改变内能的两种方式
改变内能的两种方式ppt课件
存在温度差。 热传递的方式：传导、对流、辐射 7、什么是热量？ 热量:是在单纯的传热过程中，系统内能变化的量度。
是过程量。不是状态量 单纯的传热过程中：物体吸收热量------内能增加；
放出热量---------内能减少。
做功
热传递
对内
（外界对物 体做功）
对外
（物体对外 界做功）
吸热
（物体从外 界吸热）
放热
（物体对外 界放热）
内能增加 内能减少 内能增加 内能减少
-
四、功W、热量Q跟内能改变△U之间的定量关系。
---------- 热力学第一定律
9、热力学第一定律的内容？公式？正负号的确定？
内容：一个系统，内能增量等于外界向它传递的 热量与外界对它所做功之和
内能是状态量 2、怎样改变物体的内能？（哪两种方式？）
做功和热传递
-
二、做功可以改变物体的内能 3、什么叫绝热过程? 系统既不从外界吸热，也不向外界放热的状态变化过程 4、焦耳的两个实验说明了什么？
①通过重力做功，使机械能转化为内能。 ②通过电流做功，使电能转化为内能。 ③在绝热过程中，只要初状态和末状态相同，内 能的变化量就相同，做功的数值就相同。与做功 方式无关。
这说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0×105J。
-
-
-
8、做功和热传递的关系？
联系：做功和热传递改变物体的内能是等效的．
一定数量的功与确定数量的热相对应------热功当量
J=4.2焦耳/卡
区别：改变物体内能的实质不同
做功：内能与其它形式能相互转化的过程； “功是能量转化的量度”
改变内能的两种方式
改变内能的两种方式
1.功和内能 1.功和内能 2.热和内能 2.热和内能
一、做功可以改变物体的内能
焦耳的实验 1.绝热过程： 绝热过程： 绝热过程 系统既不从外界吸热，也不向外界 系统既不从外界吸热， 放热的过程
2.在各种绝热过程中，如果使系统从状态1变化 在各种绝热过程中，如果使系统从状态 变化 在各种绝热过程中 到状态2，所需外界做功的数量是相同的。 到状态 ，所需外界做功的数量是相同的。
对外
（物体对外 界做功）
（物体从外 界吸热）
吸热
放热
（物体对外 界放热）
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
做功和热传递的区别和联系
做功改变物体内能的实质是内能与其它形 式的能相互转化的过程； 式的能相互转化的过程；热传递改变物体 内能的实质是热能的转移过程． 内能的实质是热能的转移过程．
做功和热传递改变物体的内能是等效的． 做功和热传递改变物体的内能是等效的．
内能 U=w
二、热传递可以改变物体的内能． 热传递可以改变物体的内能．
热传递 热量从高温物体传到低温物体的过程 热传递: 发生条件： 发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在 温度差。 温度差。 传递方向：能量从高温处转移到低温处。 传递方向：能量从高温处转移到低温处。 热传递的方式：传导、对流、 热传递的方式：传导、对流、辐射 热和内能 U=Q
内能与热量的区别
内能是一个状态量 状态量，一个物体在不同的状态下 内能 状态量 有不同的内能 热量是一个过程量 过程量，它表示由于热传递而引起 热量 过程量 的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。 如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能
改变内能的两种方式 做功 热传递
《改变物体内能的两种方式》 说课稿
《改变物体内能的两种方式》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《改变物体内能的两种方式》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是初中物理热学部分的重要内容，选自人教版九年级物理第十三章第二节。
内能是热学中的一个重要概念，而改变物体内能的方式是理解内能及其应用的关键。
教材通过实验和生活实例，引导学生认识做功和热传递这两种改变物体内能的方式，为后续学习比热容、热机等知识奠定基础。
二、学情分析学生在学习本节课之前，已经对温度、热量等概念有了一定的了解，但对于内能的概念以及改变内能的方式还比较模糊。
初中生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对实验现象充满兴趣，但在分析和归纳总结方面还需要进一步引导和培养。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）知道做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
（2）理解做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
（3）能用做功和热传递的知识解释生活中的相关现象。
2、过程与方法目标（1）通过观察实验和分析实例，培养学生的观察能力和分析归纳能力。
（2）经历探究做功改变物体内能的过程，体会科学探究的方法。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对生活中热现象的观察和分析，激发学生学习物理的兴趣。
（2）培养学生注重观察、积极思考的科学态度和合作交流的精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）做功和热传递改变物体内能的实质。
（2）做功和热传递在改变物体内能上的等效性。
2、教学难点（1）用做功和热传递的知识解释生活中的现象。
（2）通过实验探究，理解做功改变物体内能的过程。
五、教法与学法1、教法（1）实验探究法：通过实验让学生直观地感受做功和热传递改变物体内能的现象，激发学生的学习兴趣和探究欲望。
（2）讲授法：对于一些抽象的概念和原理，如内能的概念、做功和热传递的实质等，通过讲授法让学生有一个清晰的认识。
高中物理知识点总结热力学基础
高中物理知识点总结热力学基础IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】一.教学内容：热力学基础（一）改变物体内能的两种方式：做功和热传递1. 做功：其他形式的能与内能之间相互转化的过程，内能改变了多少用做功的数值来量度，外力对物体做功，内能增加，物体克服外力做功，内能减少。
2. 热传递：它是物体间内能转移的过程，内能改变了多少用传递的热量的数值来量度，物体吸收热量，物体的内能增加，放出热量，物体的内能减少，热传递的方式有：传导、对流、辐射，热传递的条件是物体间有温度差。
（二）热力学第一定律1. 内容：物体内能的增量等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q 的总和。
2. 表达式：。
3. 符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值，吸收热量Q 取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增加取正值，物体内能减少取负值。
（三）能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。
在转化和转移的过程中，能的总量不变，这就是能量守恒定律。
（四）热力学第二定律两种表述：（1）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。
（2）不可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做功，而不引起其他变化。
热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。
（3）热力学第二定律的微观实质是：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。
（4）熵是用来描述物体的无序程度的物理量。
物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大。
（五）说明的问题1. 第一类永动机是永远无法实现的，它违背了能的转化和守恒定律。
2. 第二类永动机也是无法实现的，它虽然不违背能的转化和守恒定律，但却违背了热力学第二定律。
（六）能源和可持续发展1. 能量与环境（1）温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量提高，导致“温室效应”，使得地面温度上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海地区等不良影响。
内能及改变内能的方式
内能及改变内能的方式改变物体内能的两种方式：1．热传递可以改变物体的内能(1)热传递：温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低的过程叫做热传递。
(2)热传递条件：物体之间存在着温度差。
(3)热传递方向：能量从高温物体传递到低温物体。
(4)热传递的结果：高温物体内能减少，低温物体内能增加，持续到物体的温度相同为止。
注意：(1)热传递传递的是内能，而不是传递温度，更不是传递某种热的物质。
(2)热传递是把内能由温度高的物体传给温度低的物体，不是由内能多的物体传递给内能少的物体。
2．做功可以改变物体的内能(1)对物体做功，物体的内能会增加。
(2)物体对外做功，物体的内能会减少。
说明：做功和热传递是改变物体内能的两种方式；做功是其他形式的能和内能的相互转化，热传递是内能的转移；两种方式对改变物体内能是等效的。
注意：做功不一定都使物体的内能发生变化。
做功是否一定会引起物体内能的改变，这要看物体消耗的能量是否转化为物体的内能。
如举高物体时，做功所消耗的能量变成了物体的势能，并未转化为物体的内能，所以物体的内能就没有改变。
如何区别对物体做功和物体对外做功：做功改变物体的内能的实质是能量的转化，即内能的变化是由于内能与机械能之间的相互转化引起的，对物体做功时机械能转化为内能，则内能增加，物体对外做功时内能转化为机械能，则物体内能减小。
如向下压活塞时，活塞压缩玻璃筒内空气，对筒内空气做了功(图甲)棉花燃烧表明筒内空气的温度升高了，也就是说，筒内空气的内能增加了。
在这一过程中，机械能转化为内能将一根铁丝快速反复弯折数十次，铁丝弯折处就会发热(图乙)，表明铁丝弯折处的温度升高．铁丝的内能增大，铁丝内能的增大是由于人对铁丝做了功。
1.两个物体互相接触但没有发生热传递，是因为它们具有相同的（）A．温度B．比热容C．热量D．质量2.下列关于内能的说法正确的是（）A．物体的内能越多，放出的热量也越多B．物体具有的内能就是物体具有的热量C．一切物体都具有内能D．物体的速度越大，内能越大3.下列几个生活场景中，通过做功改变内能的是（）A．冬天晒太阳，身体感到暖和B．冬季对着手“哈气”，手感到暖和C．冬天搓手，手感到暖和D．冬天围着火炉取暖，身体感到暖和4.下列说法中不正确的是：( )A．一物体内能增加，一定吸收了热量B．一物体吸收了热量，其温度一定升高C．一物体温度升高，其内能一定增加D．一物体内能增加，其温度一定升高5.关于热现象的描述，下列说法正确的是（）A．温度升高，物体内所有分子的动能都增大B．温度降低，物体内每个分子的热运动速率都减小C．质量和温度均相同的水和冰，内能相同D．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性6.关于热传递的下列说法中，正确的是（）A．热传递是高温物体的温度传给低温物体B．并不接触的物体之间不会发生热传递C．比热相同的物体之间不会发生热传递D．温度相同的物体之间不会发生热传递7.关于内能，下列说法中正确的是（）A．0℃的冰块的内能为零B．温度高的物体比温度低的物体的内能多C．物体的温度降低，则物体的内能减少D．体积大的物体的内能一定比体积小的物体内能多8.0℃的冰块全部熔化为0℃的水．体积将有所减小．比较这块冰和熔化成的水所具有的内能．下列说法中正确的是（）A．它们具有相等的内能B．O℃的冰具有较大的内能C．O℃的水具有较大的内能D．无法确定9.物体内所有的分子由于热运动而具有的_______ ，以及分子之间的______ 的总和叫做物体的内能。
高中物理复习 热力学第一定律
1．改变内能的两种方式：做功与热传递．两者在改变系统内能方面是等效的．2．热力学第一定律：(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．(2)表达式：ΔU＝Q＋W.二、能量守恒定律1．能量守恒定律：(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．(2)意义：①各种形式的能可以相互转化．②各种互不相关的物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．2．第一类永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．(2)第一类永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律．(3)意义：正是历史上设计永动机的失败，才使后人的思考走上了正确的道路．三、热力学第一定律的理解1．符号法则：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况，因此在使用ΔU ＝Q＋W时，为了区别以上两种情况，在应用ΔU＝Q＋W进行计算时，它们的正、负号规定如下：(1)外界对系统做功，W>0，即W为正值；系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W<0，即W为负值；(2)外界对系统传递热量，也就是系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值；外界从系统吸收热量，也就是系统向外界放出热量，Q<0，即Q为负值；(3)系统内能增加，ΔU>0，即ΔU为正值；系统内能减少，ΔU<0，即ΔU为负值．2．热力学第一定律的几种典型应用(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量．(3)若过程中物体始、末内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做功等于物体放出的热量．3. 应用热力学第一定律解题的思路与步骤1．首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统．2．分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量；外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功．3．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解．4．特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义．四、能量守恒定律理解1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等．(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律．3．第一类永动机失败的原因分析如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2<U1，则W<0，系统对外做功是要以内能减少为代价的．若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．4.利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种形式的能量减少了；或者弄清哪个物体的能量增加，哪个物体的能量减少，增加量等于减少量．1．改变内能的两种方式：做功与. 两者在改变系统内能方面是2．热力学第一定律：(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的与外界对它的和．(2)表达式：.二、能量守恒定律1．能量守恒定律：(1)内容：能量既不会凭空，也不会凭空，它只能从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的保持不变．(2)意义：①各种形式的能可以相互. ②各种互不相关的物理现象可以用定律联系在一起．2．第一类永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地的机器．(2)第一类永动机不可能制成的原因：违背了定律．(3)意义：正是历史上设计永动机的，才使后人的思考走上了正确的道路．三、热力学第一定律的理解1．符号法则：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况，因此在使用ΔU ＝Q＋W时，为了区别以上两种情况，在应用ΔU＝Q＋W进行计算时，它们的正、负号规定如下：(1)外界对系统做功，W>0，即W为值；系统对外界做功，也就是外界对系统做功，W<0，即W为负值；(2)外界对系统传递热量，也就是系统从外界热量，Q>0，即Q为正值；外界从系统吸收热量，也就是系统向外界热量，Q<0，即Q为负值；(3)系统内能，ΔU>0，即ΔU为正值；系统内能减少，ΔU<0，即ΔU为负值．2．热力学第一定律的几种典型应用(1)若过程是的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量物体内能的增加量．(3)若过程中物体始、末内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做功物体放出的热量．3. 应用热力学第一定律解题的思路与步骤1．首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统．2．分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量；外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功．3．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解．4．特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义．四、能量守恒定律理解1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等．(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律．3．第一类永动机失败的原因分析如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2<U1，则W<0，系统对外做功是要以内能减少为代价的．若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的．5.利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种形式的能量减少了；或者弄清哪个物体的能量增加，哪个物体的能量减少，增加量等于减少量．1．做功和热传递在改变物体内能上是不等效的．( )2．热力学系统对外界做功时，W取负值，吸收热量时Q取正值．( )3．物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能增加．( )4．各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变．( )5．运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了．( )6．第一类永动机不能制成，是因为它违背了能的转化和守恒定律．( )1．(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J．试问：此压缩过程中，气体__________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是__________(填“A”、“B”或“C”)．该过程中气体的内能__________(填“增加”、“减少”或“不变”)．2．一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，问：(1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？3.有一种所谓“全自动”机械手表如图1032所示，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？4．（多）下列关于能量转化现象的说法中，正确的是( )A．用太阳灶烧水是光能转化为内能B．电灯发光是电能转化为光能C．核电站发电是电能转化为内能D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能E．风车发电是风的动能转化为电能5．（多）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示．下列判断正确的是( )A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同6．断定第一类永动机不可能制成的依据是__________定律．1．做功和热传递在改变物体内能上是不等效的．(×)2．热力学系统对外界做功时，W 取负值，吸收热量时Q 取正值．(√) 3．物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能增加．(√) 1．各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变．(√)2．运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了．(×) 3．第一类永动机不能制成，是因为它违背了能的转化和守恒定律．(√)1．(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J ，同时气体的内能增加了1.5×105J ．试问：此压缩过程中，气体__________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是__________(填“A ”、“B ”或“C ”)．该过程中气体的内能__________(填“增加”、“减少”或“不变”)．【导学号：11200089】【解析】 (1)由热力学第一定律W ＋Q ＝ΔU 得Q ＝ΔU －W ＝－5×104J ，说明气体放出热量5×104J.(2)由气态方程pV T＝C (常量)易判断出C 过程是等压变化，该过程温度升高，理想气体的内能增加．【答案】 (1)放出 5×104(2)C 增加2．一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J 的热量，同时气体对外做了6×105J 的功，问： (1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ (2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？【导学号：11200090】【解析】 (1)气体从外界吸收的热量为Q ＝4.2×105J气体对外做功W ＝－6×105J由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ＝(－6×105 J)＋(4.2×105 J)＝－1.8×105J ΔU 为负，说明气体的内能减少了所以，气体内能减少了1.8×105J.(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了． (3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，所以气体分子的平均动能一定减少了．【答案】 (1)减少 1.8×105J (2)增加 (3)减少有一种所谓“全自动”机械手表如图1032所示，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？图1032【提示】 这不是永动机．手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动．若将此手表长时间放置不动，它就会停下来．3．下列关于能量转化现象的说法中，正确的是( ) A ．用太阳灶烧水是光能转化为内能 B ．电灯发光是电能转化为光能 C ．核电站发电是电能转化为内能D ．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能选项正确．【答案】ABE4．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图1033所示．下列判断正确的是( )图1033A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同【解析】由pT图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由pT图象可知，a状态气体温度最低，则平均动能最小，选项D正确；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确．【答案】ADE5．断定第一类永动机不可能制成的依据是__________定律．【解析】能量守恒定律的确立，给予了第一类永动机不能制成的科学解释．【答案】能量守恒定律。
分子动理论、内能、改变内能的两种方式 人教四年制
分子动理论、内能、改变内能的两种方式一. 本周教学内容：分子动理论、内能、改变内能的两种方式二. 重、难点：知道物质是由分子构成的，能识别扩散现象，并会解释扩散现象，知道一些说明分子相互作用力的事例，知道分子间的相互作用力分别在什么情况下表现为引力或斥力，什么情况下几乎不存在作用力，知道分子无规则运动的快慢与温度有关系，知道什么是内能，知道物体温度改变时内能要随之改变。
能区分内能与机械能。
能举例说明做功可以使物体内能增加或减少，能用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热等常见物理现象，知道可以用功来量度内能的改变。
知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量时，温度升高（降低），物体内能发生改变，知道热量的初步概念及其单位，知道做功和热传递的等效性和本质上的区别。
三. 知识点分析：1. 分子动理论的基本内容：（1）物质是由分子组成的。
注：分子是保持物质原有性质的最小微粒。
（2）分子都在永不停息地做无规则运动。
扩散现象：不同物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。
说明：①气体、液体、固体均能发生扩散现象。
②不同物质一定要在互相接触时才能发生扩散，如果两种不同物质彼此不接触，是不能发生扩散的。
③扩散不是单向的一种物质的分子进入另一种物质中去而是彼此同时．．．．进入对方的。
④扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，分子间是有空隙的。
（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。
注：①分子间的引力和斥力随着分子间距离的增大而减小。
②分子间的引力和斥力是同时存在的。
③不同物质的分子大小不同，相互作用力也不同。
2. 内能：（1）物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
（2）影响物体内能的因素。
①物体的内能和温度有关。
②物体的内能与物体的体积有关。
③物体的内能与物体的种类和状态有关。
④物体的内能与物体内部的分子个数的多少有关。
（3）内能是能量的又一种形式，任何物体都具有内能。
3. 改变物体内能的两种方法：（1）做功可以改变物体的内能注：①对物体做功，物体的内能会增加。
2.1改变内能的两种方式
第二讲热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2．1．1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为1E、2E，则有-E=WE21没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量，用Q 表示。
传递的热量与内能变化的关系是-E=QE21做功和传热都能改变系统的内能，但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递；传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2．1．2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时，要经历一个过程，当系统由某一平衡态开始变化，状态的变化必然要破坏平衡，在过程进行中的任一间状态，系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时，气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻，气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同，在靠近活塞的气体压强要大一些，温度要高一些。
在热力学中，为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律，我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时，各时刻的状态也就非常接近平衡态，过程就成了准静态过程。
因此，准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况。
对于一定质量的气体，其准静态过程可用V p -图、T p -图、T v -图上的一条曲线来表示。
注意，只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中，一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化，总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中，功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中，功的概念要广泛得多，除机械功外，主要的有：流体体积变化所作的功；表面张力的功；电流的功。
(1)机械功 有些热力学问题中，应考虑流体的重力做功。
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改变内能的两种方式 做功 热传递
对内
(外界对物 体做功)
对外
(物体对外 界做功)
(物体从外 界吸热)
吸热
放热
(物体对外 界放热)
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
跟内能改变△ 之间的定量关系. 四,功W,热量 跟内能改变△U之间的定量关系. ,热量Q跟内能改变 ---------热力学第一定律
9,热力学第一定律的内容?公式?正负号的确定? 热力学第一定律的内容?公式?正负号的确定? 热力学第一定律的内容 内容:一个系统, 内容:一个系统,内能增量等于外界向它传递的 热量与外界对它所做功之和
改变内能的两种方式
1.功和内能 功和内能 2.热和内能 热和内能 3,热力学第一定律 ,
一,复习引入: 复习引入: 1,什么是物体内能?影响物体内能的因素有哪些? ,什么是物体内能?影响物体内能的因素有哪些? 理想气体的内能有什么特点? 理想气体的内能有什么特点? 热运动的分子动能和分子势能之和 物体里所有分子热运动 物体里所有分子热运动的分子动能和分子势能之和 叫物体的内能 微观因素:分子个数;分子的平均动能;分子间的距离 微观因素:分子个数;分子的平均动能; 宏观因素:物质的量;温度; 宏观因素:物质的量;温度;体积 特别说明:物体的内能是有物体的状态决定的. 特别说明:物体的内能是有物体的状态决定的. 内能是状态量 2,怎样改变物体的内能?(哪两种方式?) ?(哪两种方式 ,怎样改变物体的内能?(哪两种方式?) 做功和热传递
8,做功和热传递的关系? ,做功和热传递的关系?
联系:做功和热传递改变物体的内能是等效的. 联系:做功和热传递改变物体的内能是等效的 等效的.
一定数量的功与确定数量的热相对应------热功当量 热功 卡 焦耳/卡 焦耳 区别:改变物体内能的实质不同 区别: 做功:内能与其它形式能相互转化的过程; 做功:内能与其它形式能相互转化的过程; 功是能量转化的量度" "功是能量转化的量度" 热传递:是内能在不同物体间的转移过程. 热传递:是内能在不同物体间的转移过程. 热量是内能转移的量度" "热量是内能转移的量度"
二,做功可以改变物体的内能 3,什么叫绝热过程? ,什么叫绝热过程 系统既不从外界吸热, 系统既不从外界吸热,也不向外界放热的状态变化过程 4,焦耳的两个实验说明了什么? 焦耳的两个实验说明了什么? 焦耳的两个实验说明了什么 ①通过重力做功,使机械能转化为内能. 通过重力做功,使机械能转化为内能. ②通过电流做功,使电能转化为内能. 通过电流做功,使电能转化为内能. ③在绝热过程中,只要初状态和末状态相同,内 在绝热过程中,只要初状态和末状态相同, 能的变化量就相同,做功的数值就相同.与做功 能的变化量就相同,做功的数值就相同. 方式无关. 方式无关.
5,气体在绝热压缩过程中,是谁做功?气体内 能怎样变化? ,气体在绝热压缩过程中,是谁做功? 能怎样变化? 气体在绝热膨胀过程中,是谁做功?气体的内能怎样变化? 气体在绝热膨胀过程中,是谁做功?气体的内能怎样变化?
绝热压缩:外界对气体做,其他形式能转化为内能, 绝热压缩:外界对气体做,其他形式能转化为内能, 气体内能增加 绝热膨胀:气体对外界做,内能转化为其他形式能, 绝热膨胀:气体对外界做,内能转化为其他形式能, 气体内能减少. 气体内能减少. 特例:气体向真空膨胀时,不做功; 特例:气体向真空膨胀时,不做功; 绝热膨胀时,内能不变. 绝热膨胀时,内能不变.
燃气内能-----机械能 例:内燃机:燃料的化学能------燃气内能 内燃机:燃料的化学能 燃气内能 机械能
电动机:电能 电动机:电能-------机械能 机械能
例:金属制成的气缸中装有柴油与空气的混 合物, 合物,有可能使气缸中柴油达到燃点的过 程是: 程是: [ ] A.迅速向里推活塞 . B.迅速向外拉活塞 . C.缓慢向里推活塞 C. D.缓慢向外拉活塞 .
的热量, 例:一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量, 一定量的气体从外界吸收了 × 的热量 内能增加了4.2× 内能增加了 ×105J.是气体对外界做了功,还是 .是气体对外界做了功, 外界对气体做了功?做了多少焦耳的功? 外界对气体做了功?做了多少焦耳的功?如果气体 不变, 吸收的热量仍为2.6× 吸收的热量仍为 ×105J不变,但是内能只增加了 不变 1.6×105J,这一过程做功情况怎样? × ,这一过程做功情况怎样?
三,热传递可以改变物体的内能. 热传递可以改变物体的内能. 可以改变物体的内能 6,什么叫热传递?热传递产生的条件?热传递的方式? ,什么叫热传递?热传递产生的条件?热传递的方式? 热传递: 热传递:热量从高温物体传到低温物体的过程 发生条件: 发生条件:物体之间或物体的不同部分之间 存在温度差 温度差. 存在温度差. 热传递的方式:传导,对流, 热传递的方式:传导,对流,辐射 7,什么是热量? ,什么是热量? 量度. 热量:是在单纯的传热过程中 系统内能变化的量度 是在单纯的传热过程中, 热量 是在单纯的传热过程中,系统内能变化的量度. 是过程量. 是过程量.不是状态量 单纯的传热过程中:物体吸收热量------内能增加; 内能增加; 单纯的传热过程中:物体吸收热量 内能增加 放出热量---------内能减少. 内能减少. 放出热量 内能减少
公式:△U = W + Q 公式:
外界对物体做功----W为正, 为正, 外界对物体做功 为正 物体对外界做功-----W为负; 为负; 物体对外界做功 为负 吸热-----Q为正, 为正, 吸热 为正 放热-----Q为负; 为负; 放热 为负 内能增加-------△U为正, 内能增加 △ 为正, 为正 内能减少---------△U为负 内能减少 △ 为负
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4. 一定量的理想气体,经历某过程后,温度升高 一定量的理想气体,经历某过程后, 则根据热力学定律可以断定: 了.则根据热力学定律可以断定: A, 该理想气体系统在此过程中吸了热. , 该理想气体系统在此过程中吸了热. B 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功. 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功. C,该理想气体系统的内能增加了. ,该理想气体系统的内能增加了. D,在此过程中理想气体系统既从外界吸了热,又 ,在此过程中理想气体系统既从外界吸了热, 对外作了正功. 对外作了正功. 以上正确的断言是:( 以上正确的断言是:( )
解:根据题意得出: Q = 2.6×105J,△U =4.2×105J,求:W = ? 根据△U = W + Q代入可得:4.2×105J = W + 2.6×105J W = 1.6×105J W为正值,外界对气体做功,做了1.6×105J功. 第二问中:Qˊ= 2.6×105J,△Uˊ=1.6×105J,计算结果 Wˊ= - 1.0×105J. 这说明气体对外界做功(气体体积变大),做了1.0×105J.
例1,一定量气体,如果膨胀时做的功是 ,一定量气体,如果膨胀时做的功是135J, , 同时向外放热85J,内能变化量是多少?增加 同时向外放热 ,内能变化量是多少? 还是减少? 还是减少? 已知 W=-135J Q=85J
△U = W + Q =-50J "负号"表示内能减少 负号" 负号
答案:A
2. 理想气体向真空作绝热膨胀. ( ) 理想气体向真空作绝热膨胀. (A) 膨胀后,温度不变,压强减小. 膨胀后,温度不变,压强减小. (B) 膨胀后,温度降低,压强减小. 膨胀后,温度降低,压强减小. (C) 膨胀后,温度升高,压强减小. 膨胀后,温度升高,压强减小. (D) 膨胀后,温度不变,压强不变. 膨胀后,温度不变,压强不变. 3,一物质系统从外界吸收一定的热量,则 ,一物质系统从外界吸收一定的热量, 答案: 答案:D (A) 系统的温度一定升高. 系统的温度一定升高. (B) 系统的温度一定降低. 系统的温度一定降低. (C) 系统的温度一定保持不变. 系统的温度一定保持不变. (D) 系统的温度可能升高,也可能降低或保持不变 系统的温度可能升高,
答案: 答案:C
五,能量守恒定律 10,能量守恒定律的内容是什么? ,能量守恒定律的内容是什么? 热力学第一定律与能量守恒定律的关系? 热力学第一定律与能量守恒定律的关系? 热力学第一定律是能量守恒定律的特例. 热力学第一定律是能量守恒定律的特例 11,什么是第一类永动机?为什么不能成功? ,什么是第一类永动机 为什么不能成功 为什么不能成功? 不需要任何动力和燃料,却能不断的对外做功的机器. 不需要任何动力和燃料,却能不断的对外做功的机器. 违背能量守恒定律 12,各种机器的作用是什么? ,各种机器的作用是什么? 任何动力机械系统作用:把其他形式能转化为机械能. 任何动力机械系统作用:把其他形式能转化为机械能.