滬科版物理高二上7-a物體的內(nèi)能教學(xué)設(shè)計(jì)課堂練習(xí)反思-文庫(kù)吧資料
2024-11-27 22:21本頁(yè)面
【正文】 焦耳就通過大量的實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)物體（如水）的狀態(tài)從確定的狀態(tài) 1（設(shè)其溫度為 ）改變到確定的狀態(tài) 2（設(shè)其溫度為 ）時(shí)，如不從外界吸熱，也不放熱，只通過做機(jī)械功或電功來(lái)改變物體的狀態(tài)時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得在不同的過程中的功的數(shù)值都相等，也就是說，這個(gè)功和改變狀態(tài)的過程無(wú)關(guān)，只由狀態(tài) 1和狀態(tài) 2決定．我們把 這種由物體內(nèi)部狀態(tài)決定的能量就叫做物體的內(nèi)能．物體的狀態(tài)一定時(shí)，它的內(nèi)能也一定．所以說內(nèi)能是狀態(tài)的單值函數(shù)．例如一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能是溫度的函數(shù)，可寫作 ，實(shí)驗(yàn)氣體的內(nèi)能則是溫度和體積的函數(shù) ．一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)參量 p、 V、 T既經(jīng)確定 之后，與這個(gè)狀態(tài)相應(yīng)的內(nèi)能只有一個(gè)數(shù)值．設(shè) 分別表示物體在狀態(tài) 1和狀態(tài) 2時(shí)的內(nèi)能，如果物體沒有跟外界發(fā)生熱交換，測(cè)出改變物體狀態(tài)時(shí)所消耗的功，就可以確定兩個(gè)狀態(tài)的內(nèi)能差 了．在一般的情況下，物體的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，做功和熱傳遞往往是同時(shí)存在的，無(wú)論物體狀態(tài)變化經(jīng)歷怎樣的過程， 只要兩個(gè)狀態(tài)確定了，內(nèi)能的變化也就確定了．實(shí)際上我們用到的只是內(nèi)能的變化．內(nèi)能的變化可以用做功和傳遞的熱量來(lái)量度．物體在某一狀態(tài)的內(nèi)能的絕對(duì)值是無(wú)法測(cè)定的． 內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別 內(nèi)能與機(jī)械能所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式不同：內(nèi)能對(duì)應(yīng)的是微觀的分子熱運(yùn)動(dòng)；機(jī)械能對(duì)應(yīng)的是宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)．內(nèi)能由物體的溫度和體積決定；機(jī)械能由物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度及相對(duì)高度決定．內(nèi)能與機(jī)械能在一定條件下（例如：做功）可能發(fā)生轉(zhuǎn)化． 內(nèi)能與熱能 內(nèi)能這個(gè)物理量首先是由焦耳實(shí)驗(yàn)結(jié)出的。在一定條件下，機(jī)械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化 （例如：做功） 。機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物體有規(guī)則的宏觀運(yùn)動(dòng)，與機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的能量就是機(jī)械能， 機(jī)械能由物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度及相對(duì)高度決定． 而與物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的能量就是內(nèi)能 ；內(nèi)能由物體的溫度和體積決定 。理想氣體無(wú)分子勢(shì)能，所以，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。討論個(gè)別分子的溫度和內(nèi)能是沒有意義的。 三 .物體的內(nèi)能 ? 物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。當(dāng)分子間距離發(fā)生變化時(shí)，分子間作用力就會(huì)做功。 ? 決定因素 :狀態(tài)和體積。溫度越高，物體分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大；溫度越低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越小。我們把這個(gè)平均值叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能，簡(jiǎn)稱分子動(dòng)能。 六 、 做功改變物體內(nèi)能 做功可以改變物體內(nèi)能，做功可以使內(nèi)能和其它形式的能相互轉(zhuǎn)化．如果一個(gè) 物體只有與外界間的存在做功關(guān)系（不包括機(jī)械能的改變部分），而無(wú)熱交換，則做功的多少與內(nèi)能的改變量相等． 例題 1：有一個(gè) 10m高的瀑布，水流在瀑布頂端時(shí)速度為 2m/s，在瀑布底與巖石的撞擊過程中，有 10%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，請(qǐng)問水的溫度上升了多少攝氏度？已知水的比熱容為 103 J/(kg任何一個(gè)物體的機(jī)械能可以為零，但它的內(nèi)能不可能為零。 五、 內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別： 物體有不同的運(yùn)動(dòng)形式，每種運(yùn)動(dòng)形式都有與其對(duì)應(yīng)的能量。 [教學(xué)內(nèi)容 ] 一、分子動(dòng)能 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子平均動(dòng)能越大．分子平均速度和平均動(dòng)能是一個(gè)宏觀統(tǒng)計(jì)概念，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，但并不是所有分子動(dòng)能都增大，個(gè)別分子動(dòng)能還有可能減?。? 二、分子勢(shì)能 由分子間作用力決定的一種能量，與分子間距離有關(guān)， 宏觀上表現(xiàn)出與物體體積有關(guān)． 當(dāng)分子間距離大于平衡距離時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，此時(shí)增大分子間距離，分子力作負(fù)功，分子勢(shì)能增加；當(dāng)分子間距離小于平衡距離時(shí)，分子力為斥力，此時(shí)減小距離，分子力還是做負(fù)功，分子勢(shì)能增加；由此可見分子間距離等于平衡距離時(shí)分子勢(shì)能最小，但不一定為零，因?yàn)榉肿觿?shì)能是相對(duì)的．分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系如圖所示． 三、物體的內(nèi)能 物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫內(nèi)能． 例 1：相同質(zhì)量的 0℃ 水與 0℃ 的冰相比較 （ ） A、它們的分子平均動(dòng)能相等 B、水的分子勢(shì)能比冰的分子勢(shì)能大 C、水的分子勢(shì)能比冰的分子勢(shì)能小 D、水的內(nèi)能比冰的內(nèi)能多 答案： ABD 評(píng)析：質(zhì)量相同的水和冰，它們的分子個(gè)數(shù)相等；溫度相等，所以分子平均動(dòng)能相等，因此它們總的分子動(dòng)能相等．由水結(jié)成冰，需要釋放能量，所以相同質(zhì)量、溫度的水比冰內(nèi)能多，由于它們總的分子動(dòng)能相等，所以水比冰的分子勢(shì)能大．本題很容易誤認(rèn)為水結(jié)成冰，體積增大，所以內(nèi)能增大． 機(jī)械能與內(nèi)能有著本質(zhì)的區(qū)別，對(duì)于同一物體，機(jī)械能是由其宏觀運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)高度決定的，而內(nèi)能是由物體內(nèi)部分 子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和聚集狀態(tài)決定．例如放在桌面上靜止的木塊溫度升高，其機(jī)械能不變，而內(nèi)能發(fā)生了改變． 例 2：下面有關(guān)機(jī)械能和內(nèi)能的說法中正確的是 A、機(jī)械能大的物體，內(nèi)能一定也大 B、物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大，物體內(nèi)分子平均動(dòng)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1