簡短的空間說說：時(shí)間不會(huì)倒著走

1、ks5u精品課件10.1 熱力學(xué)定律熱力學(xué)定律物理新人教版選修物理新人教版選修3-33-3http:/ 與哪些因素有關(guān)？與哪些因素有關(guān)？質(zhì)量、溫度相同的物體，內(nèi)能必定相等對嗎？質(zhì)量、溫度相同的物體，內(nèi)能必定相等對嗎？ks5u精品課件物體的內(nèi)能與溫度和體積的關(guān)系物體的內(nèi)能與溫度和體積的關(guān)系 溫度變時(shí)分子動(dòng)能變，體積變時(shí)分子勢能變，溫度變時(shí)分子動(dòng)能變，體積變時(shí)分子勢能變，因此物體的內(nèi)能決定于它的溫度和體積，但是這因此物體的內(nèi)能決定于它的溫度和體積，但是這句話卻不能作為判斷兩物體內(nèi)能大小的依據(jù)。如句話卻不能作為判斷兩物體內(nèi)能大小的依據(jù)。如兩物體溫度和體積均相同，而內(nèi)能卻沒有確定的兩物體溫度和體積均相

2、同，而內(nèi)能卻沒有確定的關(guān)系。再如，關(guān)系。再如，0OC的冰熔化成的冰熔化成OC水體積減小，不水體積減小，不能就此認(rèn)為其勢能也減小，而應(yīng)該從改變內(nèi)能的能就此認(rèn)為其勢能也減小，而應(yīng)該從改變內(nèi)能的方式上分析方式上分析,冰熔化過程吸收熱量，內(nèi)能增加，冰熔化過程吸收熱量，內(nèi)能增加，而溫度不變，所增加的只是分子的勢能而溫度不變，所增加的只是分子的勢能 ks5u精品課件試解釋試解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？ks5u精品課件焦耳焦耳 1818年年12月月24日生于英國日生于英國曼徹斯特曼徹斯特 ，起初研究電學(xué)和，起初研究電學(xué)和磁學(xué)。磁學(xué)。 1840年在英國皇家學(xué)年在英國皇家學(xué)會(huì)上宣布了電流通過導(dǎo)體

3、產(chǎn)生會(huì)上宣布了電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律，即焦耳定律。焦熱量的定律，即焦耳定律。焦耳測量了熱與機(jī)械功之間的當(dāng)耳測量了熱與機(jī)械功之間的當(dāng)量關(guān)系量關(guān)系熱功當(dāng)量，為熱力熱功當(dāng)量，為熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的學(xué)第一定律和能量守恒定律的建立奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。建立奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。ks5u精品課件焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)裝置焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)裝置機(jī)械功機(jī)械功ks5u精品課件焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)裝置焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)裝置電功電功ks5u精品課件一、絕熱過程一、絕熱過程焦耳的實(shí)驗(yàn)說明什么問題？焦耳的實(shí)驗(yàn)說明什么問題？在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改變與在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改變與做功方式做功方式無關(guān)，僅與無關(guān)

4、，僅與做功數(shù)量做功數(shù)量有關(guān)。有關(guān)。 系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換能量它系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換能量它不從外界吸熱，也不向外界放熱，這樣的過程不從外界吸熱，也不向外界放熱，這樣的過程叫叫絕熱過程絕熱過程ks5u精品課件哪些力做功僅由物體的起點(diǎn)和終點(diǎn)兩個(gè)位哪些力做功僅由物體的起點(diǎn)和終點(diǎn)兩個(gè)位置決定與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)？置決定與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)？重力重力 電場力電場力ks5u精品課件功與系統(tǒng)內(nèi)能改變的關(guān)系功與系統(tǒng)內(nèi)能改變的關(guān)系1.1.做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少。系統(tǒng)對外界做功

5、，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.實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì): :其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化其他形式的能與內(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 )ks5u精品課件焦耳的貢獻(xiàn)主要有三個(gè)方面焦耳的貢獻(xiàn)主要有三個(gè)方面: :首先研究了電流的熱效應(yīng)，指出導(dǎo)體中一定時(shí)間所生成首先研究了電流的熱效應(yīng)，指出導(dǎo)體中一定時(shí)間所生成的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流平方之積成正比。由于不久楞的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流平方之積成正比。由于不久楞次也獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律，所以被稱為焦耳次也獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律，所以被稱為焦耳楞

6、次楞次定律定律從從1840187918401879年用了近年用了近4040年的時(shí)間鉆研和測定了熱量與年的時(shí)間鉆研和測定了熱量與機(jī)械功的當(dāng)量關(guān)系，最后得到的熱功當(dāng)量數(shù)值是機(jī)械功的當(dāng)量關(guān)系，最后得到的熱功當(dāng)量數(shù)值是1 1卡卡=4.2=4.2焦焦耳。焦耳的實(shí)驗(yàn)工作以大量確鑿的證據(jù)否定了熱質(zhì)說，為耳。焦耳的實(shí)驗(yàn)工作以大量確鑿的證據(jù)否定了熱質(zhì)說，為能量守恒與轉(zhuǎn)化定律奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，因此焦耳是能量守能量守恒與轉(zhuǎn)化定律奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，因此焦耳是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的發(fā)現(xiàn)者之一。恒與轉(zhuǎn)化定律的發(fā)現(xiàn)者之一。為了研究氣體的內(nèi)能，焦耳于為了研究氣體的內(nèi)能，焦耳于18451845年做了焦耳氣體自由年做了焦耳氣體自由膨脹

7、實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)一般氣體的內(nèi)能是溫度和體積的函數(shù)，而膨脹實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)一般氣體的內(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)，與體積無關(guān)。為了紀(jì)理想氣體的內(nèi)能僅僅是溫度的函數(shù)，與體積無關(guān)。為了紀(jì)念焦耳對科學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)，國際計(jì)量大會(huì)將能量、功、熱念焦耳對科學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)，國際計(jì)量大會(huì)將能量、功、熱量的單位命名為焦耳。量的單位命名為焦耳。ks5u精品課件例例1.1.金屬制成的氣缸中裝有柴油與空氣的混合物有可能使金屬制成的氣缸中裝有柴油與空氣的混合物有可能使氣缸中柴油達(dá)到燃點(diǎn)的過程是氣缸中柴油達(dá)到燃點(diǎn)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

8、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(xí)練習(xí)1.1.一個(gè)物體以較大的初速度沿粗糙的斜面向上滑行，一個(gè)物體以較大的初速度沿粗糙的斜面向上滑行，在物體上滑的過程中，物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能將在物體上滑的過程中，物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能將 ，物體的機(jī)械能將物體的機(jī)械能將 ，物體的內(nèi)能將，物體的內(nèi)能將 。( (填填“增增大大”“”“不變不變”或或“減小減小”) ) 增大、減小、增大增大、減小、增大ks5u精品課件例例2.2.一定質(zhì)量的氣體封閉在絕熱的氣缸內(nèi)。當(dāng)用活塞壓縮一定質(zhì)量的氣體封閉在絕熱的氣缸內(nèi)。當(dāng)用活塞壓縮氣體時(shí)一定增大的物理量為：氣體時(shí)一定增大的物理量為：氣體的壓強(qiáng)；氣體的密

9、度；氣體的內(nèi)能；氣體氣體的壓強(qiáng)；氣體的密度；氣體的內(nèi)能；氣體的分子勢能。其中正確的是的分子勢能。其中正確的是 ( ) ( ) A A B B CC D DB例例3.3.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的物的物體由斜面的頂端滑到底端，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)是體由斜面的頂端滑到底端，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)是0.250.25、g=10m/sg=10m/s2 2，則在這過程中系統(tǒng)內(nèi)能的增量是，則在這過程中系統(tǒng)內(nèi)能的增量是 ( )( )A A2J B2J B4J C4J C6J6J D D8J8JAks5u精品課件練習(xí)練習(xí)2.2.氣缸中氣體的壓強(qiáng)為氣缸中氣體的

10、壓強(qiáng)為4 410105 5PaPa，活塞的面積是，活塞的面積是40cm40cm2 2，氣體做等壓膨脹，推動(dòng)活塞移動(dòng)了，氣體做等壓膨脹，推動(dòng)活塞移動(dòng)了20cm20cm，求氣，求氣體做了多少功體做了多少功? ? 320J 例例4.4.雨滴從雨滴從400m400m高處由靜止下落，設(shè)它受到的平均阻力為高處由靜止下落，設(shè)它受到的平均阻力為重力的重力的0.70.7倍，雨滴在整個(gè)落地過程中所產(chǎn)生的熱能有倍，雨滴在整個(gè)落地過程中所產(chǎn)生的熱能有3030為其吸收，則落地時(shí)雨滴溫度升高了多少度為其吸收，則落地時(shí)雨滴溫度升高了多少度? (? (g g10m/s10m/s2 2 ，水的比熱容水的比熱容CC4.24.21

11、0103 3J/(kg)J/(kg)0.2練習(xí)練習(xí)3.3.從從100 100 高空由靜止開始下落的水滴，在下落的整高空由靜止開始下落的水滴，在下落的整個(gè)過程中，假定有個(gè)過程中，假定有50%50%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水滴的內(nèi)能，則水滴的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水滴的內(nèi)能，則水滴溫度升高多少？溫度升高多少？( (水的比熱水的比熱c=4.2J/g.) c=4.2J/g.) 0.12 ks5u精品課件二、內(nèi)能二、內(nèi)能任何一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)都必定存在一個(gè)只依賴于任何一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)都必定存在一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，這個(gè)物理量在兩個(gè)狀系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，這個(gè)物理量在兩個(gè)狀態(tài)間的差別與外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的態(tài)間的差別

12、與外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的功相聯(lián)系。我們把這個(gè)物理量稱為系統(tǒng)的功相聯(lián)系。我們把這個(gè)物理量稱為系統(tǒng)的內(nèi)內(nèi)能能UUU2U1UWks5u精品課件1.下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ）A 分子的動(dòng)能與分子的勢能的和叫做這個(gè)分子的分子的動(dòng)能與分子的勢能的和叫做這個(gè)分子的內(nèi)能內(nèi)能B 物體的分子勢能由物體的溫度和體積決定物體的分子勢能由物體的溫度和體積決定C 物體的速度增大時(shí)，物體的內(nèi)能增大物體的速度增大時(shí)，物體的內(nèi)能增大D 物體的內(nèi)能減小時(shí)，物體的溫度可能增加物體的內(nèi)能減小時(shí)，物體的溫度可能增加D練習(xí)鞏固練習(xí)鞏固ks5u精品課件2.一個(gè)鐵塊沿斜面勻速滑下，關(guān)于物體的機(jī)械能和一個(gè)鐵塊沿斜面勻速滑下，關(guān)于物體的機(jī)械能和內(nèi)能的變化，下列判斷中正確的是（內(nèi)能的變化，下列判斷中正確的是（ ）A 物體的機(jī)械能和內(nèi)能都不變物體的機(jī)械能和內(nèi)能都不變B 物體的機(jī)械能減少，內(nèi)能不變物體的機(jī)械能減少，內(nèi)能不變 C 物體的機(jī)械能增加，內(nèi)能增