1、內(nèi)能 功 熱量,重慶十八中兩江實(shí)驗(yàn)中學(xué)校 物理教研組 羅松平,第三章 熱力學(xué)基礎(chǔ),2018年3月30日 17：23,“魔術(shù)水杯”,1、內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能（U） 分子動(dòng)能：由于分子在不停地做著無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)能，它與物體的溫度有關(guān)（溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志）。 分子勢能： 分子間存在相互作用力，分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢能，這就是分子勢能，它和物體的體積有關(guān) 2、影響內(nèi)能的因素：溫度和體積,問題1：如何改變物體的內(nèi)能？ 問題2：怎樣判斷物體的內(nèi)能是否改變？,放在火上“烤”,放在火上“烤”,在砂輪上“磨”,一、功和內(nèi)能,絕熱過程：系統(tǒng)不從

2、外界吸熱，也不向外界放熱，它只由與外界對(duì)它做功而與外界交換能量，這樣的過程叫做絕熱過程。,實(shí)驗(yàn)解釋： 向瓶內(nèi)打氣對(duì)內(nèi)部氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，壓強(qiáng)增大，活塞跳出；活塞跳出短暫過程，瓶內(nèi)氣體絕熱膨脹對(duì)外界做功，內(nèi)能減少，溫度降低，水蒸氣有一部分被液化成小液滴，所以看到白霧。,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 ；,在絕熱過程中：,1、兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸或靠近時(shí)熱量從高溫物體傳到低溫物體。這樣的過程叫做熱傳遞。,二、熱和內(nèi)能,2、發(fā)生條件：物體之間或物體的不同部分之間存在溫度差。,3、熱傳遞有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。,熱對(duì)流,熱輻

3、射,結(jié) 論,1. 物體從外界吸熱，物體內(nèi)能增加；,2. 物體對(duì)外界放熱，物體內(nèi)能減少；,焦耳的實(shí)驗(yàn),焦耳出生于英國曼徹斯特附近的索爾福德，其父本杰明焦耳經(jīng)營一家大啤酒廠。1834年父親跟隨著名化學(xué)家道爾頓學(xué)習(xí)化學(xué)，激發(fā)了焦耳對(duì)科學(xué)的興趣。,詹姆斯普雷斯科特焦耳 （James Prescott Joule） 1818 -1889 英國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家,1840年開始的近40年中，焦耳進(jìn)行了數(shù)百次實(shí)驗(yàn)，以求精確測定外界對(duì)系統(tǒng)做功和傳熱對(duì)于系統(tǒng)狀態(tài)的影響，以及功與熱量的相互關(guān)系。,實(shí)驗(yàn)一：焦耳槳葉輪實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在絕熱情況下，對(duì)于同一系統(tǒng)，無論是機(jī)械做功還是電流做功，只要做功相同，容器內(nèi)水溫上升的

4、數(shù)值都是相同的，即系統(tǒng)狀態(tài)的變化是相同的。,實(shí)驗(yàn)二：焦耳磁電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置,在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過程中，外界對(duì)系統(tǒng)所做的功僅由過程的始末兩個(gè)狀態(tài)決定，不依賴于做功的具體過程和方式。,哪些力做功僅由物體的初末位置決定，與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)？,探討：,類比法,一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)必定存在一個(gè)只依賴于系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。該物理量表征系統(tǒng)某一狀態(tài)的能量，稱為系統(tǒng)的內(nèi)能，用符號(hào)U 表示.,三、內(nèi)能,在絕熱過程中，系統(tǒng)內(nèi)能改變等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功，即,在傳熱過程中，系統(tǒng)內(nèi)能改變等于系統(tǒng)與外界傳遞的熱量，即,UQ,UW,實(shí)物展示：斯特林外燃發(fā)電機(jī)微型,2018年3月30日 17：23,人生就是一次次幸福的相聚，夾雜著一次次傷感的別離，我不是在最好的時(shí)光遇見了