人教版 (2019)选择性必修 第三册1 功、热和内能的改变优秀ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册1 功、热和内能的改变优秀ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了典例分析，焦耳的实验，实验1，实验2，功与内能的改变，系统对外界做功，外界对系统做功，内能增加，内能减少，ΔU0等内容，欢迎下载使用。

在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。为什么筒底的硝化棉会被点燃呢？你能解释这个现象吗？
分析：用活塞压缩空气对空气做功，空气内能增大，温度升高，达到燃点棉花燃烧。
冬天搓手可使双手变暖；向手吹气也可使双手变暖，是什么原因使温度发生了变化呢？
重物下落带动轮叶旋转，通过搅拌对绝热容器内的液体做功，使液体升温，即状态发生变化.
焦耳热功当量实验装置——对系统做机械功
让正在下降的重物带动发电机发电，电流通过浸在液体中的电阻丝，由电流的热效应给液体加热，使液体温度上升。
对于同一个系统，如果过程是绝热的，那么不管通过电阻丝的电流或大或小、通电时间或长或短，只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态就发生了同样的变化。
⑶焦耳的多次实验测量结论
焦耳热功当量实验装置——对系统做电功
3、焦耳的这些实验结论
水与叶片摩擦而温度上升
发热丝对水加热温度上升
做功的数量只由过程始末两个状态1、2决定，而与重物的质量、做功的次数无关。
系统状态通过绝热过程发生变化
做功的数量只由过程始末两个状态1、2决定，而与做功的方式无关。
在热力学系统的绝热过程中，系统从状态1经过绝热过程达到状态2。
对绝热系统做功：当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量△U=U2-U1就等于外界对系统所做的功W，即∆U=W。
说明：内能与内能变化(1)物体的内能是指物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和。(2)当物体温度变化时，分子平均动能变化。物体体积变化时，分子势能发生变化，即物体的内能是由它的状态决定的，且物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关。
如果一个热学过程的状态变化发生得极快、经历时间很短，系统与外界交换的热量就很少，即系统与外界来不及交换热量，这样的过程若不计传递的热，可以看成绝热过程。
取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气，观察橡胶塞跳出时瓶内的变化。
当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。
以瓶内气体为研究对象，橡胶塞跳出后，瓶内的气体迅速膨胀，系统对外做功，因此，气体的内能迅速减少，瓶内气体温度迅速下降，瓶内水蒸气液化，就会出现大量的雾状小水滴。
热学过程的状态变化发生得极快、经历时间很短，系统与外界交换的热量就很少，即系统与外界来不及交换热量，这样的过程若不计传递的热，可以看成绝热过程。
气体膨胀，系统对外做功
内能↓，温度↓，液化，雾状
说明：做功与内能变化的关系(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；
在绝热过程中，功是系统内能转化的量度： ∆U=W
注意：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。
特别提醒(1)外界对某一系统做功时，系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少。(2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功。
生活中常见的一些热现象
两个温度不同的物体A、B相互接触时，温度低的物体B要升温，我们说，热从高温物体A传到了低温物体B。这个过程称之为热传递(传热)。
单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态
——封闭系统：与外界没有物质交换，但有能量交换。
当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增量△U=U2-U1就等于外界向系统传递的热量Q，即在外界对系统不做功的情况下，外界传递给系统的热量等于系统内能的改变量。
热量（Q）：是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度.（过程量，国际制单位焦耳）
1、定义：两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达到热平衡即温度相等为止，我们说热量从高温物体传到了低温物体，这个过程称之为热传递（传热）.
2、发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在温度差。
两物体或物体的各个部分温度相同。（即达到热平衡）
能量的转移，改变系统的内能。
热传递传递的是热量，而不是温度。
3、传递规律：从高温物体传向低温物体。
7、热传递有三种方式：热传导、热对流、热辐射
热传导－－热沿着物体传递的热传递方式，不同物质传导热的能力各不相同，容易传导热的物体称之为热的良导体，所有金属都是热的良导体，不容易传导热的物体称之为热的不良导体，如空气、橡胶、绒毛、棉纱、木头、水、油等 热对流－－靠液体或气体的流动来传递热的方式，热对流是液体和气体所特有的热传递方式热辐射－－热从高温物体向周围以电磁波的形式沿直线射出去的方式，热辐射不依赖媒介质，可在真空中进行，温差越大，表面颜色越深，物体向外的热辐射能力越强
说明:（1）像做功一样，热量的概念也只有在涉及能量的传递时才有意义.所以不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量. （2）物体从外界吸热，物体内能增加。物体对外界放热，物体内能减少。
做功使物体内能发生改变，内能的改变就用功的数值来量度。
热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移），从微观角度，传热是在分子相互作用下，通过分子热运动的碰撞实现内能的转移。
热传递使物体的内能发生改变，内能的改变用热量来量度。
2、做功和热传递在本质上是不同的：
做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）
对于某物体，是否其温度升高，内能就一定增加；是否向物体传递能量，物体的内能就一定增加，分别说明原因？
通常情况下，对固体或液体，由于体积变化不明显，主要是通过温度的变化来判断内能是否改变。
★★★物体的温度升高，其内能一定增加；但物体内能增加，温度不一定升高。特殊情况：例如晶体熔化时，内能增加，温度不变。
一定质量的0℃的冰熔解成的0℃的水，虽然温度不变，但是因为吸收热量，所以其内能一定增大（分子势能增大）。
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，其内能一定增加。但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加（可能同时对外做功）。
下列事件中，物体的内能怎样改变（固体和液体的热膨胀很小，可不予考虑）？ （1）壶里的水被加热而温度升高； （2）一条烧红的铁棒逐渐冷却下来
（1）壶里的水被加热，其他物体的内能通过传热将热量传给了壶里的水，所以水的内能增加 （2）烧红的铁棒比周围温度要高，所以要将热量传递为周围环境，而自身的内能减少
『判一判』(1)热传递过程具有一定的方向性。(　　)(2)在任何情况下，公式ΔU＝Q都适用。(　　)(3)温度高的物体含有的热量多。(　　)(4)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。(　　)(5)做功和热传递都能改变物体的内能。(　　)(6)热传递改变内能的实质是能量的转移。(　　)
【例题1】如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的（ ）A.温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化B.温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的C.温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运动，达到了“凝固”状态D.温度、压强稳定，但体积仍可变化
如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化。温度达到稳定值，分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态。
【例题2】下列说法正确的是（ ）A.放在腋下足够长时间的水银体温计中的水银与人体达到热平衡B.温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡C.若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热平衡D.两物体温度相同，可以说两物体达到了热平衡
当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，如果两者的温度有差异，它们之间就会发生热传递，高温物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相等，即达到热平衡，故A、D正确；两个物体的温度相同时，不会发生热传递，已经达到热平衡，故B错误；若a与b、c分别达到热平衡，三者温度一定相等，所以b、c之间也达到了热平衡，故C正确。
【例题3】关于温度与温标，下列说法正确的是( )A.用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B.水的沸点为100 ℃，用热力学温度表示即为373.15 KC.水从0 ℃升高到100 ℃，用热力学温度表示即为从273.15 K升高到373.15 KD.温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度由T升到2T
温标是温度数值的表示方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，选项A正确；根据T＝t＋273.15 K可知，100 ℃相当于热力学温度373.15 K，水从0 ℃升高到100 ℃，即从273.15 K升高到373.15 K；温度由摄氏温度t升高到2t，对应的热力学温度从T＝t＋273.15 K升高到2t＋273.15 K，选项B、C正确，D错误。
1、下列关于热量的说法，正确的是 （ ）A.温度高的物体含有的热量多 B.内能多的物体含有的热量多C.热量、功和内能的单位相同 D.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量
热量和功都是过程量，而内能是一个状态量，所以不能说温度高的物体含有的热量多，内能多的物体含有的热量多；热量、功和内能的单位相同都是焦耳。
2、关于物体的内能，下列说法正确的是（　 ）A.相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能增量一定相同B.一定量0℃的水结成0℃的冰，内能一定减少C.一定量气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减少D.一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能一定减少
内能是物体内所有分子的动能和相互作用的势能之和。相同质量的两种物体，分子数不同，初始温度及分子间相互作用都不尽相同，升高相同的温度时，内能增量不一定相同，项A错误；0℃的水结成0℃的冰，既放出热量，又增大体积对外做功，因此，其内能一定减少，B项正确；一定量气体经历绝热膨胀过程，对外做功，气体的内能一定减少，选项C正确；一定量气体吸收热量而体积不变，气体不对外做功，内能一定增加而不可能减少，D项错误。