2023学年完整公开课版功和内能

第十章

热力学定律知识回顾什么叫内能？与哪些因素有关？质量、温度相同的物体，内能必定相等对吗？物体的内能与温度和体积的关系

温度变时分子平均动能变，体积变时分子势能变，因此物体的内能决定于它的温度和体积，但是这句话却不能作为判断两物体内能大小的依据。如两物体温度和体积均相同，而内能却没有确定的关系。再如，0OC的冰熔化成0OC水体积减小，不能就此认为其势能也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所增加的只是分子的势能有何方法能使系统的热学状态发生变化看一看、想一想、说一说屁股冒烟钻木取火摩擦生热试解释这个实验说明了什么？做一做、说一说做功可以改变物体的内能§1.功和内能焦耳1818年12月24日生于英国曼彻斯特，起初研究电学和磁学。1840年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律。焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——热功当量，为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础。做功与内能改变量之间存在什么关系一.焦耳的实验（一）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，这样的过程叫绝热过程实验结论

焦耳的多次实验表明：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等，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。实验一：对系统做机械功

重物下落带动轮叶旋转，通过搅拌对绝热容器内的液体做功，使液体升温，即状态发生变化。结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值就相同，即系统状态的变化是相同的。实验二：对系统做电功

电流通过电热丝使绝热容器内的液体温度升高。结论：对同一系统，在绝热过程中只要所做的电功相同，系统温度上升的数值就相同，即系统的状态变化相同。实验结论

多次实验结果表明：对同一系统，如果过程是绝热的，那么不管通过电阻丝的电流或大或小、通电时间或长或短，只要所做的功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化相同。焦耳的实验说明什么问题？在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定与物体的运动路径无关？重力重力势能

电场力电势能二.内能与此类似，在热力学系统绝热过程中，外界对系统所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。1、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——U二.内能拓展思考：在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能怎么变？数量上有什么关系？若系统对外界做功呢？2、当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量△U=U2-U1就等于外界对系统所做的功W，即△U=W。1.下列说法正确的是（）A.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定C.物体的速度增大时，物体的内能增大D.物体的内能减小时，物体的温度可能增加练习巩固D2.一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（）A.物体的机械能和内能都不变B.物体的机械能减少，内能不变C.物体的机械能增加，内能增加D.物体的机械能减少，内能增加

如图所示,绝热具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程（）A.EP全部转换为气体的内能B.EP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能C.EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D.EP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能04年全国理综17理想气体D小结1、焦耳热功当量实验2、绝热过程3、物体内能的宏观描述4、绝热过程中作功和内能的关系为什么会呈现雾状？05年全国卷Ⅲ19.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中（）A.外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B.外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C.气体对外界做功，气体分子