人教版2019选择性必修第三册高二物理同步精品讲义3.1功、热和内能的改变(原卷版+解析版)

3.1功、热和内能的改变 基础导学 要点一、焦耳的实验 1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。 2．代表性实验 (1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升； (2)通过电流的热效应给液体加热。 3．实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统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。 4．内能：只依赖于热力学系统自身状态的物理量。 要点二、功与内能的改变 1．功与内能的改变：在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W。 2．理解 (1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程； (2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少。 要点三、热与内能的改变 1．传热 (1)条件：物体的温度不同； (2)传热：热从高温物体传到了低温物体。 2．热和内能 (1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度； (2)热与内能的改变 当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q。 (3)传热与做功在改变系统内能上的异同： ①做功和传热都能引起系统内能的改变； ②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。 要点突破 突破一：功和内能的关系 1．内能与内能变化 (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． (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． 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，对应着做功越多． 突破二：热和内能的关系 1．热传递 (1)热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射． (2)热传递的条件：存在温度差． 2．热传递改变物体的内能的实质 内能从一个物体转移到另一个物体或者从一个物体的高温部分转移到低温部分，在这个过程中，吸收热量的物体内能增加；放出热量的物体内能减少，内能转移的多少由热量来量度，即ΔU＝Q. 3．做功和传热在改变物体内能上的区别与联系 比较项目 做功 传热 内能变化 外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少 物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少 物理实质 其他形式的能与内能之间的转化 不同物体间或同一物体的不同部分之间内能的转移 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 突破三：“温度”“热量”“功”“内能”四个量之间的区别与联系 比较项 区别 联系 热量和内能 热量是传热过程中的物理量．热量对应状态变化的过程，而内能对应一个状态 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，可以通过传热和做功两种方式来完成 热量和温度 热量是系统内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则热运动的激烈程度的标志．虽然传热的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是热量，不是温度 传热过程中放出的热量多少与温度差有一定的关系 热量和功 用做功来改变系统的内能，是系统内分子随整体的有序运动转化为另一系统的分子的无规则运动的过程，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程． 用传热来改变系统的 ... ...