高中物理3.1功、热和内能的改变课件新人教版选择性必修第三册
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【高中物理】功、热和内能的改变课件 高二物理人教版(2019)选择性必修第三册
动能减小
不计分子
内能减小 间的势能
三、热与内能的改变
温度不同的物体A、B互相接触,温度高的A要 降温，温度低的B要升温，持续到系统间达到 热平衡(温度相等)为止，这个过程称之为热 传递。
外界没有对系统做功，只对系统传热，同样 能改变系统的状态。
三、热与内能的改变
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，等于外界向系统传递的热 量Q，即△U=Q。
内能不变 不计气体的分子势能 温度不变
例：地面附近有一正在上升的空气团，它与外界
的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而
降低，则该空气团在上升过程中(不小
A．体积减小，温度降低
B．体积减小，温度不变 体积增大 C．体积增大，温度降低
温度降低
D．体积减小，温度不变 对外界做功
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 。 热传递使物体的内能改变， 是物体间内能的转移。
例：关于热传递，下列说法正确的是( B )
A．热传递的实质是温度的传递 热量
B．物体间存在温度差，才能发生热传递
C．热传递可以在任何情况下进行
物体间存在温
度差才能发生 热传递.在达到 温度相同后停 止热传递
D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量
可能是与外界发生了热传递， 也可能是由于外界对其做功 或其对外界做功
例：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
热量的概念只有在涉及能量传递时才有意义。所 以不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或 放出了多少热量。
新教材高中物理第三章热力学定律1功热和内能的改变课件新人教版选择性必修第三册
热和内能
1．热传递 (1)条件：物体的___温__度___不同． (2)定义：两个___温__度___不同的物体相互接触时，温度高的物体要降 温，温度低的物体要升温，__热__量____从高温物体传到了低温物体．
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：_Δ__U_＝__Q____．
【解析】物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不是只由温 度决定，故A、B错误；在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物 体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继 续增大，内能小的物体内能继续减小，故C错误，D正确．
课堂 • 重难探究
－对功和内能的理解
1．内能：物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之 和．
A．这个装置可测定热功当量 B．做功增加了水的热量 C．做功增加了水的内能 D．功和热量是完全等价的，无区别 【答案】AC
【解析】将做功过程和吸热过程在同等条件下比较，可测出热功当 量，故A正确；做功增加了水的内能，热量只是热传递过程中内能改变 的量度，故B错误，C正确；做功和传热产生的效果相同，但功和热量 是不同的概念，D错误．
④科学态度与责任：知道物理学研究的很多问题就在身边，对自然 界有好奇心，具有探索的兴趣；注重运用热力学定律分析和解决人们生 产、生活中的一些问题．
Hale Waihona Puke 本章重点 ①分清内能、功、热量、温度 四个物理量的区别和联系；②理解能量守恒定 律，知道能量守恒定律是自然界中普遍遵循的 基本规律；③理解热力学第二定律的两种表 述，并能用热力学第二定律解释第二类永动机 不可能制成．
(1)在微观上由分子数、分子热运动的剧烈程度和相互作用力决定， 宏观上体现为物体的温度和体积，因此物体的内能是一个状态量．
高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册PPT_3.1功热和内能的改变
2.如图所示,一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置,绝热活塞的质量为5 kg, 面积为0.1 m2,处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm,现在活塞上方加一 15 kg的物体,待稳定后,被封闭气体的高度变为40 cm。求在这一过程中气体 的内能增加了多少?(p0=1.01×105 Pa,g取10 m/s2)
2.如图几幅图中,有关功与内能的说法中正确的是
()
A.图1中迅速下压活塞,棉花会燃烧起来,说明热传递可以使物体的温度升高 B.图2中重物下落带动叶片转动,由于叶片向水传递热量而使水的温度升高 C.图3中降落的重物使发电机发电,电流对水做功使水的温度升高 D.做功和热传递都可以使物体的内能增加
（教学提纲）2 0 2 0 - 2 021学年高二下学期物理人教版（2 0 1 9 ）选择性必修第三册获奖课件：3 . 1 功热和内能的改变（免费下载）
【规律方法】分析绝热过程的方法 (1)在绝热的情况下,若外界对系统做正功,系统内能增加,ΔU为正值;若系统 对外界做正功,系统内能减少,ΔU为负值。此过程做功的多少为内能转化的量 度。 (2)在绝热过程中,内能和其他形式的能一样也是状态量,气体的初、末状态确 定了,即在初、末状态的内能也相应地确定了,内能的变化ΔU也确定了。而功 是能量转化的量度,所以ΔU=W,即W为恒量,这也是判断绝热过程的一种方法。
二、功和内能的改变 1.内能:依赖于一个热力学系统_自__身__状__态__的物理量,是热力学系统的一种能 量。 2.绝热过程中做功与内能变化的关系:_Δ__U_=_W_。 三、热和内能的改变 1.传热:热量总是从_高__温__物体向_低__温__物体传递。 2.热量和内能: (1)关系描述:热量是在单纯的传热过程中系统_内__能__变__化__的量度。 (2)公式表达:_Δ__U_=_Q_。
2.如图几幅图中,有关功与内能的说法中正确的是
()
A.图1中迅速下压活塞,棉花会燃烧起来,说明热传递可以使物体的温度升高 B.图2中重物下落带动叶片转动,由于叶片向水传递热量而使水的温度升高 C.图3中降落的重物使发电机发电,电流对水做功使水的温度升高 D.做功和热传递都可以使物体的内能增加
（教学提纲）2 0 2 0 - 2 021学年高二下学期物理人教版（2 0 1 9 ）选择性必修第三册获奖课件：3 . 1 功热和内能的改变（免费下载）
【规律方法】分析绝热过程的方法 (1)在绝热的情况下,若外界对系统做正功,系统内能增加,ΔU为正值;若系统 对外界做正功,系统内能减少,ΔU为负值。此过程做功的多少为内能转化的量 度。 (2)在绝热过程中,内能和其他形式的能一样也是状态量,气体的初、末状态确 定了,即在初、末状态的内能也相应地确定了,内能的变化ΔU也确定了。而功 是能量转化的量度,所以ΔU=W,即W为恒量,这也是判断绝热过程的一种方法。
二、功和内能的改变 1.内能:依赖于一个热力学系统_自__身__状__态__的物理量,是热力学系统的一种能 量。 2.绝热过程中做功与内能变化的关系:_Δ__U_=_W_。 三、热和内能的改变 1.传热:热量总是从_高__温__物体向_低__温__物体传递。 2.热量和内能: (1)关系描述:热量是在单纯的传热过程中系统_内__能__变__化__的量度。 (2)公式表达:_Δ__U_=_Q_。
功、热和内能的改变课件人教版选择性必修第三册(共23张ppt)
人教版（2019）选择性必修三
2024
3.1 功、热和内能的改变来自制作高二物理备课组
课标引领
课程标准 1.了解焦耳的两个实验。掌握从热力学角度认识内能的概念。 2.知道做功与内能改变的关系,知道传递的热量与内能变化的关系。 3.知道做功和传热是改变内能的两种方式，且对改变系统内能是等效的。 4.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。
做功和热传递
1.联系： 两种方式都可以改变物体的内能。 做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
2.区别：
①做功：其他形式的能和内能之间的转化。 热传递：同种形式能量的转移。
②做功改变物体内能的时候， 内能变化用功的来量度(∆U＝W)
热传递改变物体内能的时候， 内能的变化就用热量来量度(∆U＝Q)
思考与交流
一、物体的内能
1.定义： 物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和。 注意：任何物体都具有内能。
因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分 子所组成。
2.决定内能的因素： 宏观上看： 物体的摩尔数、温度和体积
微观上看： 组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间距
焦耳实验
热功当量： 做功和热传递对改变物体内能是等效的。
三、热与内能变化
生活中常见的热传递现象
热传递
三种方式：
条件：物体之间存在温度差。
内能和热量(热能)的区别
1.内能是状态量， 一个物体在不同的状态下有不同的内能； 注意：热量是过程量，内能是变化量，表示传热引起的内能
变化所转移的能量。
2.没有传热，就没有热量，但此时物体仍具有一定内能。 例：不能说“某物体在某温度时具有多少热量”。 热能是内能通俗而不确切的说法，热量是物体 在传热过程中内能转移的多少。
2024
3.1 功、热和内能的改变来自制作高二物理备课组
课标引领
课程标准 1.了解焦耳的两个实验。掌握从热力学角度认识内能的概念。 2.知道做功与内能改变的关系,知道传递的热量与内能变化的关系。 3.知道做功和传热是改变内能的两种方式，且对改变系统内能是等效的。 4.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。
做功和热传递
1.联系： 两种方式都可以改变物体的内能。 做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
2.区别：
①做功：其他形式的能和内能之间的转化。 热传递：同种形式能量的转移。
②做功改变物体内能的时候， 内能变化用功的来量度(∆U＝W)
热传递改变物体内能的时候， 内能的变化就用热量来量度(∆U＝Q)
思考与交流
一、物体的内能
1.定义： 物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和。 注意：任何物体都具有内能。
因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分 子所组成。
2.决定内能的因素： 宏观上看： 物体的摩尔数、温度和体积
微观上看： 组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间距
焦耳实验
热功当量： 做功和热传递对改变物体内能是等效的。
三、热与内能变化
生活中常见的热传递现象
热传递
三种方式：
条件：物体之间存在温度差。
内能和热量(热能)的区别
1.内能是状态量， 一个物体在不同的状态下有不同的内能； 注意：热量是过程量，内能是变化量，表示传热引起的内能
变化所转移的能量。
2.没有传热，就没有热量，但此时物体仍具有一定内能。 例：不能说“某物体在某温度时具有多少热量”。 热能是内能通俗而不确切的说法，热量是物体 在传热过程中内能转移的多少。
人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第三章 1.功、热和内能的改变
02
重难探究•能力素养全提升
03
学以致用•随堂检测全达标
基础落实•必备知识全过关
一、功和内能
1.焦耳的实验
(1)绝热过程:系统不从外界 吸热
,也不向外界 放热
的过程。
(2)代表性实验
①重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温 上升
;
②通过电流的 热效应 给水加热。
(3)实验结论:要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量只由过程
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,才对应着做功较多。
特别提醒
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
有没有吸热或放热,以及吸热或放热的多少。
应用体验
典例1 (2022广西桂林高二期中)如图所示,一定质量的理想气体密封在绝
热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。
今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体
的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦,则被密封的气体(
A.温度升高,压强增大,内能减少
B.温度降低,压强增大,内能减少
C.温度升高,压强增大,内能增加
D.温度降低,压强减小,内能增加
分。
5.改变内能的两种方式的比较
比较项目 做功
内能变化
外界对物体做功,物体的内能增加;
物体吸收热量,内能增加;物
物体对外界做功,物体的内能减少
体放出热量,内能减少
物理实质 其他形式的能与内能之间的转化
相互联系
同部分之间内能的转移
做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同
3.1 功、热和内能的改变 (教学课件)-高二物理人教版选择性必修三
体积减小，外界对气体做功。
2. 利用温度的变化分析理想气体内能的变化。
3. 利用热力学第一定律判断是吸热还是放热。
链接高考—2018新课标1
如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达
状态e。对此气体，下列说法正确的是（
BDE ）
A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对 Nhomakorabea界做正功
在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量。
表达式：ΔU＝W
说明：
1.系统内能的改变量，只与初末状态的内能U1、U2有关，与做功的过程、方式无关；
2. 外界对系统做功时w为正；系统对外界做功时w为负。
外界对系统做功系统内能增加；系统对外界做功系统内能减小。
3.功是过程量，内能是状态量。
3.什么是热传递？
实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式。
3.4 热力学第二定律
一、热力学第二定律
定义：
物理学中反映宏观自然过程的方向性的
定律就是热力学第二定律。
二、热力学第二定律的两种表述
1．克劳修斯表述
热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这就是热力学第二
定律的克劳修斯表述，阐述的是热传递的方向性。
3.1 功、热和内能的改变
问题导学
1.什么是绝热过程？
2.做功与内能变化的关系？
3.什么是热传递？
4. 热传递的三种方式？
5.传递的热量与内能改变量的关系？
1.什么是绝热过程？
绝热过程
系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交
换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热。
2.做功与内能变化的关系？
2. 利用温度的变化分析理想气体内能的变化。
3. 利用热力学第一定律判断是吸热还是放热。
链接高考—2018新课标1
如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达
状态e。对此气体，下列说法正确的是（
BDE ）
A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对 Nhomakorabea界做正功
在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量。
表达式：ΔU＝W
说明：
1.系统内能的改变量，只与初末状态的内能U1、U2有关，与做功的过程、方式无关；
2. 外界对系统做功时w为正；系统对外界做功时w为负。
外界对系统做功系统内能增加；系统对外界做功系统内能减小。
3.功是过程量，内能是状态量。
3.什么是热传递？
实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式。
3.4 热力学第二定律
一、热力学第二定律
定义：
物理学中反映宏观自然过程的方向性的
定律就是热力学第二定律。
二、热力学第二定律的两种表述
1．克劳修斯表述
热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这就是热力学第二
定律的克劳修斯表述，阐述的是热传递的方向性。
3.1 功、热和内能的改变
问题导学
1.什么是绝热过程？
2.做功与内能变化的关系？
3.什么是热传递？
4. 热传递的三种方式？
5.传递的热量与内能改变量的关系？
1.什么是绝热过程？
绝热过程
系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交
换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热。
2.做功与内能变化的关系？
人教版高中物理选择性必修第3册 第三章 热力学定律 1 功、热和内能的改变(可编辑PPT)
6.外界对物体做功多,就意味着物体的内能大。 ( ✕ ) 提示:外界对物体做功多,就意味着物体的内能变化大,不能认为物体的内能大。 7.在绝热过程中,外界对系统做的功小于系统内能的增加量。 ( ✕ ) 提示:在绝热过程中,外界对系统做的功等于系统内能的增加量。 8.高温物体内能多,低温物体内能少。 ( ✕ ) 提示:物体内能的多少与物质的量、物体的温度、体积等因素均有关。 9.热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。 ( ✕ ) 提示:热量从温度高的物体传递给温度低的物体。 10.做功和传热都可改变物体的内能,从效果上是等效的。 ( √ ) 提示:做功和传热都能引起系统内能的改变,从效果上是等效的。
1 | 功与内能的改变 焦耳的两个代表性实验
两个实验 实验装置
实验一
实验二
做功方式
实验条件 共性
通过重物下落带动叶片搅拌容器中 通过重物下落带动发电机发电,电流通过电
的水,靠叶片与水摩擦使水温升高,通 阻丝,电流的热效应使水温升高,通过电流做
过重力做功实现能量转化
功实现能量转化
容器及其中的水组成的系统与外界绝热
第三章 热力学定律
1 功、热和内能的改变
1.了解焦耳的两个实验。掌握从热力学角度认识内能的概念。 2.知道做功与内能改变的关系,知道传递的热量与内能变化的关系。 3.知道做功和传热是改变内能的两种方式,且对改变系统内能是等效的。 4.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。
1 | 焦耳的实验
(3)在单纯地对系统传热过程中,外界对系统传热,系统的内能 增加 ;系统对外 界传热,系统的内能 减少 。 3.传热与做功在改变系统内能上的异同 (1)做功和传热都能引起系统 内能的改变 。 (2)做功时,内能与其他形式的能(如内能与机械能、内能与电能等)发生 转化
3.1 功、热和内能的改变(课件)高二物理(人教版2019选择性必修第三册)
ΔU=U2-U1=W
2.在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系 统的内能减少。
二、功与内能的改变
功转内能的实验：
03
热与内能的改变
三、热与内能的改变
烧水的过程
烧烤的过程
三、热与内能的改变
1.当对系统单纯传热过程中，热量是系统内能变化的量度。当系统从状 态1 经过单纯的传热达到状态2时：
感谢观看！
一、焦耳的实验
1840年开始，英国物理学家焦耳进行了多 种多样的实验，以求精确测定外界对系统做功 和传热对于系统状态的影响，以及功与热的相 互关系。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。
焦耳（James Prescott Joule，1818—1889）
一、焦耳的实验
§1 功、热和内能的改变
第三章 热力学定律体
目录
CONTENTS
01 焦耳的实验 02 功与内能的改变 03 热与内能的改变
观察与思考：
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？
01 焦耳的实验
ΔU=U2-U1=Q
2.改变内能的三种热传递方式：
热传导、热对流、热辐射。
总结：
做功
改变内能的两种方式
热传递
对内
对外
吸热
放热
（外界对物体做功） （物体对外界做功） （物体从外界吸热） （物体对外界放热）
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
总结：做功和热传递改改变，内能的改变就用做功的数值来量度。 (2)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.内能改变的本质不同： (1)做功时，内能与其他形式的能发生转化。 (2)热传递时，内能只是不同物体（或一个物体的不同部分）之间的转移。
2.在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系 统的内能减少。
二、功与内能的改变
功转内能的实验：
03
热与内能的改变
三、热与内能的改变
烧水的过程
烧烤的过程
三、热与内能的改变
1.当对系统单纯传热过程中，热量是系统内能变化的量度。当系统从状 态1 经过单纯的传热达到状态2时：
感谢观看！
一、焦耳的实验
1840年开始，英国物理学家焦耳进行了多 种多样的实验，以求精确测定外界对系统做功 和传热对于系统状态的影响，以及功与热的相 互关系。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。
焦耳（James Prescott Joule，1818—1889）
一、焦耳的实验
§1 功、热和内能的改变
第三章 热力学定律体
目录
CONTENTS
01 焦耳的实验 02 功与内能的改变 03 热与内能的改变
观察与思考：
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？
01 焦耳的实验
ΔU=U2-U1=Q
2.改变内能的三种热传递方式：
热传导、热对流、热辐射。
总结：
做功
改变内能的两种方式
热传递
对内
对外
吸热
放热
（外界对物体做功） （物体对外界做功） （物体从外界吸热） （物体对外界放热）
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
总结：做功和热传递改改变，内能的改变就用做功的数值来量度。 (2)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.内能改变的本质不同： (1)做功时，内能与其他形式的能发生转化。 (2)热传递时，内能只是不同物体（或一个物体的不同部分）之间的转移。
高二下学期物理人教版选择性必修第三册课件：3.1功热和内能的改变
考查角度1 做功与内能的改变 【典例示范 1】拥有私家车的人们越来越多,说明人们生活水平不断提高。某 汽车的发动机汽缸内装有汽油与空气的混合气体,如图所示,要使该混合气体 达到其燃点,则( ) A.迅速向外拉活塞 B.迅速向里推活塞 C.缓慢向里推活塞 D.缓慢向外拉活塞
【解析】选B。气体压缩时外界对气体做功内能增大,气体膨胀时气体对外做功 内能减少。将装有汽油与空气的混合气体的汽缸中的活塞迅速向里推,该汽缸 内混合气体来不及与外界发生热交换,可以看作绝热过程,同时由于外界通过活 塞对该气体做功,使该混合气体的内能增加,温度升高,从而达到汽油燃点,故B 对。
锯木头时,锯片发烫;e.
做功和个传热_状在_改_变态_物_体决的内定能上是,等而效的与_做__功__的__方__式__无关。
做功和传热改变物体内能的本质不同,因为做功的过程一定是不同形式的能相互转化的过程,而传热是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体不同的部分之间传递或转移,故
A选项正确。
两种方法对改变物体的内能来说是等效的,即做的功与传递的热量相等时,物体内能的改变是相等的,故B正确。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【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。
【思考·讨论】 幼儿园里一般都有滑梯,小朋友沿滑梯下滑时屁股通常会感到发热,这是为
什么?
提示:小朋友沿滑梯下滑时克服摩擦力做功,内能增加。
4.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,热量可以通过系统转化为功,功也可以通过系统转化为热量, 但它们之间有着本质的区别。 5.改变内能的两种方式的比较: