高中物理《功和内能 热和内能》课件
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高中物理 101.2 功和内能 热和内能课件 新人教版选修33
第十三页，共28页。
•内能与热量(rèliàng) •(1)热量(rèliàng)的概念在涉及能量传递时才有 意义．我们不能说一个物体具有多少热量 (rèliàng)，只能说在热传递过程中物体吸收或放 出了多少热量(rèliàng)． •(2) 在 单 纯 传 热 的 过 程 中 ， 物 体 吸 收 热 量 (rèliàng)，内能增加，物体放出热量(rèliàng)， 内能减小．
做功
增加
放热
U2－U1 绝热过程(jué rè ɡuò chénɡ)
功
减小
吸热(xī rè)
第五页，共28页。
• 三、热传递
•
定义：两个温度不同的物体相互接触(jiēchù)时温度高的物体要降温，
温度低的物体要升温，我们说，热量从
传到了
．这样的过程叫做热传递．
•
热传递的三种方式
•
热传递有三种方式，分别是
个截然不同的概念，内能是
，我们说物体
•在一定状态下有内能，而不能说有热量．
•热传递和内能变化的关系：系统在单纯(dānchún)的热传递过程中，内能的增
量ΔU等于外界向系统传递的热量Q，即
.
•热传递改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程．热传递使物体的内能
发生变化时，内能改变的多少可用
来量
•度．物体吸收了多少热量，物体的内能就
发生变化，即物体的内能是由它的状态决定的，
且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．
第九页，共28页。
•做功与内能的变化理解 •做功改变物体(wùtǐ)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，做功使物体(wùtǐ)内能发生变化时，内能改变了 多 少 可 用 做 功 的 数 值 来 度 量 ． 外 界 对 物 体 (wùtǐ) 做 多 少 功 ， 物 体 (wùtǐ)的内能就增加多少；物体(wùtǐ)对外界做多少功，物体(wùtǐ)的 内能就减少多少． •压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加 量等于外界对气体做的功；气体膨胀，是气体对外界做功，气体内 能减小，气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的功．实质上，对 气体我们还能从另一个方面来判断，那就是看气体的体积，被研究 的气体体积增大就一定对外做功；气体的体积减小，外界就一定对 气体做功．
人教版高中物理选修(3-3)10.1、2《功和内能 热和内能》ppt课件
【典例1】如图所示，固定在水平面上的汽缸内，用活塞封闭 一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦且与周围环境没有 热交换。今用一个水平恒力F向外拉动活塞过程中，下列叙述 正确的是( )
A.由于没有热交换，汽缸内气体的温度不变 B.由于拉力对活塞做正功，汽缸内气体的温度升高 C.由于气体体积变大，所以汽缸内气体内能增加 D.由于气体膨胀对外做功，所以汽缸内气体内能减少
2.根据Q=Δ U，能否说热量就是内能？ 提示：不能。热量是过程量，只有在发生热传递时体现，可以 测量；而内能是状态量，不可测量。 3.在单纯的热传递过程中，怎样计算内能的增量? 提示:当系统从状态1经过单纯的热传递达到状态2时，内能的 增加量ΔU=U2-U1等于外界对系统传递的热量Q，即ΔU=Q。
【思路点拨】 求解此题应注意以下三点 (1)做功可以改变内能。 (2)绝热过程就是系统与外界没有能量交换即Q=0。 (3)内能的变化有增加和减少两种情况，在绝热条件下，外界对系 统做正功，系统内能增加；系统对外界做正功，系统内能减少。
【解析】选D。拉力对汽缸做正功，或说克服活塞内外的压力 差做功，而不是对气体做功，相反，拉动活塞，汽缸内气体膨 胀对外做功，所以其内能会减少，故选项A、B、C都是错误的， 选项D正确。
二、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_。 (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__。
高中热力学定律ppt课件
⑷热力学第三定律
不可能通过有限的过程把一个物体冷却 到绝对零度.
或 绝对零度不可能达到
6.能源和可持续发展
⑴能量耗散和品质降低
①没有办法把流散到周围环境的内能重 新收集起来加以利用,这种现象叫做能量的耗 散.
机械能、电能、化学能等都是集中度较 高并且有序度较高的能量,它们变为内能后, 就成为更加分散并且无序度更大的能量.
⑷第二类永动机不可能制成
能从单一热源吸收热量,使之完全变 为有用的功而不产生其他影响的热机叫 做第二类永动机.
第二类永动机虽然不违反热力学第一 定律,但是违反了热力学第二定律,所以是 不可能制成的.
5.热力学第二定律的微观解释
热力学第二定律的微观解释
一切自然过程总是沿着 分子热运动的无序性增大 的方向进行.
⑶熵
①系统宏观态所对应的微观态的多少表征了系 统宏观态的无序程度,该无序程度决定着宏观过程 的演变方向.
②若用Ω表示系统一个宏观态所对应的微观态 的数目,则Ω就是该系统分子运动无序性的量度.用S 表示熵,定义
S=klnΩ 式中k是玻尔兹曼常数.
熵S也是系统分子运动无序性的量度.熵较大的 宏观态就是无序程度较大的宏观态.
③内能在两个状态间的改变﹙差值﹚等 于外界在绝热过程中对系统所做的功，即 ΔU=W ﹙做功过程与内能的关系﹚.
2.热和内能
⑴热传递
①没有做功而使物体内能改变的物理过程 叫做热传递.
②热传递发生的条件 : ΔT≠0;热传递过程中, 热量从高温物体传递到低温物体.
③热传递的三种方式 : 传导 对流
辐射
W Q
任何一部热机都包含三个部分 : 高温热库,如蒸汽机的锅炉,内燃机的汽缸; 工作部分, 低温热库,如冷凝器﹙尾喷管,大气等﹚.
精品课件 高中物理必修 功、热和内能的改变
新知讲解
二、功与内能的改变
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。
新知讲解
二、功与内能的改变
1.内能
任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状
态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能。
新知讲解
三、热与内能的改变
4.热与内能的改变
（1）像做功一样，热量的概念也只有在涉及能量的传递时才有意义。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。
（2）做功和热传递都可以改变物体的内能，且效果是相同的。
外界没有对系统（水）做功，只对系统传
热，同样能改变系统的状态。
结论：热量是在单纯的传热过程中系统内
7．在下述现象中没有通过做功而使物体内能改变的是（ BD ）
A．电流通过电炉而使温度升高
B．在阳光照射下，水的温度升高
C．铁锤打铁块，使铁块温度升高
D．夏天在室内放几块冰，室内会变凉快
课堂练习
8．对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是（ CD ）
A．热量、功、内能三个量的物理意义是等同的
B．热量和功二者可作为物体内能大小的量度
被密封的气体（ C ）
A．温度传感器
B．压力传感器
C．磁传感器
D．光传感器
课堂练习
2．如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空。现将隔板
抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中（不计气体的分子势能）
（ C ）
A．气体对外界做功，温度降低，内能减少
B．气体对外界做功，温度不变，内能减少
高中物理新选修课件内能功热量
03
测量混合后水的温度，并记录 数据。
04
根据水的比热容和温度变化计 算物体吸收或放出的热量。
05
重复实验多次，取平均值以减
小误差。
06
结果分析和误差来源讨论
结果分析
根据实验数据计算物体内能的变化，并与理论值进行比较。分析实验误差的主要来源，如温度测量误差、质量测 量误差等。
误差来源讨论
温度测量误差可能来源于温度计的精度和读数误差；质量测量误差可能来源于天平的精度和操作误差；此外，实 验过程中的热量损失和外界干扰也可能对实验结果产生影响。为了减小误差，可以采用更精确的测量仪器、改进 实验方法等措施。
第二定律内容及物理意义
第二定律内容
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源 取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微 增量总是大于零。
物理意义
第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可 逆的。同时，它也指出了与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
计算方法
功的计算公式为$W = vec{F} cdot vec{s}$，其中$vec{F}$是系统对外界施加的力，$vec{s}$是 外界在力的方向上发生的位移。功是标量，但有正负之分。
正功与负功判断依据
正功
当系统对外界施加的力与位移方 向相同时，系统对外界做正功， 此时系统的内能减少，外界的内 能增加。
01
热力学第一定律
02
量热器法
内能的变化等于物体吸收的热量与外 界对物体所做的功之和。通过测量物 体吸收的热量和外界对物体所做的功 ，可以计算物体内能的变化。
利用量热器测量物体吸收或放出的热 量。将待测物体与已知质量的水混合 ，测量混合前后水的温度变化，根据 水的比热容计算物体吸收或放出的热 量。
测量混合后水的温度，并记录 数据。
04
根据水的比热容和温度变化计 算物体吸收或放出的热量。
05
重复实验多次，取平均值以减
小误差。
06
结果分析和误差来源讨论
结果分析
根据实验数据计算物体内能的变化，并与理论值进行比较。分析实验误差的主要来源，如温度测量误差、质量测 量误差等。
误差来源讨论
温度测量误差可能来源于温度计的精度和读数误差；质量测量误差可能来源于天平的精度和操作误差；此外，实 验过程中的热量损失和外界干扰也可能对实验结果产生影响。为了减小误差，可以采用更精确的测量仪器、改进 实验方法等措施。
第二定律内容及物理意义
第二定律内容
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源 取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微 增量总是大于零。
物理意义
第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可 逆的。同时，它也指出了与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
计算方法
功的计算公式为$W = vec{F} cdot vec{s}$，其中$vec{F}$是系统对外界施加的力，$vec{s}$是 外界在力的方向上发生的位移。功是标量，但有正负之分。
正功与负功判断依据
正功
当系统对外界施加的力与位移方 向相同时，系统对外界做正功， 此时系统的内能减少，外界的内 能增加。
01
热力学第一定律
02
量热器法
内能的变化等于物体吸收的热量与外 界对物体所做的功之和。通过测量物 体吸收的热量和外界对物体所做的功 ，可以计算物体内能的变化。
利用量热器测量物体吸收或放出的热 量。将待测物体与已知质量的水混合 ，测量混合前后水的温度变化，根据 水的比热容计算物体吸收或放出的热 量。
功和内能 热和内能PPT课件
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
16
例3 一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块 的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换 能量，则( ) A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的
减少量等于铁块内能的增加量 B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能
减少量不等于铁块内能的增加量
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
10
借题发挥 (1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大， 温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的. (2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正， W为正，外界对系统做功.末态内能小于初态内能时，ΔU 为负，W为负，系统对外界做功.
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
12
解析 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理
量，所以是由系统的状态决定的，A对；
正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中
引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对；
做功和热传递都可以改变系统的内能，C错；
气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交
换，所以系统的内能要减小，故D错.
二、内能 1.任何一个热力学系统都存在一个只依赖于系统 自身状态 的 物理量，我们把它称之为系统的内能 . 2.当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量 ΔU＝ U2－U1 就等于外界对系统所做的 功W ，即ΔU＝W .
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
5
三、热和内能 1.不仅对系统做功可以改变系统的内能，单纯的对系统传热 也能改变系统的内能. 2.当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增加量 ΔU＝U2－U1 就等于外界向系统传递的 热量Q ，即 ΔU＝Q .
功和内能 热和内能 课件
【例2】 在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下 列说法中正确的是( ) A．一定是物体放出了50 J的热量 B．一定是物体吸收了50 J的热量 C．一定是物体分子动能增加了50 J D．物体的分子平均动能可能不变
解析 在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量， 内能增加，一定是吸收了相等数量的热量，故A错，B对；物体 内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动 能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子 动能增加了50 J，物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收 的50 J热量全部用来增加分子势能，故，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
图1
解析 本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程， 内能的改变取决于做功的情况．对甲室内的气体，在拉杆缓慢向 外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室内的气体做功， 其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内 的气体对外界做功，内能应减小． 答案 D
1．内能和内能的变化量 (1)内能是一个状态量，指物体内所有分子的 动能 和势能之和． (2)内能的变化量只由 初 、 末 状态决定，与中间过程及方式 无关．绝热过程中，内能在两个状态间的差值等于外界对系统 所做的功 ．
2．功和内能 (1)功是过程量，内能是状态量． (2)物体的内能大，并不意味着做功多． (3)在绝热过程中，做功一定引起内能的变化，做功越多，内能 变化越 大 (填“大”或“小”)．
3．热量和内能变化的关系 在只有热传递的情况下，物体吸收热量，内能 增加 ，物体放出 热量，内能 减少 ，并且内能的变化量等于物体吸收或放出的热 量，即 ΔU＝Q .
功和内能 热和内能PPT幻灯片
2.测出了热功当量（热与机械功之间的当量 关系），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。
10
在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功 仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体 过程和方式。
类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点 两个位置决定，与物体的运动路径无关？
重力 电场力
解析：做功和热传递对改变物体的内能是等效的， 温度升高可能是做功，也可能是热传递。故C正确。 答案：C
20
例2 下列关于热量的说法，正确的是 （
）
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
4
物体的内能与温度和体积的关系
温度变时分子动能变，体积变时分子势 能变，因此物体的内能决定于它的温度和体 积，但是这句话却不能作为判断两物体内能 大小的依据。如两物体温度和体积均相同， 而内能却没有确定的关系。再如，0OC的冰 熔化成OC水体积减小，不能就此认为其势能 也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰 熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变， 所增加的只是分子的势能
两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体 要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达 到热平衡即温度相等为止，这个过程称之为热传递
热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射
16
动画：热传递 17
四、热和内能
1、 在外界对系统没有做功的情况下， 内能和热量之间有什么样的关系呢？
△U＝Q
即在外界对系统不做功的情况下，外界传 递给系统的热量等于系统内能的改变量
14
功与系统内能改变的关系 1.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 ②系统对外界做功，系统的内能减少。 2.功是系统内能转化的量度 3.实质:其他形式的能与内能的相互转化 4.国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳( J )
10
在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功 仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体 过程和方式。
类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点 两个位置决定，与物体的运动路径无关？
重力 电场力
解析：做功和热传递对改变物体的内能是等效的， 温度升高可能是做功，也可能是热传递。故C正确。 答案：C
20
例2 下列关于热量的说法，正确的是 （
）
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
4
物体的内能与温度和体积的关系
温度变时分子动能变，体积变时分子势 能变，因此物体的内能决定于它的温度和体 积，但是这句话却不能作为判断两物体内能 大小的依据。如两物体温度和体积均相同， 而内能却没有确定的关系。再如，0OC的冰 熔化成OC水体积减小，不能就此认为其势能 也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰 熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变， 所增加的只是分子的势能
两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体 要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达 到热平衡即温度相等为止，这个过程称之为热传递
热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射
16
动画：热传递 17
四、热和内能
1、 在外界对系统没有做功的情况下， 内能和热量之间有什么样的关系呢？
△U＝Q
即在外界对系统不做功的情况下，外界传 递给系统的热量等于系统内能的改变量
14
功与系统内能改变的关系 1.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 ②系统对外界做功，系统的内能减少。 2.功是系统内能转化的量度 3.实质:其他形式的能与内能的相互转化 4.国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳( J )
1.2.功和内能 热和内能
高中物理选修3-3课件
• 2．内能 • (1)内能的概念 • ①内能是描述热力学系统 自身状态 的物理 量． • ②在绝热过程中 做功 可以改变热力学系统 所处的状态． • (2)内能的变化 • 绝热过程中做功与内能的变化关系：ΔU ＝W. • 外界对系统做功，W为 正 ，系统对外界做功， W为 ．负
高中物理选修3-3课件
• ◎ 教材资料分析 • 〔演示〕——教材P50
• 压下活塞，观察筒底物品的变化
高中物理选修3-3课件
• 在有机玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉， 或浸过乙醚的棉花、火柴头等．迅速压下筒中 的活塞，观察筒底物品的变化． • 这个实验说明了什么？ • 【点拨】 这个实验说明了什么？ • 解析： 这个实验说明了活塞对气体做了功， 气体内能增加．活塞对气体做功，气体温度增 加，浸过乙醚的棉花着火点很低，因此燃烧起 来．
高中物理选修3-3课件
高中物理选修3-3课件
• 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
高中物理选修3-3课件
• 解析： 绝热过程是指气体膨胀过程未发生热 传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做 的功 W<0 ，由 ΔU ＝ U2 － U1 ＝ W 可知，气体内 能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体 分子的平均动能减小．故D正确． • 答案： D
• 2．内能 • (1)内能的概念 • ①内能是描述热力学系统 自身状态 的物理 量． • ②在绝热过程中 做功 可以改变热力学系统 所处的状态． • (2)内能的变化 • 绝热过程中做功与内能的变化关系：ΔU ＝W. • 外界对系统做功，W为 正 ，系统对外界做功， W为 ．负
高中物理选修3-3课件
• ◎ 教材资料分析 • 〔演示〕——教材P50
• 压下活塞，观察筒底物品的变化
高中物理选修3-3课件
• 在有机玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉， 或浸过乙醚的棉花、火柴头等．迅速压下筒中 的活塞，观察筒底物品的变化． • 这个实验说明了什么？ • 【点拨】 这个实验说明了什么？ • 解析： 这个实验说明了活塞对气体做了功， 气体内能增加．活塞对气体做功，气体温度增 加，浸过乙醚的棉花着火点很低，因此燃烧起 来．
高中物理选修3-3课件
高中物理选修3-3课件
• 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
高中物理选修3-3课件
• 解析： 绝热过程是指气体膨胀过程未发生热 传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做 的功 W<0 ，由 ΔU ＝ U2 － U1 ＝ W 可知，气体内 能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体 分子的平均动能减小．故D正确． • 答案： D
功和内能 热和内能 课件
• 用做功来改变系统的内能，是系统内分子随整体 的有序运动转化为另一系统的分子的无规则运动 的过程，是机械能或其他形式的能和内能之间的 转化过程．
• 用传热来改变系统的内能，是通过传导、对流和 辐射来完成的，它将分子的无规则运动，从一个 系统转移到另一个系统，这种转移就是系统间内 能转换的过程．
• 即时应用(即时突破，小试牛刀)
• 分子间距离变化，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．做功与内能的变化的关系
• (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；物体对外界做多少功，就有多少内能转化 为其他形式的能，物体的内能就减少多少．
气体做功，又因为与外界没有热交换，所以内能 增加，故A正确．
• 二、“温度”、“热量”、“功”、“内能”的 辨析
• 1．内能和温度 • 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剧烈程度，是分 子平均动能的标志．物体的温度升高，其内能一 定增加．但物体吸收热量内能增加时，温度却不 一定升高．
• 2．对于热量、功和内能三者的关系下列说法中正 确的是( )
• A．三者单位相同，物理意义相同
• B．热量和功是内能的量度
• C．热量和功由过程决定，而内能由物体状态决 定
• D．系统内能增加了100 J，可能是外界采用绝热 方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系 统传热100 J
• 解析：选CD.热量、功和内能三者尽管单位相同， 但物理意义有本质区别，A错．热量和功由过程 决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变 化的量度，C对，B错．对一个绝热过程ΔU＝W ＝100 J，对一个单纯传热过程ΔU＝Q＝100 J，D 对．
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：
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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。
功和内能 热和内能 课件
末__两__个__状___态_决定，而与 做功的方式 无关。
二、功和内能 1．内能的概念 (1)内能是描述热力学系统自身状态的物理量。 (2)在绝热过程中 做功 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： ΔU＝W 。 (2)外界对系统做功，W 为正；系统对外界做功，W 为负。
做功、热传递与内能的关系
1．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。
2．改变内能的两种方式的比较：
做功
热传递
内能 变化
外界对物体做功，物体的 物体吸收热量，内能增加；
功和内能 热和内能
一、焦耳的实验
1．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．代表实验
(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温度上升。 (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始
内能增加；物体对外界做 物体放出热量，内能减少
功，物体的内能减少
物理 其他形式的能与内能之间 不同物体间或同一物体不
实质 的转化
同部分之间内能的转移
相互 做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果 联系 上是相同的
三、热和内能
1．热传递 (1)条件：物体的温度不同。 (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，热量 从高温物体传到低温物体。 (3)热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。 2．热和内能 (1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即热传递能 改变物体的内能。 (2)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。 (3)单纯的传热过程中内能的变化。 ①公式： ΔU＝Q 。 ②物体吸热，Q 为正；物体放热，Q 为负。
二、功和内能 1．内能的概念 (1)内能是描述热力学系统自身状态的物理量。 (2)在绝热过程中 做功 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： ΔU＝W 。 (2)外界对系统做功，W 为正；系统对外界做功，W 为负。
做功、热传递与内能的关系
1．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。
2．改变内能的两种方式的比较：
做功
热传递
内能 变化
外界对物体做功，物体的 物体吸收热量，内能增加；
功和内能 热和内能
一、焦耳的实验
1．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．代表实验
(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温度上升。 (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始
内能增加；物体对外界做 物体放出热量，内能减少
功，物体的内能减少
物理 其他形式的能与内能之间 不同物体间或同一物体不
实质 的转化
同部分之间内能的转移
相互 做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果 联系 上是相同的
三、热和内能
1．热传递 (1)条件：物体的温度不同。 (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，热量 从高温物体传到低温物体。 (3)热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。 2．热和内能 (1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即热传递能 改变物体的内能。 (2)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。 (3)单纯的传热过程中内能的变化。 ①公式： ΔU＝Q 。 ②物体吸热，Q 为正；物体放热，Q 为负。
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01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
答案
解析
课堂任务 热传递和内能变化
内能、温度和热量的区别、联系 1．内能与温度 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，物体的内能 不一定增加。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
2．热量和内能 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。而热量是热 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。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”。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
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，对应着做功较多。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
做功改变物体内能的一种方法是改变物体内部的分子的平 均动能，即改变温度；另一种方法是通过做功改变物体的体积从而改变内能 的大小。不过要注意的是气体的体积减小时分子势能不一定增加。
1．热传递
(1)条件：物体的□01 温度不同。 (2)过程：温度不同的物体发生热传递，温度高的物体要 □02 降温 ，温度 低的物体要□03 升温，热量从□04 高温 物体传到□05 低温物体。
2．热和内能
(1)关系描述：热量是在单纯的传热过程中□06 系统内能 变化的量度。 (2)公式表达：□07 ΔU＝Q 。
一、焦耳的实验
1．绝热过程：系统不从外界□01 吸收 热量，也不向外界□02 放出热量的过
程。
2．代表实验
(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□03 热效应给水加热。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
二、内能
1．内能的概念
(1)内能是描述 □01 热力学系统能量 的物理量。系统的内能是由它的状态
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
例1 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 在将拉杆缓慢向外拉的过程中( )
A．E甲不变，E乙减小 B．E甲不变，E乙增大究评价
03课后课时作业
答案
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，这也是判断绝热过程的一 种方法。
(2)当物体温度变化时，分子热运动激烈程度发生改变，分子平均动能 变化。物体体积变化时，分子间距离变化，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，与中间做功的具体过程及方式无关。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
2．做功与内能的变化的关系 (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；物体对外界做多少功，就有多少内能转化 为其他形式的能，物体的内能就减少多少。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
判一判 (1)在绝热过程中，做功方式不同会直接影响系统状态变化的最终结 果。( × ) (2)热传递过程具有一定的方向性。( √ ) (3)在任何情况下，公式ΔU＝Q都适用。( × )
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
02课堂探究评价
提升训练
对点训练
课堂任务 做功和内能变化
功、内能之间的变化关系 1．内能与内能的变化的关系 (1)物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能的总和。在微观 上由分子数和分子热运动激烈程度及相互作用力决定，宏观上体现为物体温 度和体积，因此物体的内能是一个状态量。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
决定的。
(2)在绝热过程中□02 做功可以改变热力学系统所处的状态。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
2．内能的变化
(1)表达式： □03 ΔU＝W 。
(2)外界对系统做功，W为□04 正，系统对外界做功，W为□05 负。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
三、热和内能
第1节 功和内能 第2节 热和内能
1．了解焦耳的两个实验的原理，知道做功和热传递的实质。 2．知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解做功和热传递对改 变系统内能是等效的，明确两种方式的区别。 3．明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
01课前自主学习
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
[变式训练1] 金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使 汽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 答案 A 解析 气体压缩或膨胀时内能就发生变化。如果将装有柴油与空气混 合物的汽缸中的活塞迅速向里推，一方面混合气体来不及与外界发生热交 换，可以认为这是一绝热过程，另一方面由于外界通过活塞对气体做功， 使柴油气体的内能增加，温度升高，从而使柴油达到燃点，故A正确。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
[规范解答] 绝热过程只有做功改变物体的内能，外 界对气体做功，内能增加；气体对外界做功，内能减少。 接触面是绝热面，拉动拉杆，对乙部分气体来讲，气体对外界做功，内 能减小，温度降低；对甲部分气体来讲，外界对气体做功，内能增加。 [完美答案] D
01课前自主学习