学生思考讨论回答:为了验证机械运动、电磁运动和热运动是可以相互转化的。
教师:焦耳实验有重要的物理意义,为能量守恒定律奠定了基础。
2、内能
教师:引导学生阅读教材61页有关内容,思考并回答问题。
(1)从做功的角度,如何来定义系统的内能?
(2)在绝热过程中,怎样计算内能的增量?
学生:阅读教材后回答问题。
(1)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物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能。
(2)计算式:当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时,内能的增加量就等于外界对系统所做的功W,即。
教师:从微观上看,物体发生宏观位移时,其中所有分子将在无规则热运动基础上附加一个共同的有规则运动。在做功过程中,通过分子间的碰撞将有规则运动能量(宏观上表现为机械能)转变为分子无规则运动能量。
3.[师生活动]
例题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
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
演示教材51页"做一做"中的实验,观察瓶塞跳出时瓶内的变化;封住一部分雾,再向瓶内打气时瓶内的变化。思考有关的问题,体会做功与系统内能变化的关系。学生课后交流,形成结论。