功和內(nèi)能 熱和內(nèi)能PPT課件

1、引入：古時(shí)候與鉆木取火；冬天搓手可使雙手變暖；向手吹氣也可使雙手變暖，是什么原因使物體的溫度發(fā)生了變化呢？第1頁(yè)/共20頁(yè)實(shí)驗(yàn)錄像：壓縮空氣引火實(shí)驗(yàn)錄像：壓縮空氣引火演示演示: :在有機(jī)玻璃筒底放置少量的易燃物,例如蓬松的棉花,迅速壓下筒中的活塞,觀察筒底物品的變化。第2頁(yè)/共20頁(yè)實(shí)驗(yàn)錄像：鉆木取火第3頁(yè)/共20頁(yè)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？第4頁(yè)/共20頁(yè)焦耳的實(shí)驗(yàn)焦耳的實(shí)驗(yàn) 焦耳實(shí)驗(yàn)揭示了熱量與功之間確定的當(dāng)量關(guān)系（卡4.186焦耳），表明機(jī)械運(yùn)動(dòng)或電磁運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)之間是可以相互轉(zhuǎn)化的它啟迪人們繼續(xù)發(fā)現(xiàn)了各種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，為能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的建立奠定了基礎(chǔ) 系統(tǒng)只由于外界對(duì)它做

2、功而與外界交換能系統(tǒng)只由于外界對(duì)它做功而與外界交換能量，它不從外界吸熱，也不向外界放熱，這量，它不從外界吸熱，也不向外界放熱，這樣的過(guò)程叫樣的過(guò)程叫絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程：絕熱過(guò)程：第5頁(yè)/共20頁(yè)實(shí)驗(yàn)一：對(duì)系統(tǒng)做機(jī)械功實(shí)驗(yàn)一：對(duì)系統(tǒng)做機(jī)械功 重物下落帶動(dòng)輪葉旋轉(zhuǎn)，通過(guò)攪拌對(duì)絕熱容器內(nèi)的液體做功，使液體升溫，即狀態(tài)發(fā)生變化。結(jié)論：只要重力所做的功相同，容器內(nèi)水溫上升的數(shù)值就相同，即系統(tǒng)狀態(tài)的變化是相同的。焦耳實(shí)驗(yàn)是一個(gè)需要焦耳實(shí)驗(yàn)是一個(gè)需要在絕熱過(guò)程中完成的在絕熱過(guò)程中完成的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)第6頁(yè)/共20頁(yè)實(shí)驗(yàn)二：對(duì)系統(tǒng)做電功實(shí)驗(yàn)二：對(duì)系統(tǒng)做電功 電流通過(guò)電熱絲使絕熱容器內(nèi)的液體溫度升高。結(jié)論：對(duì)同

3、一系統(tǒng)，在絕熱過(guò)程中只要所做的電功相同，系統(tǒng)溫度上升的數(shù)值就相同，即系統(tǒng)的狀態(tài)變化相同。第7頁(yè)/共20頁(yè)焦耳的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明什么問(wèn)題？ 在各種不同的絕熱過(guò)程中，如果使系統(tǒng)從狀態(tài)1變?yōu)闋顟B(tài)2，所需外界做功的數(shù)量是相同的。也就是說(shuō)，在各種不同的絕熱過(guò)程中，要使系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由始末兩個(gè)狀態(tài)決定，與做功方式無(wú)關(guān)。第8頁(yè)/共20頁(yè) 內(nèi)內(nèi) 能能 任何一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)都必定存在一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，這個(gè)物理量在兩個(gè)狀態(tài)間的差別與外界在絕熱過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)所做的功相聯(lián)系。我們把這個(gè)物理量稱為系統(tǒng)的內(nèi)能。 當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程達(dá)到狀態(tài)2時(shí)，內(nèi)能的增加量 U= U2- U1就等于外界對(duì)系統(tǒng)所

4、做的功W，即 U=W。第9頁(yè)/共20頁(yè)思考：思考：在絕熱過(guò)程中，若系統(tǒng)對(duì)外界做功呢，系統(tǒng)的內(nèi)能怎么變？第10頁(yè)/共20頁(yè)實(shí)驗(yàn)錄像：氣體膨脹演示：演示：在燒瓶里加入水，水的上方有水蒸氣。用帶孔橡皮塞把瓶口塞住，向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳出時(shí)，觀察瓶?jī)?nèi)的變化。第11頁(yè)/共20頁(yè)由此可知：由此可知：1 1絕熱過(guò)程中，外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增絕熱過(guò)程中，外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加加 2 2絕熱過(guò)程中絕熱過(guò)程中，物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少 第12頁(yè)/共20頁(yè) 熱傳遞有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。 發(fā)生條件：物體之間或物體的不同部分之間存在溫度差。 兩個(gè)溫度不同的

5、物體相互接觸時(shí)溫度高的物體要降溫，溫度低的物體要升溫，我們說(shuō)熱量從高溫物體傳到了低溫物體。這樣的過(guò)程叫做熱傳遞。熱傳遞第13頁(yè)/共20頁(yè)熱和內(nèi)能熱和內(nèi)能 熱量是在單純的傳熱過(guò)程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度。當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)單純的傳熱達(dá)到狀態(tài)2，內(nèi)能的增量 U=U2-U1就等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量Q，即 U=Qu 像做功一樣，熱量的概念也只有在涉及能量的傳遞時(shí)才有意義。所以不能說(shuō)物體具有多少熱量，只能說(shuō)物體吸收或放出了多少熱量。 外界沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)（水）做功，只對(duì)系統(tǒng)傳熱，同樣能改變系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)。思考：思考：在單純傳熱過(guò)程中，若系統(tǒng)對(duì)外界放熱呢，系統(tǒng)的內(nèi)能怎么變？第14頁(yè)/共20頁(yè)1 1、物體從外界吸

6、熱，物體內(nèi)能增加。、物體從外界吸熱，物體內(nèi)能增加。2 2、物體對(duì)外界放熱，物體內(nèi)能減少。、物體對(duì)外界放熱，物體內(nèi)能減少。在單純傳熱過(guò)程中第15頁(yè)/共20頁(yè)做功和熱傳遞的區(qū)別做功和熱傳遞的區(qū)別 1.絕熱過(guò)程中，做功使物體內(nèi)能發(fā)生改變的時(shí)候，內(nèi)能的改變就用功數(shù)值來(lái)量度外界對(duì)物體做多少功，物體的內(nèi)能就增加多少；物體對(duì)外界做多少功，物體的內(nèi)能就減少多少 熱傳遞使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時(shí)候，內(nèi)能的改變用熱量來(lái)量度的物體吸收多少熱量，物體的內(nèi)能就增加多少；物體放出多少熱量，物體的內(nèi)能就減少多少 第16頁(yè)/共20頁(yè)2做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的 3做功和熱傳遞在本質(zhì)上是不同的： 做功使物體的內(nèi)能改變

7、，是其他形式的能量和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化（不同形式能量間的轉(zhuǎn)化） 熱傳遞使物體的內(nèi)能改變，是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移（同種形式能量的轉(zhuǎn)移） 第17頁(yè)/共20頁(yè)1.一個(gè)鐵塊沿斜面勻速滑下，關(guān)于物體的機(jī)械能和內(nèi)能的變化，下列判斷中正確的是（ ）A 物體的機(jī)械能和內(nèi)能都不變B 物體的機(jī)械能減少，內(nèi)能不變 C 物體的機(jī)械能增加，內(nèi)能增加D 物體的機(jī)械能減少，內(nèi)能增加D第18頁(yè)/共20頁(yè)2.2.一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程。一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程。設(shè)氣體分子間的勢(shì)能可忽略，則在此過(guò)程中設(shè)氣體分子間的勢(shì)能可忽略，則在此過(guò)程中（ ） A A外界對(duì)氣體做功，氣體分子的平均動(dòng)能增加外界對(duì)氣體做功，氣體分子的平均動(dòng)能增加B B外界對(duì)氣體做功，氣體分子的平均動(dòng)能減少外界對(duì)氣體做功，氣體分子的平均