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1、物理人教2003課標(biāo)版選修3-3第十章熱力學(xué)定律1.功和內(nèi)能丁德娟凌源市第二高級(jí)中學(xué)目標(biāo)導(dǎo)航1．知道什么是絕熱過(guò)程。2．從熱力學(xué)的角度認(rèn)識(shí)內(nèi)能的概念。3．理解做功與內(nèi)能改變的數(shù)量關(guān)系。4．知道內(nèi)能和功的單位是相同的。在寒冷的冬天，如何讓冰涼的手升溫？思考：如何改變物體的溫度呢？實(shí)驗(yàn)：壓縮空氣引火演示:在有機(jī)玻璃筒底放置少量的易燃物,例如蓬松的棉花,迅速壓下筒中的活塞,觀察筒底物品的變化。這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？結(jié)論：做功能夠改變物體的內(nèi)能一、焦耳的實(shí)驗(yàn)焦耳在做熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)焦耳1818年12月24日生于英國(guó)曼徹斯特，起初研究電學(xué)和磁學(xué).1840年
2、在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上宣布了電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律，即焦耳定律.焦耳測(cè)量了熱與機(jī)械功之間的當(dāng)量關(guān)系——熱功當(dāng)量，為熱力學(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).重物P′重物P裝水的容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)葉片軸絕熱材料實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)一：焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)結(jié)論：只要重力所做的功相同，容器內(nèi)水溫上升的數(shù)值都是相同的，即系統(tǒng)狀態(tài)的變化是相同的.重物下落帶動(dòng)輪葉旋轉(zhuǎn)，通過(guò)攪拌對(duì)絕熱容器內(nèi)的液體做功，使液體升溫，即狀態(tài)發(fā)生變化.實(shí)驗(yàn)一：焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)--對(duì)系統(tǒng)做機(jī)械功系統(tǒng)只由于外界對(duì)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(guò)程叫做絕熱過(guò)程.絕熱
3、過(guò)程：焦耳實(shí)驗(yàn)是一個(gè)需要在絕熱過(guò)程中完成的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二：焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)--對(duì)系統(tǒng)做電功電流通過(guò)電熱絲使絕熱容器內(nèi)的液體溫度升高.結(jié)論：對(duì)同一系統(tǒng)，在絕熱過(guò)程中只要所做的電功相同，系統(tǒng)溫度上升的數(shù)值就相同，即系統(tǒng)的狀態(tài)變化相同.發(fā)電機(jī)結(jié)論：在各種不同的絕熱過(guò)程中，如果使系統(tǒng)從狀態(tài)1變?yōu)闋顟B(tài)2，所需外界做功的數(shù)量是相同的.也就是說(shuō)，在各種不同的絕熱過(guò)程中，要使系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由始末兩個(gè)狀態(tài)決定，與做功方式無(wú)關(guān).重力做功重力勢(shì)能的變化外力對(duì)絕熱系統(tǒng)做功狀態(tài)的變化？在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過(guò)程中，外界對(duì)系統(tǒng)所做的功僅由過(guò)程的始末兩個(gè)狀態(tài)決定，不
4、依賴于做功的具體過(guò)程和方式。類比思考：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(wú)關(guān)？?jī)?nèi)能定義：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，我們把它稱為內(nèi)能。這個(gè)物理量在兩個(gè)狀態(tài)間的差別與外界在絕熱過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)所做的功相聯(lián)系。當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程達(dá)到狀態(tài)2時(shí)，內(nèi)能的增加量△U=U2-U1就等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功W，即△U=W。計(jì)算式對(duì)比兩種定義2、微觀定義（分子動(dòng)理論對(duì)內(nèi)能的定義）：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。1、宏觀定義（熱力學(xué)對(duì)內(nèi)能的定義）：任何一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)都必定存
5、在一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的一種能量，這種能量叫做系統(tǒng)的內(nèi)能。微觀：分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度、分子間距、分子數(shù)。U宏觀：溫度、體積、物質(zhì)的量（狀態(tài)）。思考：在絕熱過(guò)程中，若系統(tǒng)對(duì)外界做功呢，系統(tǒng)的內(nèi)能怎么變？實(shí)驗(yàn)：氣體膨脹演示：在燒瓶里加入水，水的上方有水蒸氣。用帶孔橡皮塞把瓶口塞住，向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳出時(shí)，觀察瓶?jī)?nèi)的變化。呈現(xiàn)霧狀1.系統(tǒng)指的是什么？實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象是瓶中的氣體與打氣筒中的氣體，那么我們的系統(tǒng)也就是這二部分氣體。2.出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？3.為什么會(huì)呈現(xiàn)霧狀？為什么會(huì)呈現(xiàn)霧狀？當(dāng)用打氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做功，使得系統(tǒng)的內(nèi)能增加，
6、溫度升高，壓強(qiáng)增大，使瓶塞從瓶口中噴出?？吹届F狀物的原因在于，在塞子突然跳起時(shí)，氣體絕熱膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能減少，溫度下降，水蒸汽有一部分被液化成小液滴結(jié)論：1．外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加2．物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少．1.一個(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（）A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C物體的機(jī)械能增加，內(nèi)能增加D物體的機(jī)械能減少，內(nèi)能增加D高考水平檢測(cè)：2.（05年全國(guó)）一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程。設(shè)氣體分子間的勢(shì)能可忽略，則在此過(guò)程中?。ǎ〢．外界對(duì)氣體做
7、功，氣體分子的平均動(dòng)能增加B．外界對(duì)氣體做功，氣體分子的平均動(dòng)能減少C．氣體對(duì)外界做功，氣體分子的平均動(dòng)能增加D．氣體對(duì)外界做功，氣體分子的平均動(dòng)能減少D3.下圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過(guò)程中()A．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功△U=W內(nèi)能增加A小結(jié)：1、焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)2、絕熱過(guò)程3、物體內(nèi)能的宏觀描述4、絕
8、熱過(guò)程中做功和內(nèi)能的關(guān)系作業(yè)：課后練習(xí)題1234成功根本沒有秘訣可言，如果有的話，就有兩個(gè)：第一個(gè)就是堅(jiān)持到底，永不言棄；第二個(gè)就是當(dāng)你想放棄的時(shí)候，
