做功和物体内能的改变

• 找一条橡皮筋，两手捏住其两端用 力拉长并迅速贴在脑门上气 的混合物，有可能使气缸中柴油达 到燃点的过程是： [ ] A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞 C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞
•用酒精灯给用活塞封住少量 水的试管加热，过一会试管 塞被冲出，水蒸汽的温度降 低了，为什么？
实验结论：只要所做的电功相等，则 系统温度上升的数值是相同的，即系统的 状态变化是相同的。
从焦耳的实验中可以得出什么结论？
1.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。
2.测出了热功当量（热与机械功之 间的当量关系），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。
改变内能的两种方式
1.功和内能 2.热和内能
物理选修3-3 第十章
热力学定律
第一节
功和内能
物体的内能与温度和体积的关系 温度变时分子动能变，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 O O 关系。再如，0 C的冰熔化成0 C的水体 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。
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
焦耳实验是一个需要在绝热过程中完成的实验
焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置—机械功
实验结论：只要重力所做的功相同，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。
焦耳二个代表性实验：焦耳热功当量实验装置—电功
为什么会呈现雾状？ 当用打气筒向瓶内打气时，外 界对系统做功，使得系统的内能增 加，温度升高，压强增大，使瓶塞 从瓶口中喷出。看到雾状物的原因 在于，在塞子突然跳起时，气体绝 热膨胀对外做功，内能减少，温度 下降，水蒸汽（或酒精蒸气）有一 部分被液化成小液滴

做功和内能的改变引言在物理学中，做功和内能是两个重要的概念。

做功是指物体在力的作用下移动所做的功，是能量的传递和转化过程；而内能则是物体内部分子和原子的能量总和。

在一些特定的情况下，做功和内能会发生改变。

本文将探讨在不同情境下做功和内能的改变过程。

做功的改变功的定义和表达式做功可以用以下的数学表达式表示：功 = 力 × 位移× cosθ其中，力是垂直方向上施加的力，位移是物体在力的方向上的位移，θ是力和位移之间的夹角。

功的改变在不同情境下做功的改变可以发生在不同的情况下，下面将介绍几种常见的情境：1.力的大小改变：做功与力成正比，当力的大小改变时，做功也会相应改变。

例如，将一个书包从地面提起的过程中，如果力的大小增加，那么所做的功也会增加。

2.位移的方向改变：做功与位移的方向相同，当位移的方向改变时，做功的正负号也会发生改变。

例如，一个物体被施加的力的方向与它的运动方向相反，那么所做的功将会是负值。

3.夹角的改变：做功与力和位移之间的夹角有关，当夹角的大小改变时，做功也会相应改变。

例如，当物体受到垂直于运动方向的力时，夹角为90度，此时做功为零。

这些例子说明了在不同的情境下，做功的改变是如何发生的。

内能的改变内能的定义和表达式内能是指物体内部分子和原子的能量总和，它包括了物体的热能、动能和势能等形式的能量。

内能可以通过以下的数学表达式表示：内能 = 热能 + 动能 + 势能内能的改变在不同情境下内能的改变可以发生在不同的情况下，下面将介绍几种常见的情境：1.温度的改变：当物体的温度发生改变时，其内部分子和原子的能量总和也会发生相应的改变。

温度的增加意味着分子和原子的平均动能增加，导致内能的增加。

2.物质变化：在物质发生相变（如固态到液态、液态到气态）的过程中，内能也会发生改变。

相变过程中涉及到分子和原子的排列和运动方式的改变，从而导致内能的变化。

3.化学反应：化学反应是一种能量转化的过程，所以在化学反应中内能也会发生改变。

图 ４
图 ５
（ ） 注 射器上 的握柄 、 ３将 注射 栓 、 块 三 孔 铁 板 一
Ｉ ＿ Ｉ
及压 把装 在注 射筒 上 ， 节 注射 杆 上 的螺 母 使 注射 调 栓处在 恰 当位 置 （ ５ ， 注 射筒 内 的热 敏 温 度计 图 ）给 的探头 留下足够 的空 间 ， 防挤 压 注 射 筒 内 的气 体 以
对 实验结 果 的影 响 ， 能方 便地 分析 实验 误差 ， 获得 未
经测 量或 无法 直接 测 量 的物 理 量 ， 实 验探 究 中有 在
广 泛 的应 用 ． １ 利 用 线 性 关 系 图 像 探 究 物 理 规 律
能是 ｏｚ ｏｚ ｏ ｚ ｏ÷ 、 ｏ 、 ｏ ， Ｃ 、 Ｃ Ｃ Ｃ Ｃ Ｃ 、 、
时将探 头 压损 ．
（ ） 射器握 柄 打孔 ２注 在 注 射 器 握 柄 的 两 侧 分 别 用
电钻 （ 手摇 钻 ）打一 个 直径 ５ ｍ 或 ｍ 的小孔 （ ２ ． 图 ） （） ３ 橡胶 塞加工
上
图２
（） 另 一 块 铁 板 放 在 注 射 器 注 射 筒 的 下 口 ４取 处， 使橡 胶 塞上 的 导线 穿 过 铁 板 上 的 中问孔 ， 后 ， 然 将 橡胶 塞 塞紧 在注射 筒 的下 口处 ． （ ） 两 根螺杆 分别 穿过 注射 器上 下两 铁板 的 ５将
能形 象直 观地 表达 物 理 规律 ， 效 地 减 少偶 然 误 差 有
例如 ， 探究单 摆 周期 与摆 长关 系 的实验 中 ， 在 通
过 改 变摆 长 ， 量 出各 组 不 同摆 长 及 对 应 周 期 的 数 测 据， 然后对 单 摆周 期 与摆 长 Ｚ的关 系作 出猜 测 ， 可

改变内能的两种方式
1.功和内能 1.功和内能 2.热和内能 2.热和内能
一、做功可以改变物体的内能
焦耳的实验 1.绝热过程： 绝热过程： 绝热过程 系统既不从外界吸热，也不向外界 系统既不从外界吸热， 放热的过程
2.在各种绝热过程中，如果使系统从状态1变化 在各种绝热过程中，如果使系统从状态 变化 在各种绝热过程中 到状态2，所需外界做功的数量是相同的。 到状态 ，所需外界做功的数量是相同的。
对外
（物体对外 界做功）
（物体从外 界吸热）
吸热
放热
（物体对外 界放热）
内能增加
内能减少
内能增加
内能减少
做功和热传递的区别和联系
做功改变物体内能的实质是内能与其它形 式的能相互转化的过程； 式的能相互转化的过程；热传递改变物体 内能的实质是热能的转移过程． 内能的实质是热能的转移过程．
做功和热传递改变物体的内能是等效的． 做功和热传递改变物体的内能是等效的．
内能 U=w
二、热传递可以改变物体的内能． 热传递可以改变物体的内能．
热传递 热量从高温物体传到低温物体的过程 热传递: 发生条件： 发生条件：物体之间或物体的不同部分之间存在 温度差。 温度差。 传递方向：能量从高温处转移到低温处。 传递方向：能量从高温处转移到低温处。 热传递的方式：传导、对流、 热传递的方式：传导、对流、辐射 热和内能 U=Q
内能与热量的区别
内能是一个状态量 状态量，一个物体在不同的状态下 内能 状态量 有不同的内能 热量是一个过程量 过程量，它表示由于热传递而引起 热量 过程量 的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。 如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能
改变内能的两种方式 做功 热传递