3.1 功、热和内能的改变 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

3.1 功、热和内能的改变 基础知识导学 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． 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． 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． 基础小题试练 1.关于物体的内能和分子势能，下列说法中正确的是( ) A.物体的速度增大，则分子的动能增加，内能也一定增加 B.物体温度不变，内能可能变大 C.物体的内能与温度有关，与物体的体积无关 D.把物体举得越高，分子势能越大 2.如图所示，置于水平桌面上的汽缸导热良好，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用水平向右的外力F作用在活塞上，使其缓慢向右移动，汽缸始终静止，外界温度保持不变。在活塞被拉出汽缸前的过程中( ) A.气体对外界做功，吸收热量 B.气体温度降低，放出热量 C.气体压强逐渐减小，内能减小 D.气体体积逐渐增大，内能增大 3.如图所示，两个相通的容器间装有阀门K。P中充满气体，卫内为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q，最终达到平衡，则( ) A.气体体积膨胀，内能增加 B.气体分子势能减小，内能增加 C.气体分子势能增加，压强可能不变 D.Q中气体不可能自发地全部退回P中 4.健身球是一种新兴、有趣的体育健身器材。如图所示，健身者正在挤压健身球，健身球内的气体视为理想气体且在挤压过程中温度不变，下列说法正确的是( ) A.健身球内的气体向外界释放热量 B.健身球内的气体对外界做正功 C.健身球内的气体内能变大 D.健身球内的气体单位时间、单位面积撞击球壁的分子数不变 5.下列说法错误的是( ) A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 答案以及解析 1.答案：B 解析：A.物体的速度增大，是物体的动能增大，增加的是物体的机械能。分子动能的变化只与物体的温度有关，故A错误；B.物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。分子热运动的平均动能由温度决定，分子势能与物体的体积有关。当发生物态变化时，物体的温度不变，只是分子的平均动能不变，但分子势能可能变大，物体的内能可能增大，故B正确；C.物体的内能由物体的物质的量、温度、物体的体积共同决定，同时会受物态变化的影响，故C错误；D.分子势能与物体的体积有关。把物体举得越高，增加的是物体的重力势能，故D错误。故选B。 2.答案：A 解析：活塞缓慢向右移动，气体体积V变大，故气体对外做 ... ...