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《热和内能》课件


第十章《热力学定律 》

10.2《热和内能》

教学目标
? 1.在物理知识方面要求: ? (1)知道分子的动能,分子的平均动能,知道物体的温度 是分子平均动能大小的标志。 ? (2)知道分子的势能跟物体的体积有关,知道分子势能随 分子间距离变化而变化的定性规律。 ? (3)知道什么是物体的内能,物体的内能与哪个宏观量有 关,

能区别物体的内能和机械能。 ? (4)知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的,知道 两者的区别,了解热功参量的意义。 ? 2.在培养学生能力方面,这节课中要让学生建立:分子动 能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上 物理概念,又要让学生初步知道三个物理规律:温度与分子 ? 平均动能关系,分子势能与分子间距离关系,做功与热传递 在改变物体内能上的关系。因此, ? 教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。

? 3.渗透物理学方法的教育:在分子平均动能与温度关系的 讲授中,渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关 系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。 ? 二、重点、难点分析 ? 1.教学重点是使学生掌握三个概念(分子平均动能、分子 势能、物体内能),掌握三个物理规律(温度与分子平均动 能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关 系)。 ? 2.区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点; 分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。 ? 三、教具 ? 1.压缩气体做功,气体内能增加的演示实验: ? 圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。 ? 2.幻灯及幻灯片,展示分子间势能随分子间距离变化而变 化的曲线。

思考:
请同学们想办法如何将一段铁 丝的温度升高?

一、热传递
两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体 要降温,温度低的物体要升温,并将持续到系统间达 到热平衡即温度相等为止,这个过程称之为热传递

热传递的三种方式:热传导、热对流、热辐射

二、热和内能
在外界对系统没有做功的情况下, 内能和热量之间有什么样的关系呢?

△U=Q
即在外界对系统不做功的情况下,外界传 递给系统的热量等于系统内能的改变量

二、热和内能
△U=W △U=Q

做功和热传递在改变物体的内能上是等效的. 但是它们还是有重要区别的
不同能量形式的转化

{

做功是内能和其他形式的能发生转化
同种能量形式的转移

热传递是不同物体或同一物体不同部分内能的转移

例1 、如果铁丝的温度升高了,则(



A.铁丝一定吸收了热量
C.外界可能对铁丝做功

B.铁丝一定放出了热量
D.外界一定对铁丝做功

解析:做功和热传递对改变物体的内能是等效的,
温度升高可能是做功,也可能是热传递。故C正确。 答案:C

例2 下列关于热量的说法,正确的是
A.温度高的物体含有的热量多





B.内能多的物体含有的热量多
C.热量、功和内能的单位相同 D.热量和功都是过程量,而内能是一个状态量 解析:热量和功都是过程量,而内能是一个状态量, 所以不能说温度高的物体含有的热量多,内能多的 物体含有的热量多;热量、功和内能的单位相同都 是焦耳。选C、D 答案:C、D

注意:热量是单纯的传热过程 中系统内能变化的一个量度, 是一个过程量,不能讲在某个 时刻物体具有多少热量应该讲 在热传递过程中有多少热量从 高温物体传递到了低温物体

热传导--热沿着物体传递的热传递方式,不同物质 传到热的能力各不相同,容易传到热的物体称之为热 的良导体,所有金属都是热的良导体,不容易传导热 的物体称之为热的不良导体,如空气、橡胶、绒毛、 棉纱、木头、水、油等

热对流--靠液体或气体的流动来传递热的方式,热 对流是液体和气体所特有的热传递方式
热辐射--热从高温物体向周围以电磁波的形式沿直 线射出去的方式,热辐射不依赖媒介质,可在真空中 进行,温差越大,表面颜色越深,物体向外的热辐射 能力越强

一、热传递 说明:两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,并 将持续到系统间达到热平衡即温度相等为止。在这个过程中我们说,热量从高温物体传 递到了低温物体,这个过程称之为热传递。 问:热传递分别有哪几种方式?(热传导、热对流、热辐射) 问:这三种方式如何区分?(热沿着物体传递的传递方式,不同物质传到热的能力各不 相同,容易传到热的物体称之为热的良导体,所有金属都是热的良导体,不容易传导热 的物体称之为热的不良导体,如空气、橡胶、绒毛、棉纱、木头、水、油等;热对流是 靠液体或气体的流动来传递热的方式,热对流是液体和气体所特有的热传递方式,热辐 射是热从高温物体向周围以电磁波的形式沿直线射出去的方式,热辐射不依赖媒介质, 可在真空中进行,温差越大,表面颜色越深,物体向外的热辐射能力越强) 二、热和内能 问:改变物体的内能有哪两种方式?(做功和热传递) 问:在系统绝热过程中,内能和功之间有怎样的关系?(△U=W,即在系统和外界没有 热交换的情况下,外界对系统所做的功等于系统内能的改变量) 问:在外界对系统没有做功的情况下,内能和热量之间有什么样的关系呢?(△U=Q, 即在外界对系统不做功的情况下,外界传递给系统的热量等于系统内能的改变量) 问:热量有什么需要注意的地方?(内能是单纯的传热过程中系统内能变化的一个量度, 是一个过程量,与功类似,我们知道功是一个过程量,不能讲某个时候物体具有多少功, 而应该讲在某个过程中物体做了多少功。与此相类似,不能讲在某个时刻物体具有多少 热量应该讲在热传递过程中有多少热量从高温物体传递到了低温物体) 问:做功和热传递对改变物体的内能有什么区别吗?(做功是内能和其他形式的能如机 械能、电能等等发生转化;而热传递是不同物体或同一物体不同部分内能的转移)


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