山东省专用2018-2019学年高中物理第十章热力学定律第12节功和内能热和内能讲义含解析新人教版选修3

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1、第1、2节功和内能热和内能1.绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热的过程。2．绝热过程中系统内能的增加量等于外界对系统所做的功，即ΔU＝W。3．热传递：热量从物体的高温部分传递到低温部分，或从高温物体传递给低温物体的过程。4．系统在单纯的传热过程中，内能的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q。5．做功和热传递是改变内能的两种方式且具有等效性，但二者实质不同。一、焦耳的实验1．绝热过程系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热。2．代表实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，

2、引起水温度上升。(2)通过电流的热效应给水加热。3．实验结论要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关。二、功和内能1．内能的概念(1)内能是描述热力学系统自身状态的物理量。(2)在绝热过程中做功可以改变热力学系统所处的状态。2．绝热过程中内能的变化(1)表达式：ΔU＝W。(2)外界对系统做功，W为正；系统对外界做功，W为负。三、热和内能1．热传递(1)条件：物体的温度不同。(2)过程：温度不同的物体发生热传递，温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，热量从高温物体传到低温物体。(3)热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐

3、射。2．热和内能(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即热传递能改变物体的内能。(2)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。(3)单纯的传热过程中内能的变化。①公式：ΔU＝Q。②物体吸热，Q为正；物体放热，Q为负。1．自主思考——判一判(1)温度高的物体含有的热量多。(×)(2)内能大的物体含有的热量多。(×)(3)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。(×)(4)做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的。(√)(5)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量。(×)(6)热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递。(×)2

4、．合作探究——议一议(1)焦耳的热功当量实验和电流热效应给水加热的实验中做功的方式相同吗？你能得出什么结论？提示：不同。在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功多少有关。(2)用锤子反复敲打一块铁，铁块会发生怎样的变化？为什么？提示：铁块的温度升高，同时会发生形变，在敲打铁块的过程中，锤头对铁块做功，使铁块的内能增加，温度升高。铁块由于受到力的作用，会发生形变。(3)热传递是热量从内能多的物体传递给内能少的物体吗？提示：不是。热传递是热量从高温物体传向低温物体，并非从内能多的物体传向内能少的物体。功和内能的关系1．功和内能的区别(1)功是过程量，

5、内能是状态量。(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化。(3)物体的内能大，并不意味着做功多。只有在绝热过程中，内能变化较大时，对应着做功较多。2．功和内能的关系(1)做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度。在国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳。(2)绝热过程中功和内能变化的关系当系统从某一状态经过绝热过程达到另一状态时，内能的改变量ΔU就等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝U2－U1＝W。即在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能增加，外界对系统做多少功，系统的内能就增加多少；系统对外界做功，系统的内能减少，系统对外界做多少功，系统的内能就减少多少。3．

6、做功改变物体内能的实质做功改变物体内能的过程是将其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程，做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少用做功的数值来度量。1．[多选]改变物体的内能的下列方式中，属于做功的方式的是(　　)A．搓搓手会感到手暖和些B．汽油机汽缸内被压缩的气体C．车刀切下的炽热铁屑D．物体在阳光下被晒热解析：选ABC　搓手时克服摩擦力做功，机械能转化为内能；汽缸压缩气体，对气体做功；车刀切削钢件，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使切下的铁屑温度升高，都是通过做功使物体的内能发生改变。物体在阳光下被晒热，不属于做功的方式。2．采用绝热的方式使一定量的气体由

7、初状态A变化至末状态B。对于不同的绝热方式，下列说法正确的是(　　)A．对气体所做的功不同B．对气体所做的功相同C．对气体不做功，因为没有能量的传递D．以上三种说法都不对解析：选B　对于一定质量的气体，不管采用任何一种绝热方式由状态A变化到状态B，都是绝热过程。在这一过程中，气体在初状态A有一确定的内能UA，在状态B有另一确定的内能UB，由绝热过程中ΔU＝UB－UA＝W知，W为恒量，所以B正确。3.[多选]如图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。关于这个实验，下列说法正确的是(　　)A．这个