1 功和内能

热力学定律I-' -'基础知识归纳一、功和内能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、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、内能1、内能概念：任何一个热力学系统都存在一个依赖系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差值等于外界在绝热过程中对系统所做的功，我们把这个物理量称为系统的内能.2、在绝热过程中做功与内能的变化关系：A U = W、热和内能1、热传递：热量从高温物体传到低温物体的过程.2、关系描述：热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度.3、公式表达：AU = Q四、功和内能的关系1、内能与内能的变化的关系(1)物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和•在微观上由分子数和分子热运动激烈程度及相互作用力决定，宏观上体现为物体温度和体积，因此物体的内能是一个状态量.(2)当物体温度变化时，分子热运动激烈程度发生改变，分子平均动能变化•物体体积变化时，分子间距离变化，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、做功与内能的变化的关系(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.3、功和内能的区别(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，只有内能变化较大时，对应着做功较多.五、“温度”、“热量”、“功”、“内能”的辨析1、内能和温度从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观看，温度反映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志•物体的温度升高，其内能一定增加•但物体吸收热量内能增加时，温度却不一定升高.2、内能和热量(1)热量的概念在涉及能量传递时才有意义.我们不能说一个物体具有多少热量，只能说在传热过程中物体吸收或放出了多少热量.(2)在单纯传热的过程中，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小，热量是内能改变的量度.3、热量和做功(1 )热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量还与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统过程转化为热量，但它们之间有着本质的区别.(2)用做功来改变系统的内能，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程.(3)用传热来改变系统的内能，是系统间内能转移的过程.六、热力学第一定律1、内容：一个物体，如果跟外界同时发生做功和热传递的过程物体内能的增加为U=W+Q,即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功的和。

3.1 功、热和内能的改变知识点一、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．知识点二、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．知识点三、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．改变内能的两种方式的比较[例题1]（2023•慈溪市校级开学）在一个真空的钟罩中，用不导热的细线悬吊一个铁块，中午时铁块的温度是28℃，晚上铁块的温度是23℃。

铁块的内能（）A．变大B．变小C．不变D．无法判断【解答】解：因为物体的内能与温度、体积有关，当铁块的温度降低时，铁块的体积变化很小，所以其内能随温度降低而减小，故ACD错误，B正确。

故选：B。

[例题2]（2023•和平区模拟）关于热现象，下列说法正确的是（）A．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至2TB．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越大，布朗运动越剧烈C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式D．分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能也越小【解答】解：A．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至T′，且T＝（t+273）K，T′＝（2t+273）K，所以T′不等于2T，故A错误；B．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，受力越不易平衡，布朗运动越剧烈，故B错误；C．做功和热传递都可以改变内能，是改变内能的两种方式，故C正确；D．若分子力表现为斥力时，分子间距离越大，分子力做正功，分子势能越小；分子间距离越小，分子力做负功，分子势能越大；若分子力表现为引力时，分子间距离越大，分子力做负功，分子势能越大；分子间距离越小，分子力做正功，分子势能越小，所以分子间距离越大，分子势能不一定越大，分子间距离越小，分子势能也不一定越小，故D错误。

热力学中内能的概念-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热力学是研究热现象和能量转化的一门学科，其中内能是一个重要的概念。

内能是系统中所有微观粒子的动能和势能之和，是系统的热力学性质之一。

在热力学中，内能的变化可以通过传热和对外做功来实现。

内能不仅与系统的热量和做功相关，还与系统的温度和压力等因素有关，是研究系统热平衡和能量守恒的核心概念之一。

在本文中，我们将深入探讨内能的定义、性质以及其在热力学中的重要性和应用意义。

文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将围绕热力学中内能这一重要概念展开讨论，主要分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将对内能的概念进行简要概述，说明本文的目的和结构，为读者提供一个整体的了解。

正文部分将分为三个子部分：内能的定义、内能与热力学第一定律的关系以及内能的性质。

在内能的定义部分，将介绍内能的基本概念和数学表达方式，深入探讨内能在热力学中的重要性。

接着，将探讨内能与热力学第一定律的密切关系，解释内能在能量守恒中的作用。

最后，将详细分析内能的性质，包括内能的可压缩性、可扩展性等特点，为读者呈现内能的多样面貌。

在结论部分，将对本文进行总结，强调内能在热力学中的重要性，并探讨内能在实际应用中的意义。

此外，将展望内能在未来的发展，探讨可能的研究方向和应用前景。

通过本文的结构安排，读者可以系统地了解热力学中内能这一概念的定义、性质和应用，深入探讨内能的重要性和未来发展趋势。

1.3 目的本文的主要目的在于深入探讨热力学中内能的概念，通过对内能的定义、性质以及与热力学第一定律的关系进行详细分析，帮助读者更好地理解内能在热力学中的重要性和应用意义。

同时，通过对内能的展望，探讨内能在未来在热力学领域中的发展趋势，以及可能带来的新的应用领域。

通过本文的阐述，希望读者能够对内能有更深入的认识，进一步拓展对热力学的理解，以及在实际应用中更好地运用内能的知识。

2.正文2.1 内能的定义内能是热力学中一个重要的概念，它代表了系统的总能量，包括其微观粒子的动能、势能以及内部相互作用的能量。