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1、选修选修选修选修3-3 3-3 第三章第三章第三章第三章 热力学基础热力学基础热力学基础热力学基础第一节 内能 功 热量知识回顾知识回顾2.什么叫内能？什么叫内能？与哪些因素有关？与哪些因素有关？3.质量、温度相同的物体，内能必定相等质量、温度相同的物体，内能必定相等 对吗？对吗？1.（机械）功的两个不可缺少的因素是什么？（机械）功的两个不可缺少的因素是什么？电流做功与哪些因素有关？电流做功与哪些因素有关？物体的内能与温度和体积的关系物体的内能与温度和体积的关系 温度发生变化时，分子平均动能会变化；体积变温度发生变化时，分子平均动能会变化；体积变化时，分子势能会变化。因此物体的内能决定于它的化
2、时，分子势能会变化。因此物体的内能决定于它的温度和体积温度和体积温度和体积温度和体积，但是这句话却不能作为判断两物体内能，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，没有确定的关系。再如，0的冰熔化成的冰熔化成0水体积水体积减小，不能就此认为其势能也减小，而应该从改变内减小，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能的方式上分析,冰熔化过程吸收热量，内能增加，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而温度不变，所增加的只是分子的势能 结论：结论：做功使得
3、物体（密闭气体）温度升高做功使得物体（密闭气体）温度升高焦耳焦耳 18181818年年1212月月2424日生于英国曼彻斯特日生于英国曼彻斯特 ，起，起初研究电学和磁学。初研究电学和磁学。18401840年在英国皇家学会年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律。焦耳测量了热与机械功之间的当焦耳定律。焦耳测量了热与机械功之间的当量关系量关系热功当量，为热力学第一定律和热功当量，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。能量守恒定律的建立奠定了实验基础。一、焦耳的实验一、焦耳的实验 系统只由于外界对它做功而与外界交换能量系统只由
4、于外界对它做功而与外界交换能量议，议，它不从外界吸热，也不向外界放热它不从外界吸热，也不向外界放热它不从外界吸热，也不向外界放热它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程，这样的过程叫叫绝热过程绝热过程绝热过程：绝热过程：焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验焦耳二个代表性实验焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置焦耳热功当量实验装置机械功机械功 实验结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上实验结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的。升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的。思考与讨论：思考与讨论：从
5、焦耳的实验中可以得出什么结论？从焦耳的实验中可以得出什么结论？1.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与与做功方式做功方式无关，仅与无关，仅与做功数量做功数量有关。有关。2.2.测出了热功当量（热与机械功之间的当量测出了热功当量（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。的建立奠定了实验基础。在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功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仅由过程的始末两个状态始末两个状态决定，不依赖于做功的决定，不依赖于做功的具体具体过程和方式
6、过程和方式。类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点类比思考：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？两个位置决定，与物体的运动路径无关？重力重力 电场力电场力 重力做功对应重力势能重力做功对应重力势能电场力做功对应电势能（电能）电场力做功对应电势能（电能）呈现雾状呈现雾状1.出现了什么现象？出现了什么现象？2.为什么会呈现雾状？为什么会呈现雾状？思考与讨论思考与讨论：为什么会呈现雾状？：为什么会呈现雾状？当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使得系统的内能增加，温度升高，压强增大，使使得系统的内能增加，温度升高，压强增大，使
7、瓶塞从瓶口中喷出。看到雾状物的原因在于，在瓶塞从瓶口中喷出。看到雾状物的原因在于，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸汽（或酒精蒸气）有一部减少，温度下降，水蒸汽（或酒精蒸气）有一部分被液化成小液滴分被液化成小液滴1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A 分子的动能与分子的势能的和叫做这个分分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能子的内能B 物体的分子势能由物体的温度和体积决定物体的分子势能由物体的温度和体积决定C 物体的速度增大时，物体的内能增大物体的速度增大时，物体的内能增大D 物体的内能减小时，物体的温度可能增
8、加物体的内能减小时，物体的温度可能增加D针对练习针对练习2.一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（能和内能的变化，下列判断中正确的是（）A、物体的机械能和内能都不变、物体的机械能和内能都不变 B、物体的机械能减少，内能不变、物体的机械能减少，内能不变 C 物体的机械能增加，内能增加物体的机械能增加，内能增加 D 物体的机械能减少，内能增加物体的机械能减少，内能增加D针对练习针对练习3 3、一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气、一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中：体分子间
9、的势能可忽略，则在此过程中：A A外界对气体做功，气体分子的平均动能增加外界对气体做功，气体分子的平均动能增加 B B外界对气体做功，气体分子的平均动能减少外界对气体做功，气体分子的平均动能减少 C C气体对外界做功，气体分子的平均动能增加气体对外界做功，气体分子的平均动能增加 D D气体对外界做功，气体分子的平均动能减少气体对外界做功，气体分子的平均动能减少答案：答案：D针对练习针对练习1、热热传传递递：当当热热传传递递使使物物体体的的内内能能发发生生改改变变的的时时候候，物物体体吸吸收收了了多多少少热热量量，物物体体内内能能就就 多多少少；物物体体放出了多少放出了多少热热量，物体内能就量，物体内能就 多少多少增加增加减少减少什么是热传递？什么是热传递？2、热传递也可以改变物体的内能。、热传递也可以改变物体的内能。两种改两种改变变内能的方式：内能的方式：1、两者在两者在 上是等效的上是等效的 2、两两者者的的本本质质区区别别：做做功功是是其其他他形形式式的的能能和和内内能的相互能的相互 ，热传递热传递是内能的是内能的 内能改内能改变变转转化化转转移移4、密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，关于此过程中瓶内空气(不计分子势能)说法正确的是：A内能增大，放出热量 B内能减小，吸收热量 C内能增大，对外界做功 D.内能减小，外界对其做功针对练习针对练习答案：答案：D