可以減少能源的浪費。制冷技術(shù)熱力學第一定律也應用于制冷技術(shù)中。制冷機通過消耗一定的功，將熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，實現(xiàn)制冷效果。能源利用熱力學第一定律揭示了能量轉(zhuǎn)換和傳遞的基本規(guī)律，為能源的合理利用提供了理論指導。能量守恒01熱力學第一定律表明，在封閉系統(tǒng)中，能量的總量是守恒的，即能量不能被創(chuàng)造或消滅。這意味著在能量轉(zhuǎn)換過程中，輸入的能量等于輸出的能量加上內(nèi)能的增量。能量轉(zhuǎn)化02能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。例如，在熱傳遞過程中，熱量可以轉(zhuǎn)化為機械能；在化學反應中，化學能可以轉(zhuǎn)化為熱能或電能等。這些轉(zhuǎn)化過程遵循熱力學第一定律。能量轉(zhuǎn)換效率03能量轉(zhuǎn)換效率是指能量轉(zhuǎn)換過程中輸出能量與輸入能量的比值。提高能量轉(zhuǎn)換效率是節(jié)能和環(huán)保的重要措施之一。能量守恒與轉(zhuǎn)化04熱力學第二定律不可能從單一熱源吸熱并把它全部用來做功，而不引起其他變化。熱力學第二定律的兩種表述：開爾文表述和克勞修斯表述，兩者是等價的。熱力學第二定律是熱力學基本定律之一，表明了在自然過程中，一個熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)變化時，熱傳遞和做功的方向性。熱力學第二定律表述熱力學第二定律指出了熱機效率的最大值，即任何熱機都不能把從單一熱源吸收的熱量，全部變成功而不產(chǎn)生其他影響。熱機效率熱力學第二定律也適用于制冷機，指出了制冷系數(shù)的最大值，即任何制冷機都不能把從低溫熱源吸收的熱量，全部轉(zhuǎn)移到高溫熱源而不引起其他變化。制冷系數(shù)熱力學第二定律揭示了能源利用的方向性和限度，為節(jié)能和提高能源利用率提供了理論指導。能源利用熱力學第二定律應用熵的定義熵是表示系統(tǒng)混亂程度的物理量，在孤立系統(tǒng)中，熵總是增加的。熵增加原理在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的任何過程或者說發(fā)生的可逆過程的綜合結(jié)果，總是使系統(tǒng)的熵增加。熵增加原理的意義熵增加原理揭示了自然界中不可逆過程的普遍性和方向性，為熱力學第二定律提供了微觀解釋。同時，熵增加原理也指出了在自然界中，能量轉(zhuǎn)化和利用的方向性和限度。熵增加原理05熱現(xiàn)象微觀解釋分子動理論基本觀點物質(zhì)是由無數(shù)個微小的分子組成的，這些分子在不停地做無規(guī)則運動。分子永不停息地做無規(guī)則運動分子之間存在相互作用的引力和斥力，這使得分子在不斷地進行無規(guī)則運動。分子間存在相互作用的引力和斥力當分子間距離較小時，主要表現(xiàn)為斥力；當分子間距離較大時，主要表現(xiàn)為引力。這種相互作用的引力和斥力使得分子在不斷地進行碰撞和交換能量。物質(zhì)是由大量分子組成的氣體分子在不停地做無規(guī)則運動，它們不斷地與容器壁發(fā)生碰撞，從而產(chǎn)生壓強。氣體壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的溫度升高，氣體分子的平均動能增大，碰撞器壁的頻率和力度都增大，導致壓強增大；體積減小，氣體分子的密集程度增加，碰撞器壁的頻率增大，也會導致壓強增大。氣體壓強與溫度和體積有關(guān)氣體壓強微觀解釋03分子在平衡位置附近做無規(guī)則振動固體和液體分子在平衡位置附近做無規(guī)則振動，這種振動使得它們具有一定的內(nèi)能和熱性質(zhì)。01固體和液體分子間的距離較小與氣體相比，固體和液體分子間的距離較小，這使得它們具有一定的形狀和體積。02分子間存在相互作用的引力和斥力固體和液體分子間同樣存在相互作用的引力和斥力，這使得它們能夠保持一定的形狀和體積。固體和液體性質(zhì)微觀解釋06內(nèi)能實際應用與案例分析利用內(nèi)能轉(zhuǎn)化原理，將太陽能或電能轉(zhuǎn)化為熱能，提供熱水供應。熱水器通過內(nèi)能的傳遞和轉(zhuǎn)化，將熱能散發(fā)到室內(nèi)，實現(xiàn)供暖。暖氣片利用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱能，對食物進行加熱和煮熟。烹飪內(nèi)能在生活中的應用利用燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為蒸汽或氣體的動能，再轉(zhuǎn)化為電能。熱力發(fā)電利用高內(nèi)能產(chǎn)生的高溫將金屬熔化或切斷。焊接與切割通過控制內(nèi)能的變化，實現(xiàn)化學反應的進行和產(chǎn)物的生成。化工生產(chǎn)內(nèi)能在工業(yè)生產(chǎn)中的應用地熱能源利用利