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课件网) 功、热和内能的改变 温度急剧增加 内能增加 热量交换 热量交换 热量交换 热量交换 活塞 系统 活塞 系统 做功 机械能 转化 系统 内能 外界对系统做功改变系统的内能。 外界对系统做功改变系统的内能。 外界对系统做功 具体是如何改变系统状态的？ 如何去定量地分析他们之间的关系？ 热 传 递 水温升高 内能增加 外界与系统之间进行热传递改变了系统的内能。 外界与系统之间进行热传递改变了系统的内能。 如何定量去分析热传递与内能之间的关系？ 功 内能改变 热 内能改变的两种方式 内能改变的两种方式：做功和热传递。 观察实验 对实验结果进行大量分析、归纳、概括 做功与内能的关系 热传递与内能的关系 以求精确测定外界对系统做功和热传递对于系统状态的影响，以及功与热的相互关系。 英国物理学家焦耳 热功当量 热力学第一定律和能量守恒定律的建立 功和内能的关系 实验一：焦耳桨叶轮实验 实验一：焦耳桨叶轮实验 重物P’ 重物P 实验一：焦耳桨叶轮实验 重物P’ 重物P 实验一：焦耳桨叶轮实验 绝热容器是指容器内外不会发生热量交换的容器。 实验一：焦耳桨叶轮实验 焦耳多次实验测量结论：尽管各次悬挂重物的质量不同，下落的高度也不一样，但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。 实验二：焦耳的磁电机实验 发电机 重物 实验二：焦耳的磁电机实验 发电机 重物 实验二：焦耳的磁电机实验 发电机 重物 实验二：焦耳的磁电机实验 多次实验测量结论：对于同一系统，如果过程是绝热的，不管通过电阻丝的电流或大或小，通电时间或长或短，只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态就发生了同样的变化。 实验一：焦耳桨叶轮实验 1、系统状态通过绝热过程发生变化 实验二：焦耳的磁电机实验 实验一：焦耳桨叶轮实验 T1 T2 T1 T2 重物下落重力做功 系统状态1 水与叶片摩擦温度升高 系统状态2 重物下落重力做功 系统状态1 电热丝对水加热水温度升高 系统状态2 2、做功的数量只由过程始末两个状态所决定，而与做功的方式无关 实验二：焦耳的磁电机实验 实验一：焦耳桨叶轮实验 实验二：焦耳的磁电机实验 T1 T2 T1 T2 重物下落重力做功 系统状态1 水与叶片摩擦温度升高 系统状态2 重物下落重力做功 系统状态1 电热丝对水加热水温度升高 系统状态2 在各种不同的绝热过程中，要使系统状态发生变化，做功的数量只由始末状态1、2决定，而与做功的方式无关，那么必定存在一个描述系统状态的物理量，这个物理量的变化与做功相关。 所需做功的数量是相同的。 始末状态 找到一个描述系统状态的物理量 做功 功和内能的关系 哪些力做功仅由物体的初末两个位置决定， 而与物体运动路径无关呢？ 功和内能的关系 哪些力做功仅由物体的初末两个位置决定， 而与物体运动路径无关呢？ 重力做功 功和内能的关系 h1 h2 功和内能的关系 WG=mgh1-mgh2 h1 h2 物体具有重力势能 功和内能的关系 热力学系统中的绝热过程中，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。 任何一个热力学系统必定存在 一个只依赖于系统自身状态的物理量。 功和内能的关系 T1 T2 物理量 系统 系统 功和内能的关系 T1 T2 物理量 系统 系统 做 功 能量变化的量度 系统的一种能量 内能（U） 功和内能的关系 绝热过程:Q=0 功和内能的关系 绝热过程:Q=0 系统 T2 ΔU=U2-U1 ΔU=W 做 功 功和内能的关系 系统 外界对系统做功，系统的内能增加； 绝热过程:Q=0 ΔU=U2-U1 ΔU=W 功和内能的关系 系统 系统对外做功，系统内能减少。 绝热过程:Q=0 ΔU=U2-U1 ΔU=W 功和内能的关系 绝热过程 外界对系统做功：W>0, ... ...
