物理选修3-3第十章 热力学定律1 功和内能图片课件ppt

这是一份物理选修3-3第十章 热力学定律1 功和内能图片课件ppt，共19页。PPT课件主要包含了实验二对系统做电功，电场力，重力做功对应重力势能，功是能量转化的量度，内能U，△U＝W，呈现雾状，系统指的是什么，出现了什么现象，练习巩固等内容，欢迎下载使用。

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？
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
一、焦耳的实验(Jule experiment)
焦耳实验揭示了热量与功之间确定的当量关系（１卡＝4.186焦耳），表明机械运动或电磁运动与热运动之间是可以相互转化的．它启迪人们继续发现了各种物质运动之间的相互转化关系，为能量转化和守恒定律的建立奠定了基础．
实验一：对系统做机械功
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。
结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值就相同，即系统状态的变化是相同的。
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。
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，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。
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。
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？
电场力做功对应电势能（电能）
：只依赖于系统自身状态的物理量
内能与状态参量温度、体积有关，即由它的状态决定
内能的增加量△U＝U2－U1等于外界对系统所做的功
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。
对于气体在膨胀或压缩的情况下，气体做功有如下结论：膨胀时气体对外界做功；压缩时外界对气体做功．也即气体体积增大，则气体对外界做功；气体体积减小，则外界对气体做功．若在绝热的情况下，气体对外界做功其内能减少；外界对气体做功其内能增加．
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。
3.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，使得系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出。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
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　（ ） A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加　　B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
1.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子的内能B 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D 物体的内能减小时，物体的温度可能增加
2.一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（ ）A 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 C 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
3.如图所示,绝热具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程（ ）A．EP全部转换为气体的内能B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍 为弹簧的弹性势能C．EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D．EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换 为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能