高中物理-功和内能 热和内能24页PPT
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功和内能 热和内能 课件
1.热传递 (1)条件：物体的温度 不同. (2)热传递：热量总是从高温 物体向低温 物体传递. 2.热和内能 (1)热量：它是在单纯的传热过程中系统 内能 变化的量度. (2)表达式： ΔU＝Q . (3)热传递与做功在改变系统内能上的异同. ①做功和热传递都能引起系统内能 的改变. ②做功时是内能与其他形式能的 转化 ；热传递只是不同物体(或一个物体 的不同部分)之间内能的转移 .
√B.两个物体间发生热传递的条件是它们之间有温度差
C.在热传递中热量一定从内能多的物体传向内能少的物体
√D.内能相等的两个物体相互接触时，也可能发生热传递
解析 热量的概念只有在涉及能量传递时才有意义，所以不能说物体含 有多少热量，A错误； 物体间发生热传递的条件是物体间存在温度差，B正确； 在热传递中，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，温度高的物 体内能不一定多，故C错误，D正确.
(2)功和内能 ①内能 微观：所有分子的动能和势能之和. 宏观：只依赖于热力学系统自身状态 的物理量. ②功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量， 即 ΔU＝W . ③ΔU＝W适用条件是 绝热 过程. ④在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能 增加 ；系统对外界做功， 系统的内能 减少 .
归纳总结
(1)热传递与物体的内能的多少无关，只与两个物体(或一个物体的两部分) 的温度差有关，热量总是从高温物体自发地传递到低温物体. (2)热传递过程中，能量可以由内能大的物体传递到内能小的物体上，也 可以由内能小的物体传递到内能大的物体上.
三、内能和相关概念的辨析
1.能与热量：内能是状态量，可以说系统具有多少内能而不能说传递多少 内能；热量是过程量，不能说系统具有多少热量，只能说传递了多少热量. 2.热量与温度 热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动 的激烈程度的标志.虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传 递的是热量，不是温度. 3.热量与功 热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定 量的功相当，功是能量变化的量度，但它们之间有着本质的区别.
第十章热力学定律第1、2节功和内能、热和内能
②内能、热量:热量是用来衡 量热传递过程中内能变化多 少的
③温度、热量:热量与温度的
在热传递过程中,传递内能的 变化有关,在不发生物态变化
多少。与物质的种类(比热容)、 时,物体吸收热量,内能增加,
质量和温度的变化量有关
温度升高;物体放出热量,内
能减少,温度降低
注意:温度不能“传”,热量不能“含”；吸热不一定升温(如:晶体的
注意：温度、热量、内能都是热学部分的重 要概念。弄清这几个量之间的联系与区别是处理这 类问题的关键。
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概念
区别
联系
表示物体的冷热程度,其实质 ①温度、内能:温度是影响内
温度 是:反映了物体内部大量分子无 能的因素之一,温度升高,内
规则运动的激烈程度
能增加;温度降低,内能减少
内能 热量
物体内部所有分子的动能和分 子势能的总和。一切物体都具 有内能
不相同！热传递是物体间内能的转移,即内能 从物体一部分传到另一部分,或从一个物体传递给 另一物体。做功是物体的内能与其他形式能量的 转化,如内能与机械能、内能与电能间的转化等。
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四、做功和热传递与内能变化的关系
1、做功使物体内能发生改变的时候： 内能的改变就用功数值来量度。外界对物体 做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界 做多少功，物体的内能就减少多少，即：ΔU=W 热传递使物体的内能发生改变的时候： 内能的改变用热量来量度的。物体吸收多少 热量，物体的内能就增加多少；物体放出多少热 量，物体的内能就减少多少，即：ΔU=Q
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3.内能与内能的变化： (1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和 势能之和。因此物体的内能是一个状态量。 (2)当物体温度变化时,分子的平均动能变化; 物体的体积变化时,分子势能发生变化,因此物体 的内能变化只由初末状态决定,与中间过程及方式 无关。 4.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。
10.1-2-3 功和内能、热和内能、 热力学第一定律 能量守恒定律
解：由热力学第一定律ΔU = Q + W 知： W= ΔU－Q = +1.5 ×105J -（- 2.0 ×105J） = +3.5 ×105J>0 所以此过程中外界对空气做了3.5 ×105J的功
3．下列关于热量的说法，正确的是( CD )
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
做功
改变内能的两种方式 热传递
对内 对外
（外界对物 （物体对 体做功） 外界做功）
内能增加 内能减少
U W
吸热
（物体从 外界吸热）
（1）热传导：热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做 热传导。
（2）对流：液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程 （3）热辐射：物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，这种热传递的方式叫做热 辐射。
二、热量
1、定义：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
（1）在单纯的热传递过程中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增 加多少，即Q吸=△U 。（2）在单纯的热传递过程中，系统向外界放出多少 热量，系统的内能就减少多少，即Q放= -△U。
3、热传递具有方向性：热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。 4、做功和热传递在改变内能上的比较
（1）做功和热传递在改变内能上是等效的。
结论：做功使得物体（密闭气体）温度升高，即做功可以改变物体的内能。
焦耳的实验
焦耳
詹姆斯·普雷斯科 特·焦耳（1818年12月24 日－1889年10月11日）， 英国物理学家，出生于曼 彻斯特近郊的沙弗特 。起 初研究电学和磁学. 1840 年在英国皇家学会上宣布 了电流通过导体产生热量 的定律，即焦耳定律.焦 耳测量了热与机械功之间 的当量关系——热功当量， 为热力学第一定律和能量 守恒定律的建立奠定了实 验基础.
3．下列关于热量的说法，正确的是( CD )
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
做功
改变内能的两种方式 热传递
对内 对外
（外界对物 （物体对 体做功） 外界做功）
内能增加 内能减少
U W
吸热
（物体从 外界吸热）
（1）热传导：热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做 热传导。
（2）对流：液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程 （3）热辐射：物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，这种热传递的方式叫做热 辐射。
二、热量
1、定义：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
（1）在单纯的热传递过程中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增 加多少，即Q吸=△U 。（2）在单纯的热传递过程中，系统向外界放出多少 热量，系统的内能就减少多少，即Q放= -△U。
3、热传递具有方向性：热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。 4、做功和热传递在改变内能上的比较
（1）做功和热传递在改变内能上是等效的。
结论：做功使得物体（密闭气体）温度升高，即做功可以改变物体的内能。
焦耳的实验
焦耳
詹姆斯·普雷斯科 特·焦耳（1818年12月24 日－1889年10月11日）， 英国物理学家，出生于曼 彻斯特近郊的沙弗特 。起 初研究电学和磁学. 1840 年在英国皇家学会上宣布 了电流通过导体产生热量 的定律，即焦耳定律.焦 耳测量了热与机械功之间 的当量关系——热功当量， 为热力学第一定律和能量 守恒定律的建立奠定了实 验基础.
功、热和内能的改变-高二物理课件(人教版2019选择性必修第三册)
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二.功与内能的改变
2.气体膨胀压缩时做功的特点： ①压缩气体：
外界对系统做正功（系统对外界做负功），系统的内能增加
②气体膨胀：
外界对系统做负功（系统对外界做正功），系统的内能减少
思考与讨论：一绝热容器用隔板分成两部分，左 边A内充满气体，右边B内是真空，现抽去隔板， 气体内能如何变化？
答：气体向真空膨胀，气体并不需要克服外
实验结论： 只要重力做功相同，容器内水温上升的数值就相 同，即系统状态的变化相同。
一.焦耳的实验
实验二：对系统做电功
用绝热性能良好的材料制作容器， 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。
实验结论： 只要电流做功相等，系统温度上升的数值就相同， 即系统状态的变化相同。
从1840年开始，焦耳进行了多种多 样的实验， 焦耳实验揭示了热量与功 之间确定的当量关系（1卡＝4.186焦耳）， 表明机械运动或电磁运动与热运动之间是可以相互转化 的。
这项研究工作为热力学第一定律和能量守恒定律的建 立奠定了坚实的实验基础。
一.焦耳的实验
实验一：对系统做机械功
用绝热性能良好的材料制作容器， 容器中安装着叶片组成的搅拌器。 重物下落时带动叶片转动，搅拌 容器中的水，水由于摩擦而温度 上升。
2.内能：内能是系统在绝热条件下与做功相联系 的、描述热力学系统本身状态的能量。符号：U， 单位：焦耳。(宏观定义)
二.功与内能的改变
1.做功可以改变物体内能：在绝热过程中，外界 对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功， 系统的内能减少，即：
U U2 U1 W
压缩引火仪工作原理：迅速压下活塞， 引火仪筒内气体被压缩，体积变小，外 界对气体做了功，内能增加，温度升高。 当温度达到易燃物的燃点时，易燃物发 生自燃。 迅速压缩，空气“来不及” 对外传热， 可以看成绝热过程。若缓慢压缩，空气会对外传热，从 而做等温变化，这个实验就不能成功。
二.功与内能的改变
2.气体膨胀压缩时做功的特点： ①压缩气体：
外界对系统做正功（系统对外界做负功），系统的内能增加
②气体膨胀：
外界对系统做负功（系统对外界做正功），系统的内能减少
思考与讨论：一绝热容器用隔板分成两部分，左 边A内充满气体，右边B内是真空，现抽去隔板， 气体内能如何变化？
答：气体向真空膨胀，气体并不需要克服外
实验结论： 只要重力做功相同，容器内水温上升的数值就相 同，即系统状态的变化相同。
一.焦耳的实验
实验二：对系统做电功
用绝热性能良好的材料制作容器， 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。
实验结论： 只要电流做功相等，系统温度上升的数值就相同， 即系统状态的变化相同。
从1840年开始，焦耳进行了多种多 样的实验， 焦耳实验揭示了热量与功 之间确定的当量关系（1卡＝4.186焦耳）， 表明机械运动或电磁运动与热运动之间是可以相互转化 的。
这项研究工作为热力学第一定律和能量守恒定律的建 立奠定了坚实的实验基础。
一.焦耳的实验
实验一：对系统做机械功
用绝热性能良好的材料制作容器， 容器中安装着叶片组成的搅拌器。 重物下落时带动叶片转动，搅拌 容器中的水，水由于摩擦而温度 上升。
2.内能：内能是系统在绝热条件下与做功相联系 的、描述热力学系统本身状态的能量。符号：U， 单位：焦耳。(宏观定义)
二.功与内能的改变
1.做功可以改变物体内能：在绝热过程中，外界 对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功， 系统的内能减少，即：
U U2 U1 W
压缩引火仪工作原理：迅速压下活塞， 引火仪筒内气体被压缩，体积变小，外 界对气体做了功，内能增加，温度升高。 当温度达到易燃物的燃点时，易燃物发 生自燃。 迅速压缩，空气“来不及” 对外传热， 可以看成绝热过程。若缓慢压缩，空气会对外传热，从 而做等温变化，这个实验就不能成功。
高中物理选修3-3-功和内能+热和内能
功和内能热和内能知识元改变内能的两种方式知识讲解一、功和内能1.功与系统内能改变的关系：做功可以改变系统的内能。
（1）外界对系统做功，系统的内能增加，在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功，即：ΔU=U2-U1=W（2）系统对外界做功，系统的内能减少。
在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少，即W=-ΔE2.在绝热过程中，功是系统内能转化的量度3.功和内能的区别（1）功是能量转化的量度，是过程量，而内能是状态量（2）做功过程中，能量一定会发生转化，而内能不一定变化（3）内能变化时不一定有力做功，也可能是传热改变了物体的内能。
物体的内能大，并不意味着做功多二、热和内能1.传热与内能改变的关系（1）不仅对系统做功可以改变系统的热力学业状态，单纯的对系统传热也能改变系统的热力淡定状态，所以热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度（2）在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。
即：ΔU=U2-U1=Q2.传热改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程3.内能与热量的区别内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下具有不同的内能，而热量是一个过程量，它表示由于传热而引起的内能变化过程中转移的能量，即内能的改变量。
如果没有传热，就无所谓热量，但此时物体仍有一定的内能例题精讲改变内能的两种方式例1.用力搓手感觉手会发热、冬天在阳光下觉得暖和等物理现象表明：____和_____在改变物体内能上可以起到相同的效果。
例2.关于热传递，下列说法中正确的是（）A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递可以在任何情况下进行D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量例3.如图所示，在较厚的有机玻璃筒底部，放置少量易燃物，如蓬松的硝化棉。
迅速压下筒中的活塞，可看到硝化棉被点燃而发出火光。
对该实验现象的下列说法中正确的是（）A．这个实验说明功可以变成能B．这个实验说明做功可以改变筒内空气的内能C．用厚有机玻璃做筒和迅速压缩都是为了保证该过程为绝热过程D．活塞向下迅速压缩过程，筒内空气的分子平均动能和分子势能都增大了例4.小实验：将钢丝掰直后，快速来回弯曲，用手接触弯曲部分会感觉____，这是由于________________________________________。
2021学年高中物理第10章热力学定律第1节功和内能课件新人教版选修3_3
• (1)在绝热过程中，外界对系统做功，系统的__内__能__增__加。内能的增量就等于外 界对__系__统__做__的__功_____，即ΔU＝U2－U1＝__W____。
• (2)在绝热过程中，系统对外界做功，系统的__内__能__减__少。内能的减少量就等于 系统对__外__界__做__的__功_____，即ΔU＝U2－U1＝__－__W____。
• 『选一选』
• (多项选择)一定质量的气体封闭在绝热的气缸内，当用活 塞压缩气体时，一定增大的BC物D理量有(不计气体分子势能)(
)
• A．气体体积
B．气体分子密度
• C．气体内能 D．气体分子的平均动能
• 解析：外力做功，气体体积减小，分子密度增大，内能增 加，温度升高，分子的平均动能增加。
• 『想一想』
根据理想气体状态方程pTV＝C 可判断压强一定增大，选项 B、D 错误。
〔对点训练〕 如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一个灵敏温度计和一 根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动的胶塞。用 打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定 程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容
器口后( C )
• “火〞不但可以用来取暖，还可以用来加 热食物，“火〞把人类带入了文明的殿堂 。我们的祖先很早就创造了“钻木取火〞 的用具，使人们不再仅仅依靠自然的“恩 赐〞而得到“火〞。
• 你知道“钻木取火〞的道理吗？
提示：做功可以改变物体的内能，“钻木取火”就是通过外力做功，机械能 转化为内能。木材内能增加，温度达到着火点而燃烧。
第一节 功和内能
※ ※※
了解焦耳的热功当量实验，明确实验原理 理解内能的概念，并了解功是能量改变的量度
1
课前预习
高中物理(人教版)选修3-3教学课件：第十章 第1节 功和内能 第2节 热和内能
思考探究 1.观察压缩空气引火器的构造,然后取一小块干燥硝化棉,用镊 子拉得疏松一些,放入玻璃筒底。将活塞涂上少许蓖麻油(起润滑和 密封作用),放入玻璃筒的上口。迅速压下活塞,可看到什么现象?实 验现象说明了什么? 答案:可以看到硝化棉燃烧。实验现象说明压缩空气做功,使空 气内能增大,温度升高引起硝化棉燃烧。 2.焦耳的热功当量实验和电流热效应给水加热的实验中做功的 方式相同吗?你能得出什么结论? 答案:不同。在各种不同的绝热过程中,系统内能的改变与做功 方式无关,仅与做功多少有关。
三、热传递 1.热传递的方向:热量从高温物体传递到低温物体 ,或从物体的 高温部分传递到低温部分,叫作热传递。 2.热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射。 四、热和内能 1.热传递的实质:传递的是能量,结果是改变了系统的内能。传 递能量的多少用热量来量度。 2.传递的热量与内能变化的关系: (1)在单纯热传递中,系统从外界吸收多少热量,系统的内能就增 加多少。 (2)在单纯热传递中,系统向外界放出多少热量,系统的内能就减 少多少。 3.改变系统内能的两种方式:做功和热传递。做功和热传递都 能改变系统的内能,这两种方式是等效的,都能引起系统内能的改变, 但是它们还是有明显区别的,做功是系统内能与其他形式的能之间 发生的转化,而热传递只是不同物体(或物体不同部分)之间内能的 转移。
二、功和内能 1.功与系统内能改变的关系:做功可以改变系统的内能。 (1)外界对系统做功,系统的内能增加。在绝热过程中,内能的增 量就等于外界对系统做的功,即 ΔU=U2-U1=W。 (2)系统对外界做功,系统的内能减少。在绝热过程中,系统对外 界做多少功,内能就减少多少,即 W=-ΔU。 2.在绝热过程中,功是系统内能转化的量度。
二、 热量、内能之间的关系
人教版高中物理选修1-2第1章第2节物体的内能(共30张PPT)
实质：
是能从高温物体 转移到低温物体。
高温物体放热,内能减少; 低温物体吸热,内能增加。
能量守恒定律：
能量既不能凭空消失，也不能凭空产生， 它只能从一个物体转移到另一个物体，或 从一种形式的能量转化为另一种形式的能 量。在转移或转化的过程中能量的总量总 保持不变。
判断：
1、冰水混合物的温度是0℃，所以没有内能。 （ ×） 2、任何物体都具有内能和机械能。（ ×） 3、甲物体比乙物体的温度高，则甲比乙的 内能大。（×） 4、物体不一定都有内能。（ ×） 5、某物体温度升高，它的内能一定增大。 （√ ）
1、物体不对外界做功，外界也不对物体做功， 物体的内能一定不变。（ ）×
2、一个物体不吸热也不放热，它的温度一定
不变。（ × ） 3、物体温度升高，一定是从外界吸收了热量。 （ ×） 4、只有一个物体不能发生热传递。（ × ）
5、热量从热量多的物体向热量少的物体传递。 （×）
2、关于物体 的内能，下列说法正 确的是( D ) A、物体的运动速度越大，具有的内 能越多 B、静止的物体没有动能也没有内能 C、运动的物体有动能但没有内能 D、火红的铁块具有内能，冰冷的冰 块也具有内能，一切物体都具有内 能
么功？
有，克服摩擦做功
3：能量如何转变？
机械能→内能
大量实验表明：
（内能增加）
外
物
界
做功
体
还有其它例子吗？
（内能增加）
外
物
界
做功
体
（内能减少）
综上
做功可以改变物体的内能。
所述：
做功改变内能的实质：其它形式的能与 物体内能相互转化的过程。能量的转化
冬天双手很冷，你通常使其变暖的 两种方法在原理上有何不同？