2012高中物理 10.1 功和内能 10.2 热和内能课件 新人教版选修3-3.ppt

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1、一、焦耳两个实验比较及功和能的关系1.焦耳的两个实验的比较2.功和内能的关系(1)内能与内能变化的关系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，分子平均动能变化.物体体积变化时，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.(2)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.(3)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

2、能大，并不意味着做功多.在绝热过程中，只有内能变化越大时，对应着做功越多.在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能增加，外界对系统做多少功，系统的内能就增加多少；系统对外界做功，系统的内能减少，系统对外界做多少功，系统的内能就减少多少.【典例1】(2010·福建高考)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

3、降低，压强减小，内能增加【解题指导】明确研究对象是密闭的气体,由功和内能的关系得出温度的变化，再利用理想气体状态方程求解.【标准解答】选C.由F对密闭的气体做正功，容器及活塞绝热，则Q=0,由功和内能的关系知理想气体内能增大,T升高,再根据pV/T=C,V减小,p增大,故选C.【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多少的量度.(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，

4、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.【变式训练】(2011·汕头高二检测)如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气.以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中()A.E甲不变，E乙减小B.E甲不变，E乙增大C.E甲增大，E乙不变D.E甲增大，E乙减小【解析】选D.接触面是绝热面，拉动拉杆，对乙部分气体来讲，气体推动活塞对活塞做功，内能减小，温度降低；对甲部分气体来讲，活塞压缩气体做功，内能增大.【变式备选】采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初状态A变化至末状态B.

5、对于不同的绝热方式下面说法正确的是()A.对气体所做的功不同B.对气体所做的功相同C.对气体不需做功，因为没有能量的传递D.以上三种说法都不对【解析】选B.一个系统的内能只与状态有关，内能的变化只与始末状态有关，与过程无关，对绝热过程由ΔU=W可知，ΔU相同则W相同，B对，A、C、D错.二、温度、内能和热量的区别与联系1.温度与内能从宏观看，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).2.热量和内能热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映

6、物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的.有过程，才有变化，离开过程，毫无意义.就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“热量”和“功”，因此，不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”.内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定，要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种过程来完成.热传递改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程.在仅有热传递使物体的内能发生变化时，内能改变的多少可用热量来量度.物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少.【典例2】对于热量、功和内能三者的说法正确的是()A.热量、功、内能三

7、者的物理意义相同B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位不相同D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的【解题指导】求解此题应把握以下三点：【标准解答】选D.物体的内能是指物体所有分子的动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A项错.热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的物理量，而功也是用做功的方式来量度改变物体内能多少的物