新人教版高中物理選修3－3第十章《熱力學定律》ppt課件

1、10熱力學定律熱力學定律物理新人教版選修物理新人教版選修3-33-3知識回想知識回想什么叫內(nèi)能？什么叫內(nèi)能？ 與哪些要素有關？與哪些要素有關？質(zhì)量、溫度一樣的物體，內(nèi)能必定相等對質(zhì)量、溫度一樣的物體，內(nèi)能必定相等對嗎？嗎？物體的內(nèi)能與溫度和體積的關系物體的內(nèi)能與溫度和體積的關系 溫度變時分子動能變，體積變時分子勢溫度變時分子動能變，體積變時分子勢能變，因此物體的內(nèi)能決議于它的溫度和體能變，因此物體的內(nèi)能決議于它的溫度和體積，但是這句話卻不能作為判別兩物體內(nèi)能積，但是這句話卻不能作為判別兩物體內(nèi)能大小的根據(jù)。如兩物體溫度和體積均一樣，大小的根據(jù)。如兩物體溫度和體積均一樣，而內(nèi)能卻沒有確定的關系。

2、再如，而內(nèi)能卻沒有確定的關系。再如，0OC的冰的冰熔化成熔化成OC水體積減小，不能就此以為其勢水體積減小，不能就此以為其勢能也減小，而應該從改動內(nèi)能的方式上分析能也減小，而應該從改動內(nèi)能的方式上分析,冰熔化過程吸收熱量，內(nèi)能添加，而溫度不冰熔化過程吸收熱量，內(nèi)能添加，而溫度不變，所添加的只是分子的勢能變，所添加的只是分子的勢能 試解釋試解釋這個實驗闡明了什么？這個實驗闡明了什么？焦耳焦耳 1818年年12月月24日生于日生于英國曼徹斯特英國曼徹斯特 ，起初研討，起初研討電學和磁學。電學和磁學。 1840年在英年在英國皇家學會上宣布了電流經(jīng)國皇家學會上宣布了電流經(jīng)過導體產(chǎn)生熱量的定律，即過導體產(chǎn)

3、生熱量的定律，即焦耳定律。焦耳丈量了熱與焦耳定律。焦耳丈量了熱與機械功之間的當量關系機械功之間的當量關系熱功當量，為熱力學第一定熱功當量，為熱力學第一定律和能量守恒定律的建立奠律和能量守恒定律的建立奠定了實驗根底。定了實驗根底。焦耳熱功當量實驗安裝焦耳熱功當量實驗安裝機械功機械功焦耳熱功當量實驗安裝焦耳熱功當量實驗安裝電功電功一、絕熱過程一、絕熱過程焦耳的實驗闡明什么問題？焦耳的實驗闡明什么問題？在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)形狀的改在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)形狀的改動與做功方式無關，僅與做功數(shù)量有關。動與做功方式無關，僅與做功數(shù)量有關。 系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換能系統(tǒng)只由于外界對它

4、做功而與外界交換能量它不從外界吸熱，也不向外界放熱，這量它不從外界吸熱，也不向外界放熱，這樣的過程叫絕熱過程樣的過程叫絕熱過程哪些力做功僅由物體的起點和終點兩哪些力做功僅由物體的起點和終點兩個位置決議與物體的運動途徑無關？個位置決議與物體的運動途徑無關？重力重力 電場力電場力功與系統(tǒng)內(nèi)能改動的關系功與系統(tǒng)內(nèi)能改動的關系1.1.做功可以改動系統(tǒng)的內(nèi)能做功可以改動系統(tǒng)的內(nèi)能外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能添加外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能添加系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少。系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少。2.2.功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度3.3.本質(zhì)本質(zhì): :其他方式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化其

5、他方式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化4.4.國際單位制中，內(nèi)能和功的單位都是焦耳國際單位制中，內(nèi)能和功的單位都是焦耳( J )( J )焦耳的奉獻主要有三個方面焦耳的奉獻主要有三個方面: :首先研討了電流的熱效應，指出導體中一定時間所首先研討了電流的熱效應，指出導體中一定時間所生成的熱量與導體的電阻及電流平方之積成正比。由生成的熱量與導體的電阻及電流平方之積成正比。由于不久楞次也獨立地發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律，所以被稱為于不久楞次也獨立地發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律，所以被稱為焦耳焦耳楞次定律楞次定律從從1840187918401879年用了近年用了近4040年的時間研討和測定了熱年的時間研討和測定了熱量與機械功的當量關系

6、，最后得到的熱功當量數(shù)值是量與機械功的當量關系，最后得到的熱功當量數(shù)值是1 1卡卡=4.2=4.2焦耳。焦耳的實驗任務以大量確鑿的證據(jù)否認焦耳。焦耳的實驗任務以大量確鑿的證據(jù)否認了熱質(zhì)說，為能量守恒與轉(zhuǎn)化定律奠定了實驗根底，了熱質(zhì)說，為能量守恒與轉(zhuǎn)化定律奠定了實驗根底，因此焦耳是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的發(fā)現(xiàn)者之一。因此焦耳是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的發(fā)現(xiàn)者之一。為了研討氣體的內(nèi)能，焦耳于為了研討氣體的內(nèi)能，焦耳于18451845年做了焦耳氣體年做了焦耳氣體自在膨脹實驗。發(fā)現(xiàn)普通氣體的內(nèi)能是溫度和體積的自在膨脹實驗。發(fā)現(xiàn)普通氣體的內(nèi)能是溫度和體積的函數(shù)，而理想氣體的內(nèi)能僅僅是溫度的函數(shù)，與體積函數(shù)，而理想

7、氣體的內(nèi)能僅僅是溫度的函數(shù)，與體積無關。為了留念焦耳對科學開展的奉獻，國際計量大無關。為了留念焦耳對科學開展的奉獻，國際計量大會將能量、功、熱量的單位命名為焦耳。會將能量、功、熱量的單位命名為焦耳。例例1.1.金屬制成的氣缸中裝有柴油與空氣的混合物有能金屬制成的氣缸中裝有柴油與空氣的混合物有能夠使氣缸中柴油到達燃點的過程是夠使氣缸中柴油到達燃點的過程是 ( )( )A A迅速向里推活塞迅速向里推活塞B B迅速向外拉活塞迅速向外拉活塞CC緩慢向里推活塞緩慢向里推活塞 D D緩慢向外拉活塞緩慢向外拉活塞A練習練習1.1.一個物體以較大的初速度沿粗糙的斜面向上滑一個物體以較大的初速度沿粗糙的斜面向上

8、滑行，在物體上滑的過程中，物體內(nèi)分子的平均動能行，在物體上滑的過程中，物體內(nèi)分子的平均動能將將 ，物體的機械能將，物體的機械能將 ，物體的內(nèi)能，物體的內(nèi)能將將 。( (填填“增大增大“不變或不變或“減小減小) ) 增大、減小、增大增大、減小、增大例例2.2.一定質(zhì)量的氣體封鎖在絕熱的氣缸內(nèi)。當用活塞一定質(zhì)量的氣體封鎖在絕熱的氣缸內(nèi)。當用活塞緊縮氣體時一定增大的物理量為：緊縮氣體時一定增大的物理量為：氣體的壓強；氣體的密度；氣體的內(nèi)能；氣體的壓強；氣體的密度；氣體的內(nèi)能；氣體的分子勢能。其中正確的選項是氣體的分子勢能。其中正確的選項是 ( ) ( ) A A B B C C D DB例例3.3.

9、斜面的高度是斜面的高度是0.6m0.6m，傾角是，傾角是3737。質(zhì)量是。質(zhì)量是1kg1kg的物體由斜面的頂端滑究竟端，知動摩擦因數(shù)是的物體由斜面的頂端滑究竟端，知動摩擦因數(shù)是0.250.25、g=10m/s2g=10m/s2，那么在這過程中系統(tǒng)內(nèi)能的增，那么在這過程中系統(tǒng)內(nèi)能的增量是量是 ( ) ( )A A2J B2J B4J C4J C6J6J D D8J8JA練習練習2.2.氣缸中氣體的壓強為氣缸中氣體的壓強為4 4105Pa105Pa，活塞的面積是，活塞的面積是40cm240cm2，氣體做等壓膨脹，推進活塞挪動了，氣體做等壓膨脹，推進活塞挪動了20cm20cm，求氣體做了多少功求氣體

10、做了多少功? ? 320J 例例4.4.雨滴從雨滴從400m400m高處由靜止下落，設它遭到的平均阻高處由靜止下落，設它遭到的平均阻力為重力的力為重力的0.70.7倍，雨滴在整個落地過程中所產(chǎn)生的熱倍，雨滴在整個落地過程中所產(chǎn)生的熱能有能有3030為其吸收，那么落地時雨滴溫度升高了多少為其吸收，那么落地時雨滴溫度升高了多少度度? (g? (g10m/s2 10m/s2 ，水的比熱容，水的比熱容CC4.24.2103J/(kg)103J/(kg)0.2練習練習3.3.從從100 100 高空由靜止開場下落的水滴，在下落高空由靜止開場下落的水滴，在下落的整個過程中，假定有的整個過程中，假定有50%

11、50%的動能轉(zhuǎn)化為水滴的內(nèi)的動能轉(zhuǎn)化為水滴的內(nèi)能，那么水滴溫度升高多少？能，那么水滴溫度升高多少？( (水的比熱水的比熱c=4.2J/g.) c=4.2J/g.) 0.12 二、內(nèi)能二、內(nèi)能任何一個熱力學系統(tǒng)都必定存在任何一個熱力學系統(tǒng)都必定存在一個只依賴于系統(tǒng)本身形狀的物一個只依賴于系統(tǒng)本身形狀的物理量，這個物理量在兩個形狀間理量，這個物理量在兩個形狀間的差別與外界在絕熱過程中對系的差別與外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的功相聯(lián)絡。我們把這個統(tǒng)所做的功相聯(lián)絡。我們把這個物理量稱為系統(tǒng)的內(nèi)能物理量稱為系統(tǒng)的內(nèi)能UUU2U1UW1.以下說法正確的選項是以下說法正確的選項是 A 分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分子的內(nèi)能子的內(nèi)能B 物體的分子勢能由物體的溫度和體積決議物體的分子勢能由物體的溫度和體積決議C 物體的速度增大時，物體的內(nèi)能增大物體的速度增大時，物體的內(nèi)能增大D 物體的內(nèi)能減小時，物體的溫度能夠添加物體的內(nèi)能減小時，物體的溫度能夠添加D練習穩(wěn)定練習穩(wěn)定2.一個鐵塊沿斜面勻速滑下，關于物體的機械能一個鐵塊沿斜面勻速滑下，關于物體的機械能和內(nèi)能的變化，以下判別中正確的選項是和內(nèi)能的變化，以下判別中正確的選項是 A 物體的機械能和內(nèi)能都不變物體的機械能和內(nèi)能都不變B 物體的機械能減少，內(nèi)能不變