2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第3章热力学定律3.1功、热和内能的改变(1)课件

功、热和内能的改变\n1.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,也不向外界.2．代表实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起.(2)通过电流的给水加热.3．实验结论要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量只由决定,而与无关.吸热放热水温度上升热效应过程始末两个状态做功的方式\n1．用下述方法改变物体的内能,属于做功方式的是()A．搓搓手会感到手暖和些B．汽油机汽缸内被压缩的气体C．车刀切下的炽热的铁屑D．物体在阳光下被晒热\n解析：搓手时克服摩擦力做功,机械能转化为内能,汽缸压缩气体,对气体做功,车刀切削钢件,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使切下的铁屑温度升高,都是通过做功使内能发生改变,而物体在阳光下被晒热是通过热辐射,物体吸收太阳能温度升高,没有做功,故本题应选A、B、C.答案：ABC\n1．内能的概念(1)内能是描述热力学系统的物理量.(2)在绝热过程中可以改变热力学系统所处的状态.2．绝热过程中内能的变化(1)表达式：.(2)外界对系统做功,W为正；系统对外界做功,W为负.自身状态ΔU＝W做功\n1．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.\n2．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.\n3．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,只有内能变化越大时,对应着做功越多.\n2．金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是()A．迅速向里推活塞B．迅速向外拉活塞C．缓慢向里推活塞D．缓慢向外拉活塞\n解析：此题考查有关热和功的内容,当向里推活塞时,外界对柴油与空气的混合物做功,又因为气缸是导热良好的金属做的,因而当缓慢向里推活塞时,由于热传导,气缸中的柴油与空气的混合物温度不会上升很高使之达到燃点,故只有迅速向里推活塞,才可能使气缸中柴油达到燃点.答案：A\n1．热传递(1)条件：物体的不同.(2)过程：温度不同的物体发生热传递,温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,从高温物体传到低温物体.(3)热传递的三种方式：、、.温度热量热传导热对流热辐射\n2．热和内能(1)单纯地对系统传热也能改变系统的,即热传递能改变物体的.(2)热量：在单纯的传热过程中系统的量度.(3)单纯的传热过程中内能的变化①公式：.②物体,Q为正；物体,Q为负.热力学状态内能内能变化ΔU＝Q吸热放热\n1．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(1)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.\n(2)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.(3)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.\n3.关于热量和物体内能变化的关系下列说法正确的是()A．物体吸收热量内能一定增大B．物体的内能增大一定是吸收了热量C．热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递D．热量只能从内能大的物体向内能小的物体传递\n解析：改变物体的内能有两种方式,做功和热传递,物体吸收热量的同时如果物体对外做了功,内能不一定增大,故A错,同理物体内能增大也可能是外界对物体做功引起的.故B选项错.物体间发生热传递的条件是存在温度差,而物体内能的大小不仅与温度有关,还与物质的量和体积有关,内能小的物体温度如果比内能大的物体温度高,热量就会从内能小的物体向内能大的物体传递.故C选项正确,D选项错误.答案：C\n[例1]如图10－1－1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力,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,内能增加图10－1－1\n[思路点拨]明确研究对象是密闭气体,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.[解析]容器绝热,活塞对气体做功,由功和内能变化的关系可知,气体内能增加；温度是分子平均动能的标志,且气体内能增加,故温度一定升高；对活塞进行受力分析p0S＋F＝p气S,可知,气体压强增大,C项正确.[答案]C\n[借题发挥]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；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转化为内能多少的量度.(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,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.\n1．图10－1－2为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中()图10－1－2\nA．外界对气体做功,气体内能增大B．外界对气体做功,气体内能减小C．气体对外界做功,气体内能增大D．气体对外界做功,气体内能减小解析：此过程为绝热过程,ΔU＝W,M向下滑动,气体体积减小,外界对气体做功,气体内能增加,故B、C、D错误,A正确.答案：A\n[例2]关于物体的内能以及变化,以下说法正确的是()A．物体的温度改变时,其内能必定改变B．物体对外做功,其内能不一定改变；向物体传递热量,其内能也不一定改变C．物体对外做功,其内能必定改变,物体向外传出一定热量其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换,则物体的内能必定不改变\n[解析]一定质量的物体,其内能由温度和体积共同决定.物体的温度改变时,其内能不一定改变,所以A错误；做功和热传递是改变物体内能的两种方式.若物体对外做功为W,同时吸收的热量为Q,且若W>Q,则物体的内能减少；若W＝Q,则物体的内能不变；若W<Q,则物体的内能增加.所以B正确,C、D错误.[答案]B\n2．下列说法正确的是()A．若A、B两物体接触但没有热传递,则两物体所包含的热量相等B．做功和热传递的共同点是都能使系统内能改变C．一物体先后经几个不同的物理过程,其温度均从t1升高到t2,则在这些过程中物体一定从外界吸收相同的热量D．高温物体内能多,低温物体内能少\n解析：A、B两物体没有发生热传递是因为两物体温度相等,A错.做功和热传递都是改变内能的方式,B对.一物体温度从t1到t2,内能的改变可能是由于吸收了热量,也可能是对物体做了功,C错.高温物体分子的平均动能大,内能不一定大,D错.答案：B