高中物理课件功和内能问题探究式 18页

第十章热力学定律第1节功和内能\n引入：冬天搓手可使双手变暖；向手吹气也可使双手变暖，是什么原因使温度发生了变化呢？\n演示:在有机玻璃筒底放置少量的易燃物,例如蓬松的棉花,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？\n一、焦耳的实验焦耳在做热功当量实验焦耳1818年12月24日生于英国曼彻斯特，起初研究电学和磁学.1840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，即焦耳定律.焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——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.\n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.重物下落带动轮叶旋转，通过搅拌对绝热容器内的液体做功，使液体升温，即状态发生变化.实验一：对系统做机械功\n实验二：对系统做电功电流通过电热丝使绝热容器内的液体温度升高.结论：对同一系统，在绝热过程中只要所做的电功相同，系统温度上升的数值就相同，即系统的状态变化相同.\n焦耳的热功当量实验和电流热效应给水加热的实验中做功的方式相同吗？你能得出什么结论？在各种不同的绝热过程中，如果使系统从状态1变为状态2，所需外界做功的数量是相同的.也就是说，在各种不同的绝热过程中，要使系统状态发生变化，做功的数量只由始末两个状态决定，与做功方式无关.\n回顾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？\n二、内能1、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.思考：在第七章中我们曾经学习过内能的概念是什么呢？当时讲的内能的变化与什么有关？而这一致吗？有何关系？\n拓展思考：在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能怎么变？数量上有什么关系？若系统对外界做功呢？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△U=U2-U1就等于外界对系统所做的功W，即△U=W.\n实验录像：钻木取火\n演示：在烧瓶里加入水，水的上方有水蒸气.用带孔橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化.1.系统指的是什么？2.出现了什么现象？3.为什么会呈现雾状？\n实验录像：气体膨胀呈现雾状1.系统指的是什么？实验研究的对象是瓶中的气体与打气筒中的气体，那么我们的系统也就是这二部分气体.2.出现了什么现象？3.为什么会呈现雾状？空气对活塞做功，内能减少，温度降低，使水蒸气液化成小水珠.\n由此可知：1．外界对物体做功，物体的内能增加2．物体对外界做功，物体的内能减少．\n用物理学术语解释下列生活现象摩擦生热钻木取火\n1.下图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()A．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，气体内能减小气体体积减小，外界对气体做功△U=W内能增加A\n2.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，内能增加W>0△U=W内能增加绝热理想气体分子平均动能增加温度升高压强增大C\n3.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)()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C．气体不做功，温度不变，内能不变D．气体不做功，温度不变，内能减少气体自由膨胀不做功△U=W内能不变不计气体的分子势能温度不变C