1.2.功和内能热和内能

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第十章热力学定律第1、2节功和内能、热和内能

②内能、热量:热量是用来衡量热传递过程中内能变化多少的
③温度、热量:热量与温度的
在热传递过程中,传递内能的变化有关,在不发生物态变化
多少。与物质的种类(比热容)、时,物体吸收热量,内能增加,
质量和温度的变化量有关
温度升高;物体放出热量,内
能减少,温度降低
注意:温度不能“传”,热量不能“含”；吸热不一定升温(如:晶体的
注意：温度、热量、内能都是热学部分的重要概念。弄清这几个量之间的联系与区别是处理这类问题的关键。
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概念
区别
联系
表示物体的冷热程度,其实质 ①温度、内能:温度是影响内
温度是:反映了物体内部大量分子无能的因素之一,温度升高,内
规则运动的激烈程度
能增加;温度降低,内能减少
内能热量
物体内部所有分子的动能和分子势能的总和。一切物体都具有内能
不相同！热传递是物体间内能的转移,即内能从物体一部分传到另一部分,或从一个物体传递给另一物体。做功是物体的内能与其他形式能量的转化,如内能与机械能、内能与电能间的转化等。
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四、做功和热传递与内能变化的关系
1、做功使物体内能发生改变的时候：内能的改变就用功数值来量度。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，即：ΔU=W 热传递使物体的内能发生改变的时候：内能的改变用热量来量度的。物体吸收多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出多少热量，物体的内能就减少多少，即：ΔU=Q
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3.内能与内能的变化： (1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。因此物体的内能是一个状态量。 (2)当物体温度变化时,分子的平均动能变化; 物体的体积变化时,分子势能发生变化,因此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。 4.做功与内能变化的关系 (1)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。

高二物理改变内能的两种方式

放热
（物体对外界放热）
内能增加内能减少内能增加内能减少
做功和热传递的区别和联系
• 做功改变物体内能的实质是内能与其它形式的能相互转化的过程；热传递改变物体内能的实质是热能的转移过程．
做功和热传递改变物体的内能是等效的．
• 找一条橡皮筋，两手捏住其两端用力拉长并迅速贴在脑门上．你会有什么感觉，为什么？
• 金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是： [ ]
• A．迅速向里推活塞
• B．迅速向外拉活塞
• C．缓慢向里推活塞
• D．缓慢向外拉活塞
• 用酒精灯给用活塞封住少量水的试管加热，过一会试管塞被冲出，水蒸汽的温度降低了，为什么？
• 指出下面例子中各是通过什么物理过程改变物体内能的．[ ]
• A．铁丝在酒精灯火焰上灼烧变热．
• B．铁丝来回弯折几下会变热．
• C．陨石进入大气层后会逐渐变成火红球体．
• D．陨石落在地球上后又逐渐恢复本来颜色．
；；
躯微微颤抖,气の.她不是气那些人の大言不惭,也不是气他们对历史人物の肆意评判.她不再是动辄慷慨激昂の热血青年,历史就是历史,无论对错,人家依旧是出色の千古一帝,憾动不了.“小姐...”服务员见她不动,正想提醒她,被陆羽抬手截住话头.而里边の高谈阔论仍在继续.“其实没什么,百无一用是书生,我国乱,世界必乱,到时候人人自危定必有一场清洗.”背向门口の男人笑笑说,语气露出一丝轻狂与傲慢,“那时候,首先淘汰の就是那批老儒酸.”“肯定啦！要救也是救科研专家,最好让文人死光光,换另一批从得正兴奋却戛然而止,“呃,姑娘你是不是走错地方了？”在座各位汉子唰声望出门口,嚯,一位穿着银金色中短裙,外披一件同色调小外套の精致美人优雅走了进来.“啊,啊

改变内能的两种方式

改变内能的两种方式
1.功和内能 1.功和内能 2.热和内能 2.热和内能
一、做功可以改变物体的内能
焦耳的实验 1.绝热过程：绝热过程：绝热过程系统既不从外界吸热，也不向外界系统既不从外界吸热，放热的过程
2.在各种绝热过程中，如果使系统从状态1变化在各种绝热过程中，如果使系统从状态变化在各种绝热过程中到状态2，所需外界做功的数量是相同的。到状态，所需外界做功的数量是相同的。
对外
（物体对外界做功）
（物体从外界吸热）
吸热
放热
（物体对外界放热）
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
做功和热传递的区别和联系
做功改变物体内能的实质是内能与其它形式的能相互转化的过程；式的能相互转化的过程；热传递改变物体内能的实质是热能的转移过程．内能的实质是热能的转移过程．
做功和热传递改变物体的内能是等效的．做功和热传递改变物体的内能是等效的．
内能 U=w
二、热传递可以改变物体的内能．热传递可以改变物体的内能．
热传递热量从高温物体传到低温物体的过程热传递: 发生条件：发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在温度差。温度差。传递方向：能量从高温处转移到低温处。传递方向：能量从高温处转移到低温处。热传递的方式：传导、对流、热传递的方式：传导、对流、辐射热和内能 U=Q
内能与热量的区别
内能是一个状态量状态量，一个物体在不同的状态下内能状态量有不同的内能热量是一个过程量过程量，它表示由于热传递而引起热量过程量的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能
改变内能的两种方式做功热传递

第三章热力学第一定律内能

M
RdT
又
A
V2 V1
PdV
P (V2
V1 )
M
R(T2 T1 )
13
伴随整个过程的热量
Q
U2
U1
M
R(T2
T1 )
M
CV (T2
T1 )
M
R(T2
T1 )
定义定压摩尔热容 Cp :
CP
(Q ) P
M dT
可得 CP CV R 称为迈耶公式.
CP
CV
R
i 2
R
R
i2 2
T
M
CV (T2 T1 )
等压 P=常量 V 常量
T
M
CP
(T2
T1
)
等温 T=常量 PV 常量
PV 常量
M RT ln V2 或
V1
M RT ln p1
p2
绝热 dQ=0 V 1T 常量
0
P 1T 常量
0
P(V2 V1 )或
M
R(T2
T1 )
M RT ln V2 或
V1
M RT ln p1
7
• 功的图示：
A=
V2
V1
PdV
由积分意义可知，功的大小等于
P
P—V 图上过程曲线P=P(V)下的
面积。
1
比较 a , b下的面积可知，
2 功的数值不仅与初态和末态有
关，而且还依赖于所经历的中
间状态，功与过程的路径有关。
V
（功是过程量）
8
传递热量也使系统状态改变,但是要通过分子无规则运动传递能量,称为微观功. 热力学系统在一定状态下有一定的内能. 内能的改变量只决定于初末两个状态,与所经过程无关. 或者说内能是状态的单值函数.

高中物理第十章热力学定律第1、2节功和内能热和内能讲义(含解析)新人教版选修3-3-新人教

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，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。

功、热、内能及热力学第一定律

做功和热传递的区别与联系
（1）做功改变内能的实质：其它形式的能和内能之间的转化
（2）热传递改变内能的实质：各系统间内能的转移
（3）做功和热传递在改变内能的效果：效果相同
（不同能量形式的转化）（同种能量形式的转移）
改变内能的两种方式
做功
热传递
对内
对外
吸热
放热
（外界对系统做功）（系统对外界做功）（系统从外界吸热）（系统对外界放热）
自主学习：能量守恒定律
1.各科学家对能量守恒的贡献？ 2.热力学第一定律与能量守恒定律的关系？
解：取1 g水为研究对象，大气视为外界，1 g 沸腾的水变成同温度的水蒸气需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有 ΔU＜Q吸.
气体在等压下膨胀做功： W=p(V2-V1)=1.013×105×(1 676-1.043)×10-6 J=169.7 J.
气体吸热：Q=mL=1×2 263.8 J=2 263.8 J. 根据热力学第一定律：
功是能量转化的量度
内能U ：只依赖于系统自身状态的物理量
内能与状态参量温度、体积有关，即由它的状态决定
系统由状态1经过绝热过程到状态2内能的增加量△U＝U2－U1
等于外界对系统所做的功即 △U＝W（注意W的正负）
1.系统指的是什么？
实验研究的对象是瓶中的气体与打气筒中的气体，那么我们的系统也就是这二部分气体。
实验结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值都是相同的，即系统状态的变化是相同的。
焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置—电功
实验结论：只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化是相同的。
在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。

高中物理功和内能热和内能

3.发生热传递的条件
结论：当物体之间或物体的不同部分之间存在温度差时才能发生热传递.
1．关于热传递，下列说法正确的是( B)
A．热传递的实质是热温量度的传递
B．物体间存在温度差，才能发生热传递 C．热传递可以在任何情况下进行
物体间存在温度
差才能发生热传递.在达到温度相同后停止热传递
D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量
其他形式的能
外界对系统做正功加入水，水的上方有水蒸气.用带孔橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化. 1.系统指的是什么？ 2.出现了什么现象？ 3.为什么会呈现雾状？
1.系统指的是什么？实验研究的对象是瓶中的气体与打气筒中的气体，那么我们的系统也就是这二部分气体. 2.出现了什么现象？
2．做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）
热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）
四、内能与热量的区别
内能是一个状态量,一个物体在不同的状态下有不同的内能
热量是一个过程量，它表示由于热传递而引起的变化过程中转移的能量，即内能的改变量. 如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能.
可能是与外界发生了热传递，也可能是由于外界对其做功或其对外界做功
二、热和内能
外界没有对系统（水）做功，只对系统传热，同样能改变系统的状态.
结论：热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度.当系统从状态1 经过单纯的传热达到状态2，内能的增量△U=U2-U1就等于外界向系统传递的热量Q，即△U=Q.
说明
像做功一样，热量的概念也只有在涉及能量的传递时才有意义.所以不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量.

热力学定律

3、关于物体内能,下列说法中正确的是（: A，C） A.手感到冷时,搓搓手就会感到暖些,这是利用做功来改变物体内能; B.将物体举高或使它们的速度增大,是利用作功来使物体内能增大; C.阳光照晒衣服,衣服的温度升高,是利用热传递来改变物体内能的; D.用打气筒打气,筒内气体变热,是利用热传递来改变物体的内能.
A．气体的内能一定是增加的 B．气体可能向外界放热 C．气体一定从外界吸收热量 D．气体对外界做正功
如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一
导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙，现将
活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内
能的增加而升高，则在移动P的过程中（ C ） A、外力对乙做功，甲的内能不变
• “一项革命性的成果诞生了，它将改变世界！就像蒸汽机带动工业革命一样！”
• 5月11日，一条题为“中国完全独立自主研发的空动力机械有限公司自主研制出空气动力汽车，该车不用燃油，不用电，喝了空气就能跑，时速可达到160公里，行驶500公里只需要5块钱的成本，比普通汽车使用成本至少节约70%。”
塞静止,气体达到平衡态,经过此过程（ D ）
A．EP全部转换为气体的内能
B. EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍
理想
为弹簧的弹性势能
气体
C．EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D．EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换
为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能
（这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的。）
第二类永动机是不可能制成的。
1. 下列说法正确的是: ( C )
A.温度是分子内能大小的标志 B.物体吸热温度一定升高 C.物体不吸热温度也可升高 D.温度高的物体具有较多的热量

高中物理选修3-3-功和内能+热和内能

功和内能热和内能知识元改变内能的两种方式知识讲解一、功和内能1.功与系统内能改变的关系：做功可以改变系统的内能。

（1）外界对系统做功，系统的内能增加，在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功，即：ΔU=U2-U1=W（2）系统对外界做功，系统的内能减少。

在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少，即W=-ΔE2.在绝热过程中，功是系统内能转化的量度3.功和内能的区别（1）功是能量转化的量度，是过程量，而内能是状态量（2）做功过程中，能量一定会发生转化，而内能不一定变化（3）内能变化时不一定有力做功，也可能是传热改变了物体的内能。

物体的内能大，并不意味着做功多二、热和内能1.传热与内能改变的关系（1）不仅对系统做功可以改变系统的热力学业状态，单纯的对系统传热也能改变系统的热力淡定状态，所以热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度（2）在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。

即：ΔU=U2-U1=Q2.传热改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程3.内能与热量的区别内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下具有不同的内能，而热量是一个过程量，它表示由于传热而引起的内能变化过程中转移的能量，即内能的改变量。

如果没有传热，就无所谓热量，但此时物体仍有一定的内能例题精讲改变内能的两种方式例1.用力搓手感觉手会发热、冬天在阳光下觉得暖和等物理现象表明：____和_____在改变物体内能上可以起到相同的效果。

例2.关于热传递，下列说法中正确的是（）A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递可以在任何情况下进行D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量例3.如图所示，在较厚的有机玻璃筒底部，放置少量易燃物，如蓬松的硝化棉。

迅速压下筒中的活塞，可看到硝化棉被点燃而发出火光。

对该实验现象的下列说法中正确的是（）A．这个实验说明功可以变成能B．这个实验说明做功可以改变筒内空气的内能C．用厚有机玻璃做筒和迅速压缩都是为了保证该过程为绝热过程D．活塞向下迅速压缩过程，筒内空气的分子平均动能和分子势能都增大了例4.小实验：将钢丝掰直后，快速来回弯曲，用手接触弯曲部分会感觉____，这是由于________________________________________。

改变内能的两种方式

改变内能的两种方式做功热传递
对内
(外界对物体做功)
对外
(物体对外界做功)
(物体从外界吸热)
吸热
放热
(物体对外界放热)
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
跟内能改变△ 之间的定量关系. 四,功W,热量跟内能改变△U之间的定量关系. ,热量Q跟内能改变 ---------热力学第一定律
9,热力学第一定律的内容?公式?正负号的确定? 热力学第一定律的内容?公式?正负号的确定? 热力学第一定律的内容内容:一个系统, 内容:一个系统,内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功之和
改变内能的两种方式
1.功和内能功和内能 2.热和内能热和内能 3,热力学第一定律 ,
一,复习引入: 复习引入: 1,什么是物体内能?影响物体内能的因素有哪些? ,什么是物体内能?影响物体内能的因素有哪些? 理想气体的内能有什么特点? 理想气体的内能有什么特点? 热运动的分子动能和分子势能之和物体里所有分子热运动物体里所有分子热运动的分子动能和分子势能之和叫物体的内能微观因素:分子个数;分子的平均动能;分子间的距离微观因素:分子个数;分子的平均动能; 宏观因素:物质的量;温度; 宏观因素:物质的量;温度;体积特别说明:物体的内能是有物体的状态决定的. 特别说明:物体的内能是有物体的状态决定的. 内能是状态量 2,怎样改变物体的内能?(哪两种方式?) ?(哪两种方式 ,怎样改变物体的内能?(哪两种方式?) 做功和热传递
8,做功和热传递的关系? ,做功和热传递的关系?
联系:做功和热传递改变物体的内能是等效的. 联系:做功和热传递改变物体的内能是等效的等效的.
一定数量的功与确定数量的热相对应------热功当量热功卡焦耳/卡焦耳区别:改变物体内能的实质不同区别: 做功:内能与其它形式能相互转化的过程; 做功:内能与其它形式能相互转化的过程; 功是能量转化的量度" "功是能量转化的量度" 热传递:是内能在不同物体间的转移过程. 热传递:是内能在不同物体间的转移过程. 热量是内能转移的量度" "热量是内能转移的量度"

功和内能热和内能PPT课件

第1讲功和内能~第2讲热和内能
16
例3 一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则( ) 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
第1讲功和内能~第2讲热和内能
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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原理点火的. (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.
第1讲功和内能~第2讲热和内能
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解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理
量，所以是由系统的状态决定的，A对；
正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中
引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对；
做功和热传递都可以改变系统的内能，C错；
气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交
换，所以系统的内能要减小，故D错.
二、内能 1.任何一个热力学系统都存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，我们把它称之为系统的内能 . 2.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 ，即ΔU＝W .
第1讲功和内能~第2讲热和内能
5
三、热和内能 1.不仅对系统做功可以改变系统的内能，单纯的对系统传热也能改变系统的内能. 2.当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增加量 ΔU＝U2－U1 就等于外界向系统传递的热量Q ，即 ΔU＝Q .

功和内能热和内能课件

【例2】在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是( ) A．一定是物体放出了50 J的热量 B．一定是物体吸收了50 J的热量 C．一定是物体分子动能增加了50 J D．物体的分子平均动能可能不变
解析在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等数量的热量，故A错，B对；物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J，物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能，故，E乙减小
B．E甲不变，E乙增大
C．E甲增大，E乙不变
D．E甲增大，E乙减小
图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，内能的改变取决于做功的情况．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，外界对甲室内的气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内的气体对外界做功，内能应减小．答案 D
1．内能和内能的变化量 (1)内能是一个状态量，指物体内所有分子的动能和势能之和． (2)内能的变化量只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关．绝热过程中，内能在两个状态间的差值等于外界对系统所做的功．
2．功和内能 (1)功是过程量，内能是状态量． (2)物体的内能大，并不意味着做功多． (3)在绝热过程中，做功一定引起内能的变化，做功越多，内能变化越大 (填“大”或“小”)．
3．热量和内能变化的关系在只有热传递的情况下，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少，并且内能的变化量等于物体吸收或放出的热量，即 ΔU＝Q .

1.2.功和内能热和内能

高中物理选修3-3课件
• 2．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)内能的变化 • 绝热过程中做功与内能的变化关系：ΔU ＝W. • 外界对系统做功，W为正，系统对外界做功， W为．负
高中物理选修3-3课件
• ◎ 教材资料分析 • 〔演示〕——教材P50
• 压下活塞，观察筒底物品的变化
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• 在有机玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉，或浸过乙醚的棉花、火柴头等．迅速压下筒中的活塞，观察筒底物品的变化． • 这个实验说明了什么？ • 【点拨】这个实验说明了什么？ • 解析：这个实验说明了活塞对气体做了功，气体内能增加．活塞对气体做功，气体温度增加，浸过乙醚的棉花着火点很低，因此燃烧起来．
高中物理选修3-3课件
高中物理选修3-3课件
• 2．做功与内能变化的关系 • (1) 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． • (2) 在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少． • 3．功和内能的区别 • (1)功是过程量，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) 物体的内能大，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化越大时，对应着做功
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• 解析：绝热过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做的功 W<0 ，由 ΔU ＝ U2 － U1 ＝ W 可知，气体内能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减小．故D正确． • 答案： D

高中物理_功和内能热和内能教学设计学情分析教材分析课后反思

功和内能热和内能学习目标：1.掌握从热力学角度认识内能的概念．了解焦耳的两个实验．(重点)2．知道做功与内能改变的数量关系，知道热传递的热量与内能变化的关系．(重点、难点)3．知道做功和热传递是改变内能的两种方式，且对改变系统内能是等效的．(难点)4．掌握内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系．(重点)预习检查：1．焦耳的实验(1)绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换______，它不从外界______，也不向外界______．(2)代表性实验①重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温______②通过电流的________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______无关．2．功和内能(1)内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统__________的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在______过程中对系统所做的功相联系．鉴于功是能量______的量度，所以这个物理量必定是系统的一种能量，我们把它称为系统的内能．(2)功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量，即____________.2．热传递(1)条件：物体的______不同．(2)定义：两个______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，______从高温物体传到了低温物体．2．热和内能(1)热量：它是在单纯的传热过程中系统______变化的量度．(2)表达式：____________.(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同：①做功和热传递都能引起系统______的改变．②做功时是内能与其他形式能的______；热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间____________．引入：冬天搓手可使双手变暖；向手吹气也可使双手变暖，是什么原因使温度发生了变化呢？演示:在有机玻璃筒底放置少量的易燃物,例如蓬松的棉花,迅速压下筒中的活塞,观察筒底物品的变化。

高中物理复习功,热量与内能

2．功和内能：(1)内能：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．鉴于功是能量变化的量度，所以这个物理量必定是系统的一种能量，我们把它称为系统的内能．(2)功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量，即ΔU＝W.二、热量与内能：1．热传递(1)条件：物体的温度不同．(2)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，热量从高温物体传到了低温物体．2．热和内能(1)热量：它是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度．(2)表达式：ΔU＝Q.(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同：①做功和热传递都能引起系统内能的改变．②做功时是内能与其他形式能的转化；热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移．三、理解：1．内能：物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和．(1)在微观上由分子数、分子热运动的剧烈程度和相互作用力决定，宏观上体现为物体的温度和体积，因此物体的内能是一个状态量．(2)在系统不吸热也不放热的绝热过程中，状态发生的变化是由于做功造成的，伴随的能量转化是外界的能量与系统自身的能量发生了转化，系统自身的能量称为内能．(3)造成系统内能变化的量与做功方式无关，与做功的数量有关．(4)内能是状态量，由它的状态、温度、体积、质量决定．2．(1)做功与内能变化的关系：当系统从某一状态经过绝热过程达到另一状态时，内能的增加量ΔU就等于外界对系统所做的功W，用式子表示为：ΔU＝U2－U1＝W.(2)系统内能的改变量ΔU只与初、末状态的内能U1和U2有关，与做功的过程、方式无关．(3)功和内能的区别①功是过程量，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物体的内能大，并不意味着做功多，在绝热过程中，只有变化较大时，对应着做功较多．(4)分析绝热过程的方法1．在绝热的情况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，ΔU为正值；若系统对外界做正功，系统内能减少，ΔU为负值．此过程做功的多少为内能转化多少的量度．2．在绝热过程中，内能和其他形式的能一样也是状态量，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能也相应地确定了，内能的变化ΔU也确定了．而功是能量转化的量度，所以ΔU＝W，即W为恒量，这也是判断绝热过程的一种方法．3．热传递(1)热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递．(2)热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射．2．热传递的实质：热传递实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能．传递能量的多少用热量来量度．3．传递的热量与内能改变的关系(1)在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少．即Q吸＝ΔU.(2)在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．即Q放＝－ΔU.4．热传递具有方向性热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发地从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分．52．功和内能：(1)内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在过程中对系统所做的功相联系．鉴于功是能量的量度，所以这个物理量必定是系统的一种能量，我们把它称为系统的内能．(2)功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量，即 .二、热量与内能：1．热传递(1)条件：物体的不同．(2)定义：两个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，从高温物体传到了低温物体．2．热和内能(1)热量：它是在单纯的传热过程中系统变化的量度．(2)表达式： .(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同：①做功和热传递都能引起系统的改变．②做功时是内能与其他形式能的；热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间．三、理解：1．内能：物体的内能是指物体内所有分子的和之和．(1)在微观上由分子数、分子热运动的和决定，宏观上体现为物体的和，因此物体的内能是一个状态量．(2)在系统不吸热也不放热的绝热过程中，状态发生的变化是由于造成的，伴随的能量转化是外界的能量与系统自身的能量发生了转化，系统自身的能量称为内能．(3)造成系统内能变化的量与做功方式无关，与有关．(4)内能是，由它的状态、温度、体积、质量决定．2．(1)做功与内能变化的关系：当系统从某一状态经过绝热过程达到另一状态时，内能的增加量ΔU就等于外界对系统所做的功W，用式子表示为：ΔU＝U2－U1＝W.(2)系统内能的改变量ΔU只与初、末状态的内能U1和U2有关，与做功的过程、方式无关．(3)功和内能的区别①功是，内能是．②在绝热过程中，做功一定能引起的变化．③物体的内能大，并不意味着做功多，在绝热过程中，只有变化较大时，对应着做功较多．(4)分析绝热过程的方法1．在绝热的情况下，若外界对系统做，系统内能增加，ΔU为正值；若系统对外界做正功，系统内能，ΔU为负值．此过程做功的多少为内能转化多少的量度．2．在绝热过程中，内能和其他形式的能一样也是状态量，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能也相应地确定了，内能的变化ΔU也确定了．而功是的量度，所以ΔU＝W，即W为恒量，这也是判断绝热过程的一种方法．3．热传递(1)热量从传递到，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递．(2)热传递的三种方式：、和．2．热传递的实质：热传递实质上传递的是，结果是改变了系统的内能．传递能量的多少用热量来量度．3．传递的热量与内能改变的关系(1)在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就多少．即Q吸＝ΔU.(2)在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就多少．即Q放＝－ΔU.4．热传递具有方向性热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发地从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分．52．做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的．( )3．热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体．( )1．（多）如图1012所示，柱形容器内封有一定质量的空气，质量为m的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成．另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B而静止．在这一过程中，下述空气内能的改变量ΔU、外界对气体所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系中不正确的是( ) A．Mgh＋mgΔh＝ΔU＋W B．ΔU＝W，W＝Mgh＋mgΔhC．ΔU＝W，W<Mgh＋mgΔh D．ΔU≠W，W＝Mgh＋mgΔh E．Mgh＋mgΔh>ΔU2．（多）如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦，则被密封的气体的下列说法不正确的是( ) A．温度升高，压强增大，内能减少 B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加 D．温度降低，压强减小，内能增加E．分子的平均动能增加，分子对器壁单位面积碰撞的冲力增大3．（多）如图所示，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．这个装置可测定热功当量 B．做功增加了水的热量C．做功增加了水的内能 D．功和热量是完全等价的，无区别E．在绝热过程中，做功一定增加水的内能4．（多）关于物体的内能和热量，下列说法中不正确的有( )A．热水的内能比冷水的内能多 B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．在热传递过程中，热量从高温物体传递到低温物体，直到两物体的温度相同为止E．热量是热传递过程中内能转移的量度5．一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则( )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，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量D．达到热平衡时，铜块的温度比铁块的低 E．热平衡时，两者的温度相等6．关于热量、功和内能的下列说法中正确的是( )A．热量、功、内能三者的物理意义等同 B．热量、功都可以作为物体内能的量度C．热量、功都可以作为物体内能变化的量度 D．热量、功、内能的单位相同E．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的2．做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的．(√)3．热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体．(×)1．如图1012所示，柱形容器内封有一定质量的空气，质量为m 的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成．另有质量为M 的物体从活塞上方的A 点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B 而静止．在这一过程中，下述空气内能的改变量ΔU 、外界对气体所做的功W 与物体及活塞的重力势能的变化关系中不正确的是( )图1012A ．Mgh ＋mg Δh ＝ΔU ＋WB ．ΔU ＝W ，W ＝Mgh ＋mg ΔhC ．ΔU ＝W ，W <Mgh ＋mg ΔhD ．ΔU ≠W ，W ＝Mgh ＋mg ΔhE ．Mgh ＋mg Δh >ΔU【解析】物体与活塞碰撞时有机械能损失，因此物体和活塞重力势能的减少量大于气体内能的增加量；根据功与内能增加量的关系可知，外界对气体所做的功W 与空气内能的变化量相等，因此ΔU ＝W ，W <Mgh ＋mg Δh ，C 、E 正确，A 、B 、D 错误．特别注意物体与活塞碰撞时有机械能损失．【答案】 ABD2．如图1013所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F ，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦，则被密封的气体的下列说法不正确的是( )图1013A ．温度升高，压强增大，内能减少B ．温度降低，压强增大，内能减少C ．温度升高，压强增大，内能增加D ．温度降低，压强减小，内能增加E ．分子的平均动能增加，分子对器壁单位面积碰撞的冲力增大【解析】由F 对密闭的气体做正功，容器及活塞绝热，则系统与外界传递的热量Q ＝0，由功和内能的关系知，理想气体内能增大，温度升高，再根据pV T＝C ，V 减小，p 增大．答案A 、B 、D.【答案】 ABD3．如图1014所示，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( )图1014A ．这个装置可测定热功当量B．做功增加了水的热量C．做功增加了水的内能D．功和热量是完全等价的，无区别E．在绝热过程中，做功一定增加水的内能【解析】将做功过程和吸热过程在同等条件下比较，可测出热功当量，故A正确；做功增加了水的内能，热量只是热传递过程中内能改变的量度，故B错误，C正确；做功和传热产生的效果相同，但功和热量是不同的概念，D错误．【答案】ACE4．关于物体的内能和热量，下列说法中不正确的有( )A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．在热传递过程中，热量从高温物体传递到低温物体，直到两物体的温度相同为止E．热量是热传递过程中内能转移的量度【解析】物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不是只由温度决定，故A、B错；在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故C项错、D项对；关于热量的论述，E项是正确的．【答案】ABC5．一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则( )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，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量D．达到热平衡时，铜块的温度比铁块的低E．热平衡时，两者的温度相等【解析】热平衡条件是温度相等，热传递的方向是从温度高的物体传向温度低的物体．在热传递过程中高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，因此A、C、E正确，B、D错误．【答案】ACE6．关于热量、功和内能的下列说法中正确的是( )A．热量、功、内能三者的物理意义等同B．热量、功都可以作为物体内能的量度C．热量、功都可以作为物体内能变化的量度D．热量、功、内能的单位相同E．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和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A项错误；热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的，而功也是用做功的方式量度物体内能变化多少的，B项错误；C项正确．三者的单位都是焦耳，D项正确；热量和功是过程量，内能是状态量，E项正确．【答案】CDE。

功和内能热和内能课件

比较项目
做功
热传递
外界对物体做功，物体的内能增物体吸收热量，内能增加；物体
内能变化加；物体对外界做功，物体的内放出热量，内能减少
能减少
不同物体间或同一物体不同部分物理实质其他形式的能与内能之间的转化
之间内能的转移
相互联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的
[精典示例] [例2] 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起(若不计气泡内空气分子势能的变化)，
热传递、做功和内能改变的认知误区 (1)误认为有热传递或做功时，内能一定变化。如果只是做功或只是进行热量传递都会改变物体的内能，但是如果做功的同时还有热量的传递，则内能不一定会发生变化。 (2)对做功与内能变化关系认识不清。在判断内能增加或减少时，一定要搞清是对内做功还是对外做功，是从外界吸收热量还是向外界放出热量。
功、内能、热量和温度的区别与联系
[要点归纳] 1.内能与温度：从宏观上看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观上看，温度反
映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志。物体的温度升高，其内能一定增加。但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加(可能同时对外做功)。
2.热量和内能 (1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定。要使系统的内能发生变化，可以通过热传递和做功两种方式来完成。 (2)热量是热传递过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义。 (3)对某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“热量”和“功”。不能说一个系统中含有多少热量。
分析绝热过程的方法 (1)在绝热的情况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，ΔU为正值；若系统对外界做正功，系统内能减少，ΔU为负值。此过程做功的多少为内能转化的量度。 (2)在绝热过程中，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能也相应地确定了，内能的变化ΔU也确定了。而功是能量转化的量度，所以 ΔU＝W，即W为恒量，这也是判断绝热过程的一种方法。

功和内能热和内能

1.热量是单纯的传热过程中系统内能变化的一个量度，是一个过程量，不能讲在某个时刻物体具有多少热量,应该讲在热传递过程中有多少热量从高温物体传递到了低温物体
2.做功和热传递对改变物体的内能的区别
1)做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式是等效的，都能引起系统内能的改变，但是它们还是有重要区别的
①做功与内能的变化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量度。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。
②压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加量等于外界对气体做的功的多少；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的多少。
(D )
A．E甲不变，E乙减小 B．E甲不变，E乙增大 C．E甲增大，E乙不变 D．E甲增大，E乙减小
例2.绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，
下列说法中正确的是 ( A )
A．气体内能一定增加20 J B．气体内能增加必定小于20 J C．气体内能增加可能小于20 J D．气体内能可能不变
例3.采用绝热(即不与外界交换热量)的方式
量△U=U2-U1就等于外界向系统传递的热量Q，即
△U=Q。
2、像做功一样，ห้องสมุดไป่ตู้量的
概念也只有在涉及能量的
传递时才有意义。所以不
能说物体具有多少热量，
只能说物体吸收或放出了
多少热量。
外界没有对系统（水）做功，只对系统传热，同样能改变系统的状态。
拓展思考：在单纯传热过程中，系统从外界吸热，系统的内能怎么变？数量上有什么关系？若系统对外界放热呢？

热力学中热能和内能做功的关系

热力学中热能和内能做功的关系热力学中热能和内能是两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。

热能是指物体内部分子之间的热运动引起的能量，是物体所具有的一种能量形式。

而内能是指物体内部分子之间的相互作用引起的能量，是物体所具有的全部微观粒子的能量总和。

热能和内能之间的关系可以通过热力学第一定律来描述。

热力学第一定律是能量守恒定律的热力学表达式，它指出：当一个物体从一个状态变为另一个状态时，其内能的变化等于对物体做功与物体吸收的热量之和。

简单来说，就是内能的变化等于所做的功加上吸收的热量。

我们来看一下热能是如何与内能做功的。

热能是由物体内部分子之间的热运动引起的能量，当物体内部分子的热运动能够对外部做功时，就可以将热能转化为功。

例如，当水被加热时，水分子的热运动增加，水的温度升高，此时水分子的热运动能够对外部做功，将热能转化为功。

另外一个例子是蒸汽机，蒸汽机利用水的热能将水转化为蒸汽，而蒸汽能够对外部做功，驱动机器的运转。

我们来看一下内能是如何做功的。

内能是物体内部分子之间相互作用引起的能量，当物体内部分子的相互作用能够对外部做功时，就可以将内能转化为功。

例如，当气体被压缩时，气体分子之间的相互作用增加，内能增加，此时气体分子的相互作用能够对外部做功，将内能转化为功。

另外一个例子是弹簧，当弹簧被压缩或拉伸时，弹簧分子之间的相互作用能够对外部做功，将内能转化为功。

总结起来，热能和内能之间的关系是通过做功来实现的。

热能是物体内部分子之间的热运动引起的能量，内能是物体内部分子之间相互作用引起的能量。

当物体内部分子的热运动或相互作用能够对外部做功时，热能或内能就可以转化为功。

热力学第一定律表明了热能和内能做功的关系，即内能的变化等于对物体做功与物体吸收的热量之和。

在实际应用中，我们经常需要将热能或内能转化为功。

例如，在发电厂中，燃煤锅炉中的热能可以转化为蒸汽的热能，而蒸汽能够驱动汽轮机转动，从而产生电能。

又如，在汽车发动机中，燃烧汽油产生的热能可以转化为活塞的热能，而活塞的热能能够驱动曲轴转动，从而推动车辆前进。

1.2.功和内能 热和内能

第十章热力学定律第1、2节功和内能、热和内能

高二物理改变内能的两种方式

改变内能的两种方式

第三章 热力学第一定律 内能

高中物理 第十章 热力学定律 第1、2节 功和内能 热和内能讲义(含解析)新人教版选修3-3-新人教

功、热、内能及热力学第一定律

高中物理 功和内能 热和内能

热力学定律

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改变内能的两种方式

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第三章热力学第一定律内能

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