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
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课堂讲义
理解·深化·探究
一、功和内能关系的理解
1.内能 (1)微观：所有分子的动能和势能之和. (2)宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量. (3)状态量.
2.功和内能变化的关系
做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度，
在绝热过程中：
(1)外界对系统做功，系统内能增加，即ΔU＝U2－U1＝W； (2)系统对外界做功，系统内能减少，即W＝ΔU.
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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.
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(2)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，但是传递的是能量，不是 温度.
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(3)热量与功 热量和功，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，功是能量变化的量度， 但它们之间有着本质的区别.
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C.达到热平衡时，铜块的温度 T＝T1＋2 T2
D.达到热平衡时，两者的温度相等
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，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、D都正确，
答案 AB
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二、热和内能 1.传热和内能变化的关系
系统在单纯传热过程中，内能的增量ΔU等于外界向系统
传递的热量Q，即ΔU＝Q.
2.区分三组概念
(1)内能与热量：内能是状态量，可以说系统具有多少内
能而不能说传递多少内能；热量是过程量，不能说系统
具有多少热量，只能说传递了多少热量.
第十章——
第1讲 功和内能 第2讲 热和内能
目标定位 1.知道做功可以改变物体的内能. 2.知道热传递与内能变化的关系. 3.知道热传递和做功对改变物体内能的等效结果.
1 预习导学 2 课堂讲义 3 对点练习
梳理·识记·点拨 理解·深化·探究 巩固·应用·反馈
预习导学
梳理·识记·点拨
一、焦耳的实验 1.系统不从 外界 吸热，也不向外界 放热 的过程叫做绝热 过程. 2.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1、2决定，而与做功方式无关 .
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 .
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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 .
选项B错误；
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根据热平衡方程 c 铜 m(T1－T)＝c 铁 m(T－T2)，解得 T＝ c铜T1＋c铁T2，由此可知选项 C 是错误的.
c铜＋c铁 答案 AD
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例4 若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ℃，
改用传热的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应
吸收________ J的热量，如果对该物体做3 000 J的功，物
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体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体应________(填
“吸收”或“放出”)热量________ J. 解析 做功和传热在改变物体内能上是等效的，因此物体
用做功方式使温度升高3 ℃，如用吸热方式，也使温度升
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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.
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的过程中( )
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
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图1
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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 减小，故D选项正确. 答案 D
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例2 下列关于系统的内能的说法正确的是( ) A.系统的内能是由系统的状态决定的 B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能
是一致的 C.做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变
系统的内能 D.气体在大气中绝热膨胀时对外做了功，但气体的内能不变
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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
3.内能与机械能的区别和联系
(1)区别：内能与机械能是两个不同的概念.
(2)联系：在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变.
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例1 如图1所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、
活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表 示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉