物理同步课件：10.1~2功和内能 热和内能(人教版选修3-3)

答案
D
借题发挥
(1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大，温度升高，
柴油机就是利用这个道理点火的．
(2) 在绝热过程中，末态内能大于初态内能时， ΔU 为正， W 为正， 外界对系统做功，末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，
系统对外界做功．
自 主 学 习 名 师 解 疑 分 类 例 析
【变式1】 绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，下列说法正确 的是 A．气体内能一定增加20 J ( )．
(2)当物体温度变化时，分子平均动能变化，物体体积变化时，
分子势能发生变化，即物体的内能是由它的状态决定的，且 物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无 关．
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分 类 例 析
做功与内能的变化理解
做功改变物体内能的过程是其他形式的能 ( 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 可用做功的数值来度量．外界对物体做多少功，物体的内能就 增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少． 压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的
后，体积相等，则
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(
)．
分 类 例 析
A．A球吸收的热量较多 B．B球吸收的热量较多 C．两球吸收的热量一样多 D．无法确定
解析
A、B两球升高同样的温度，体积变化又相同，则二者内能
的变化相同，而B球是处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大， 对外做功多，因此B球吸收热量较多一些． 答案 B
)．
B．热量、功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位不相同 D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的 解析 物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总 和，而要改变物体的内能可以通过做功或热传递两种途径， 这三者的物理意义不同， A 错．热量是表示在热传递过程中 物体内能变化多少的，而功也是量度用做功的方式来改变物 体内能多少的，B错．三者单位都是焦耳，C错，热量和功是
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借题发挥
两个物体相接触，能够发生热传递的前提条件是两者
之间存在温度差，热传递过程中内能转移的量可用热量来量度， 热传递的最终结果是两者温度相等．
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【变式2】 下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是 ( A．冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷 B．夏天，开空调一段时间后整个房间内温度降低 )．
递给另一个物体，或从物体的
一部分
传到 另一部分．
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分 类 例 析
热量：热量是用来衡量热传递过程中
内能变化
的一个物
理量，是一个过程量．因此只有在热传递过程中才谈热量．热 量和内能是两个截然不同的概念，内能是状态量 ，我们说物体 在一定状态下有内能，而不能说有热量．
热传递和内能变化的关系：系统在单纯的热传递过程中，内能
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分 类 例 析
一、焦耳的实验 系统只由于外界对它做功与外界交换能量，它不从外 界 吸热 ，也不向外界 放热 ，这样的过程叫做绝热过程． 做功

可以改变物体的内能，外界对物体做功，内能 减小 ．
增加 ；物体对外界做功，内能 二、内能
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ΔU＝ U2－U1 就等于外界对系统所做的 功 W ， ΔU ＝ W.
自 主 学 习 名 师 解 疑 分 类 例 析
图10-1、2-1 ( )．
解析
本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，
内能的改变取决了做功的情况，对甲室内的气体，在拉杆缓慢向 外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其 内能应增大，对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外 界做功，内能就减少，故D选项正确．
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借题发挥
利用球体体积的变化从而找到做功的关系，是解决本
题的关键所在，也是本题的创新之处，能的转化与守恒定律广泛 适用于自然界中的一切情景，在复杂问题中利用能的转化与守恒， 可以找到突破口．
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【变式3】 对于热量、功和内能，三者的说法正确的是 ( A．热量、功、内能三者的物理意义等同
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1 功和内能
2 热和内能
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分 类 例 析
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1．知道物体的内能是物体内所有分子的动能和势能的总和．
2．知道做功可以改变物体的内能．
3．了解热传递及热传递的三种方式． 4．知道热传递与内能变化的关系． 5．知道热传递和做功对改变物体内能的等效结果，知道热 功当量．
A．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减 少量等于铁块内能的增加量 B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能减 少量不等于铁块内能的增加量 T1＋T2 C．达到热平衡时，铜块的温度 T＝ 2 D．达到热平衡时，两者的温度相等
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解析
一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，
的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q，即 ΔU＝Q . 热量 来量
热传递改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程．热传递 使物体的内能发生变化时，内能改变的多少可用 度．物体吸收了多少热量，物体的内能就 放出了多少热量，物体的内能就 减少 多少．
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增加 多 少 ； 物 体
过程量，内能是状态量，D正确．
答案 D
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三、热传递 定义：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温， 温度低的物体要升温，我们说，热量从 低温物体 ．这样的过程叫做热传递． 热传递的三种方式
高温物体 传 到 了
热对流 和 热辐射 ． 热传递有三种方式，分别是 热传导 、
四、热和内能 热传递：物体间内能的 转移 ．即内能从 一个物体 传
案为A、D.
答案 AD
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做功和热传递与内能变化的关系
【例3】 (2013·西宁)如图 10-1、2-2所示，A、B 是两个完全相同的球，
分别浸没在水和水银的
同一深度处，A、B两球 用同一种材料制成，当温
图10-1、2-2
度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的 温度相同，且两液体温度同时缓慢升高到同一值，两球膨胀
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三、做功和热传递在改变内能方面的区别与联系
比较项目 做 功 热传递
外界对物体做功，物体
内能变化 的内能增加 物体对外界做功，物体 的内能减少 物理实质 其他形式的能与内能之 不同物体间或同一物体不 物体吸收热量，内能增加 物体放出热量，内能减少
间的转化
同部分之间内能的转移
增加量等于外界对气体做的功；气体膨胀，是气体对外界做功， 气体内能减小，气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的
功．实质上，对气体我们还能从另一个方面来判断，那就是看
气体的体积，被研究的气体体积增大就一定对外做功；气体的 体积减小，外界就一定对气体做功．
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在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外 界对系统做功．末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，系 统对外界做功．内能和其他形式的能一样，是状态量，物体的状 态一定时，它的内能也一定．我们能确定的只是内能的变化，因
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热量与温度 热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做 无规则运动的激烈程度的标志．虽然热传递的前提是两个系统 之间要有温度差，但是传递都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的 热量与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可 以通过系统转化为热量，但它们之间有着本质的区别．
的内能却不一定增加(可能同时对外做功)．
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内能与热量
(1) 热量的概念在涉及能量传递时才有意义．我们不能说一个 物体具有多少热量，只能说在热传递过程中物体吸收或放出了 多少热量． (2) 在单纯传热的过程中，物体吸收热量，内能增加，物体放
出热量，内能减小．
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温馨提示
(1) 功是过程量，内能是状态量，热量是过程量，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)物体内能的大小与做功多少无关，在绝热过程中做功多少等
于内能的变化．
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一、功和内能的关系的理解 内能与内能的变化 (1)物体的内能是指物体内所有分子热运动的动能和分子势能 之和．
C．在地面上晒小麦
D．冬天，用暖水袋暖手
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解析
冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手
上的热量直接通过热传导的方式传到铁块上．用暖水袋暖手，道 理同上．开空调后整个房间内降温，是空气通过对流的方式使热 空气降温．晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的．所以正确答
温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温 度相等，不再发生热交换为止，而热量是热传递过程中内能的变 化量，所以选项 A 和 D 都正确，选项 B 错误；根据热平衡方程 c c铜T1＋c铁T2 ，由此可知选项 C 铜 m(T1－T)＝c 铁 m(T－T2)，解得 T＝ c铜＋c铁 是错误的． 答案 AD