2018－2019学年高中物理第三章热力学第一定律第一节内能功热量讲义（含解析）粤教版选修3_3.doc

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1、- 1 -内能 功 热量1从宏观上看，物体的内能与物体的温度和体积都有关系。从微观看，温度升高，分子平均动能增加，因而物体的内能增加，体积变化时，分子势能变化，因而物体的内能发生变化。2做功可以改变物体的内能，若物体与外界无热量交换，外界对物体做功，物体内能增加，物体对外界做功，物体内能减少，且做功的多少等于物体内能的变化。3热传递也可以改变物体的内能。高温物体总是自发地把它的内能传递给低温物体，若热传递过程中没有做功过程，低温物体吸收的热量等于它内能的增加，高温物体放出的热量等于它内能的减少。4做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但它们的实质不同，做功对应的是其他形式的能与内能的相互转化，

2、热传递是物体间内能的转移。5焦耳通过实验测定了机械功与所产生的热量之间的关系，称为热功当量，它等于4.18 Jcal1 。功和内能1.实验探究(1)实验一：如图 1 所示，迅速压下活塞可以使厚壁玻璃筒内浸有乙醚的棉花燃烧。- 2 -图 1(2)实验二：如图 2 所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数， 打开卡子，胶塞冲出容器口后，温度计示数明显变小。图 2(3)实验结论：压缩气体对气体做功，气体温度升高，内能增加；气体对外做功，气体温度降低，内能减小。气体被压缩或膨胀

3、做功，气体的内能发生变化。2对功和内能关系的理解(1)内能与内能变化的关系：物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和。因此物体的内能是一个状态量。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，因此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：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。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：功是过程量，内能是状态量。在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化。物体的内能大，并不意味着做功多。在绝热过程

4、中，只有内能变化较大时，对应着做功较多- 3 -(1)设初态内能为 U1，末态内能为 U2，内能的变化量为 U， U U2 U1， U0，内能增加； UQ D无法比较解析：选 C 抽去隔板前， A、 B 气体的整体重心在中线以上，抽去隔板待气体混合均匀后，重心恰好在中线上，系统的重力势能减少，由能量守恒定律知，减少的重力势能与内能发生转化而使得内能增加，吸收的热量也使得内能增加，则气体内能的增量大于气体所吸收的热量。14某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积 S3.2 dm2的保温圆筒，内装有质量为 m0.4 kg 的水，让太阳光垂直照射 t3 min，水升高的温度 t2.2 ，已知水的比热容 c4.210 3 J/(kg) ，地球半径为 R6 400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率。解析：太阳辐射到水中的能量 Q cm t4.210 30.42.2 J3.710 3 J。太阳光在 1 s 内垂直照射到 1 m2面积上的功率 P QSt 3.71033.210 2360J/(m2s)6.410 2 J/(m2s)。太阳向地球表面辐射能量的功率- 10 -P P R26.410 23.14(6 400103)2 W8.210 16 W。答案：8.210 16 W