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时间:2020-01-23
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1、功和内能判天地之美析万物之理浙江省淳安中学陈飞雄引入新课演示:一个小实验有哪些物理现象和物理问题?你能解释吗?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.一、焦耳的实验焦耳在做热功当量实验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.实验:对系统做机械功实验一:焦耳热功当量实验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.
2、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.系统只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热,这样的过程叫做绝热过程.绝热过程: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.1.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。重力做功电场力做功重力势能的变化电势能的变化外
3、力对系统做功状态的变化?从焦耳的实验中可以得出什么结论?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。类比思考内能2、微观定义(分子动理论对内能的定义):物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。1、宏观定义(热力学对内能的定义):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一种能量,这种能量叫做系统的内能。微观:分子热运动的激烈程度、分子间距、分子数。U宏观:温度、体积、物质的量(状态)。3、对绝热系统做功:∆U=W演示实验:改变内能1.外界对物体做功,物体的内能增加2.物体对外界做功,物体的内能减少做功可
4、以改变系统的内能.功是系统内能转化的量度.功和内能变化的关系(2)系统对外界做功,系统的内能减少.在绝热过程中,系统对外界做多少功,内能就减少多少,即W=ΔU.(1)外界对系统做功,系统的内能增加.在绝热过程中,内能的增量就等于外界对系统做的功.即ΔU=U2-U1=W.1.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
5、加A例题2.地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交换忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低,则该空气团在上升过程中(不计气团内分子间的势能)()A.体积减小,温度降低B.体积减小,温度不变C.体积增大,温度降低D.体积减小,温度不变压强减小体积增大对外界做功△U=W内能减小不计分子间的势能动能减小温度降低C例题练一练1.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
6、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练一练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C2.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)()小结功和内能焦耳实验功△U=W内能绝热过程电功机械能2、没有无缘无故的爱,尽力付出
7、没有无缘无故的内能变化,努力做功!体会1、焦耳,自学成才
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