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人教版 选择性必修第三册
3.1-2 功、热和内能的改变
热力学第一定律
第二章 功、热和内能的改变
一、功与内能的改变
1.内能
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。
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??△????=?????????????????就等于外界对系统所做的功????，即△????=????。
?
2.功与内能的改变
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)系统只从外界吸热，而不向外界放热的过程就是绝热过程。 ( )
(2)在绝热过程中，外界对系统做多少功，内能就能增加多少。 ( )
(3)功和内能都是能量转化的量度。 ( )
(4)做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的。（ ）
×
×
√
√
绝热过程是系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程
做功和热传递都可改变物体的内能
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之间内能的转移。
物体的内能由温度、体积及物体的质量决定
在热传递过程中，热量从高温物体传递到低温物体
例题1：下图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（ ）
A．外界对气体做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
A
例题2：地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低，则该空气团在上升过程中（不计气团内分子间的势能）（ ）
A．体积减小，温度降低 B．体积减小，温度不变
C．体积增大，温度降低 D．体积减小，温度不变
C
二、热与内能的改变
1.热传递
两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达到热平衡即温度相等为止，这个过程称之为热传递。
热传导、热对流、热辐射。
2.热传递的三种方式：
3.发生热传递的条件：
当物体之间或物体的不同部分之间存在温度差时才能发生热传递。
热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发地从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。
4．热传递具有方向性
改变内能的两种方式
做功
热传递
对内
对外
（外界对物体做功）
（物体对外界做功）
（物体从外界吸热）
（物体对外界放热）
吸热
放热
内能减少
内能增加
内能减少
内能增加
三、热力学第一定律
1.表述：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
2.意义：热力学第一定律反映了功、热量跟系统内能改变之间的定量关系。
ΔU= Q +W
3.定律中各量的正、负号及含义
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物理量
符号
意义
符号
意义
W
+
-
Q
+
-
ΔU
+
-
外界对物体做功
物体吸收热量
内能增加
物体对外界做功
物体放出热量
内能减少
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)热力学系统对外界做功时，W取负值，吸收热量时Q取正值。 ( )
(2)物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能增加。 ( )
(3)各种能量之间可以转移或转化，但总量保持不变。 ( )
(4)运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了。 ( )
√
√
x
√
(1)外界对系统做功，W>0，即W为正值；
(2)外界对系统传热，也就是系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值；
(3)系统内能增加，ΔU>0，即ΔU为正值；系统内能减少，ΔU<0，即ΔU为负值。
绝热过程：即Q＝0，则W＝ΔU
外界对物体做的功等于物体内能的增加量
例题1：一定量的气体，从外界吸收热量2.7×105J，内能增加4.3×105J。在这一过程中，是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少功？
????=+????.????×????????????????
?
????????=+????.????×????????????????
?
得： ????=????.????×?????????????????＞????
?
即外界对气体做功
????????＝?????+?????
?
例题2：一定量的气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量，它的内能的变化可能（ ）
A．减小20J　　　　
B．增大20J
C．减小220J
D．增大220J
B
例题3：关于热传递，下列说法正确的是（ ）
A．热传递的实质是温度的传递
B．物体间存在温度差，才能发生热传递
C．热传递可以在任何情况下进行
D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量
B
1．如图所示，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活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体（ ）
A．温度传感器 B．压力传感器
C．磁传感器 D．光传感器
C
2．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
D
3．如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空。现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中（不计气体的分子势能）（ ）
A．气体对外界做功，温度降低，内能减少
B．气体对外界做功，温度不变，内能减少
C．气体不做功，温度不变，内能不变
D．气体不做功，温度不变，内能减少
C
4．一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
D
6．一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，气体分子的平均动能增加
D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
D
7．在下述现象中没有通过做功而使物体内能改变的是（ ）
A．电流通过电炉而使温度升高
B．在阳光照射下，水的温度升高
C．铁锤打铁块，使铁块温度升高
D．夏天在室内放几块冰，室内会变凉快
BD

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