3.1 功、热和内能的改变 学案 （Word版含答案）

第三章热力学定律 第1节功、热和内能的改变 1.认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以相互转化 知识点一、绝热过程 系统只是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，这样的过程叫绝热过程。 知识点二、功与内能的改变 (1)内能概念：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)功与系统内能改变： 做功可以改变系统的内能。功是系统内能转化的量度。 ①外界对系统做功，系统的内能增加。 在绝热过程中，内能的增加量就等于外界对系统做的功， 即ΔU＝U2－U1＝W。(W＞0) 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ΔU＝W(W＜0)。 说明：在国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳(J)。 【特别提醒】功和内能的区别 功是能量转化的量度，与内能变化相联系，是过程量，而内能是状态量，只有在内能变化过程中才有功。物体内能大，并不意味着做功多，在绝热过程中，只有内能变化大，才意味着做功多。 知识点三、热和内能的改变 1.热传递 (1)概念：两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达到热平衡，即温度相等为止，这个过程称为热传递。 (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)热传递的条件：物体之间或是物体不同部分之间存在温度差。 (4)热传递的三种方式 热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。 ①热传导———热沿着物体传递的热传递方式，不同物质传导热的能力各不相同，容易传导热的物体称为热的良导体，所有金属都是热的良导体，不容易传导热的物体称为热的不良导体，如空气、橡胶、绒毛、棉纱、木头、水、油等。 ②热对流———靠液体或气体的流动来传递热的方式，热对流是液体和气体所特有的热传递方式。 ③热辐射———热从高温物体向周围以电磁波的形式沿直线射出去的方式，热辐射不依赖媒介质，可在真空中进行，与外界温差越大，表面颜色越深，物体向外的热辐射能力越强。 2.热与内能的改变：在单纯的传热过程中，外界向系统传递多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界传递多少热量，系统的内能就减少多少。 1．组成物体的分子在做永不停息的热运动，温度升高时，分子热运动的平均动能_____（选填“增大”、“不变”或“减小”）。改变物体内能有做功和_____两种方式。 【答案】增大 热传递 【详解】[1][2]温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时，分子热运动的平均动能增大；改变物体内能有做功和热传递两种方式。 2．气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1=14 cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2=44 cm。(已知外界大气压为标准大气压，标准大气压相当于76 cm高水银柱产生的压强) (1)求恒温槽的温度_____； (2)此过程A内气体内能____(选填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将____(选填“吸热”或“放热”)。 【答案】T2=364K(或91 ℃) 增大 吸热 【详解】 设恒温槽的温度为T2，由题意知T1=273 K A内气体发生等容变化，根据查理定律得 p1=p0+ph1 p2=p0+ph2 联立代入数据得 T2=364 K(或91 ℃)． ④ (2)此过程中A内气体温度升高，则内能增大；体积不变，则W=0；根据热力学第一定律有 ΔU=Q+W，得Q>0，即气体将吸热 1．关于热传递 ... ...