1 功、热和内能 [学习目标] 1.了解焦耳的两个实验的原理，知道做功和热传递的实质.2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解做功和热传递对改变系统内能是等效的，明确两种方式的区别.3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系． 一、焦耳的实验 1．绝热过程：系统只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． 2．代表性实验 (1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升． (2)通过电流的热效应给水加热． 3．实验结论：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决定，而与做功的方式无关． 二、功和内能 1．内能 微观：所有分子热运动的动能和分子势能之和． 宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量． 2．功和内能：在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统做的功，即ΔU＝W. 3．(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；系统对外界做功，系统的内能减少． 三、热和内能 1．热传递 (1)条件：物体的温度不同． (2)热传递：热量总是从高温物体向低温物体传递． 2．热和内能 (1)热量：它是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度． (2)表达式：ΔU＝Q. (3)热传递与做功在改变系统内能上的异同． ①做功和热传递都能引起系统内能的改变． ②做功时是内能与其他形式能的转化；热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移． 1．判断下列说法的正误． (1)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体．( × ) (2)做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的．( √ ) (3)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量．( × ) (4)热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递．( × ) 2．各种方法使物体的内能发生改变：a.电炉通电后发热；b.一杯开水放在桌面上冷却；c.阳光照射下冰块融化；d.锯木头时，锯片发烫；e.人坐在火炉旁取暖；f.用打气筒给自行车打气后，打气筒变热．其中属于做功使物体内能改变的是_____；属于热传递使物体内能改变的是_____． 答案 adf bce 一、功和内能 (1)在焦耳的许多实验中，有两个最具有代表性：一个实验是让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升；另一个实验是通过电流的热效应给水加热．焦耳的这两个实验说明了什么问题？ (2)如图1，在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，压下活塞，观察棉花的变化． 图1 ①你能看到什么现象？实验现象说明了什么？ ②图中用力按压活塞时为什么一定要迅速？ 答案 (1)做功和热传递对改变物体的内能是等效的． (2)①可以看到棉花燃烧．实验现象说明压缩空气做功，使空气内能增大，达到棉花的燃点后引起棉花燃烧． ②迅速按下活塞是为了减少热传递，尽量创造一个绝热条件． 1．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，外界对物体做功，则W>0，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；物体对外界做功，则W<0.物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少． 2．功与内能的区别 (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，相应地做功才越多． 特别提醒 (1)外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少． (2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功． 例1 如图2所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热 ... ...
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