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3.1功、热和内能的改变一：知识精讲归纳考点一、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．考点二、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．考点三、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．技巧归纳：改变内能的两种方式的比较二：考点题型归纳题型一：热量、功和内能的概念和理解1．（2022春·高二）对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是（）A．热量和功与过程有关，而内能与状态有关B．热量、功和内能的物理意义相同C．热量和功都可以作为内能的量度D．内能大的物体具有的热量多2．（2018春·河南信阳·高二期中）有关热学的说法，正确的是（）A．热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大-︒C．随着科技的进步，物体的温度可以降低到300CD．要使气体的分子平均动能增大，外界必须向气体传热3．（2020春·江苏无锡·高二江苏省江阴高级中学校考期中）对于热量、功和物体的内能这三个物理量，下列叙述正确的是（）A．热量、功、内能三者的物理意义相同B．热量和功都可以作为物体内能的量度C．热量、功、内能的单位肯定不相同D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的题型二：通过做功改变系统的内能4．（2021秋·上海虹口·高二上海财经大学附属北郊高级中学校考期中）如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明对物体（）A．做功可以增加物体的热量B．做功可以改变物体的内能C．做功一定会升高物体的温度D．做功一定可以使物态发生变化5．（2022春·高二课时练习）下面例子中，通过做功来改变物体内能的是（）A．阳光照射衣服，衣服的温度升高B．用打气筒打气，筒壁变热C．将高温金属块放在水中，水的温度升高D．放进冰箱冷冻室的水变成冰块6．（2022春·高二课时练习）下列实例说明做功改变系统内能的是（）A．热水袋取暖B．用双手摩擦给手取暖C．把手放在火炉旁取暖D．用嘴对手呵气给手取暖题型三：通过热传递改变系统的内能7．（2022春·高二课时练习）下列生活实例中通过热传递改变物体内能的是（）A．野外生存中利用钻木取火B．暖手宝可以使手变得暖和C．搓搓手可以让手变得暖和D．铁钉被锤子敲打后会升温8．（2021秋·上海徐汇·高二上海市南洋模范中学期中）下列各事例中是通过热传递改变物体内能的是（）A．车床上车刀切削工件后发热B．用肥皂水淋车刀后车刀降温C．擦火柴时火柴头温度升高D．搓搓手就会觉得手发热9．（2021春·河北唐山·高二唐山市第十一中学期中）下列改变物体内能的物理过程中，属于对物体传热来改变物体内能的有（）A．用锯子锯木料，锯条温度升高B．擦火柴时，火柴头燃烧起来C．搓搓手就感觉手暖和些D．阳光照射地面，地面温度升高三：课堂过关精练一、单选题10．（2023春·河北邯郸·高二校考期中）关于内能、温度和热量，下列说法正确的是（）A．物体的温度升高时，一定吸收热量B．物体沿斜面下滑时，内能将增大C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时传热停止11．（2022春·黑龙江大庆·高二大庆市东风中学期中）下面说法中正确的有（）A．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能B．1g100℃水的内能等于1g100℃水蒸气的内能C．内能少的物体不可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体D．物体温度是其内部分子热运动平均动能的标志12．（2022春·河北·高二校联考阶段练习）图为利用钨锅炼铁的场景。
选择性必修第三册
第三章热力学定律
1.功、热和内能的改变
知识点
一、焦耳的实验
1．系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程叫做绝热过程．如热学过程经历的时间极短，这样的过程可近似提成为绝热过程。
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1、2决定，而与做功方式无关．
二、内能
1．内能的概念
物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
2．对内能的理解
(1)微观：所有分子的动能和势能之和．
(2)宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量．
(3)内能是状态量．
3．决定内能大小的因素
(1)物体的内能大小和分子数、温度及体积(微观表现就是分子间的距离)有关。
(2)理想气体的内能只由温度决定，只是温度的函数。
4．内能的另一种定义
任何一个热力学系统都存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，我们把它称之为系统的内能．
5．内能与机械能的区别和联系
(1)区别：内能与机械能是两个不同的概念．对应着不同的运动形式。
(2)联系：在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变．
三、内能的变化
1．功和内能变化的关系
做功可以改变系统的内能，功是过程量，内能是状态量，功是系统内能转化
的量度。
在绝热过程中：
(1)外界对系统做功，系统内能增加，系统对外界做功，系统内能减少。
(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ΔU＝U2－U1就等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W.
2．传热和内能变化的关系
(1)热传递产生的条件：热量从高温物体传向低温物体，温度差是传热的条件，传热一般会引起温度的变化，温度和热量是两个不同的物理量，在热传递中传递的是热量，而不是温度。
(2)热传递可以改变系统的内能，热量是过程量，内能是状态量，热量是系统内能转移的量度。
系统在单纯传热过程中，物体吸热内能增加，物体放热内能减少。
(3)当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增加量ΔU＝U2－U1就等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q.
3．热量与功的比较
热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，但它们之间有着本质的区别．
(1)做功是其他形式的能与内能的相互转化过程，内能的改变量可用做功的数值来量度．当物体的体积变小时，是外界对物体做功，外界对物体做时，物体的内能增加；当物体的体积变大时，是物体对外做功，物体对外界做功时，物体的内能减少。
对于气体而言P-V图像中面积在数值上等于气体对外界或外界对气体所做的功。
(2)热传递是物体间内能的转移过程，内能的转移量用热量来量度，物体吸收热量，内能增加；物体放出热量内能减少．
基础必做练习
【1】判断下列说法中正确的是（ B )
A.热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体
B.做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的
C.在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量
D.热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递
【2】(多选)下列关于热传递的说法正确的是( BD )
A．热量是从含热量较多的物体传到含热量较少的物体
B．热量是从温度较高的物体传到温度较低的物体
C．热量是从内能较多的物体传到内能较少的物体
D．热量是热传递过程中物体内能变化的量度
【3】在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是( B )
A．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高
B．冬天暖气为房间供暖
C．点燃的爆竹在空中爆炸
D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热
【4】关于温度、热量、功和内能，以下说法正确的是( D )
A．同一物体温度高时，含有的热量多
B．物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高
C．外界对系统做功W，内能必定增加
D．两物体之间发生热传递的条件是存在温度差
【5】下列说法正确的是( A )
A．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
B．外界对物体做功，物体的内能一定增大
C．物体吸收热量，温度一定升高
D．热量总是由内能大的物体流向内能小的物体
【6】(多选)如图为焦耳实验装置示意图，用绝热性能良好的材料制作容器，重物下落时带动叶片转动，搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是( AD )
A．该装置可测定做功和内能变化的关系 B．做功增加了水的热量
C．功和热量是完全等价的，无区别 D．做功增加了水的内能
【7】关于热传递，下列说法正确的是( B )
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
【8】(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是( ABC )
A．夏天从室内冰箱里取一杯水去晒太阳，过一段时间水的温度升高，这是通过热传递的方式改变物体的内能
B．热传递可以改变物体的内能
C．做功可以改变物体的内能
D．一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能减小
【9】(多选)一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内，当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量有(不计气体分子势能)( BCD )
A．气体体积B．气体分子密度
C．气体内能D．气体分子的平均动能
【10】如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中( D )
A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大
C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小
【11】如图所示，太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置．这种装置可以使装置内的水温度升高，这种改变水的内能的方式是( B )
A．做功 B．热传递
C．既有做功也有热传递 D．电流的热效应
【12】(多选)对于热量、功和内能三个量，下列说法正确的是( CD )
A．热量、功和内能三个量的物理意义是等同的
B．热量和功二者可作为物体内能大小的量度
C．热量、功和内能的国际单位都相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的
【13】各种方法使物体的内能发生改变：a.电炉通电后发热；b.一杯开水放在桌面上冷却；c.阳光照射下冰块融化；d.锯木头时，锯片发烫；e.人坐在火炉旁取暖；f.用打气筒给自行车轮胎打气后，打气筒变热．其中属于做功使物体内能改变的是________；属于热传递使物体内能改变的是________．
答案adf bce
综合提升练习
【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．今对活塞施加一竖直向下的压力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( C )
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
【2】(功与内能的改变)如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气．然后用一与打气筒相连的活塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来．当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”．对于“白雾”的形成，下列说法正确的是( D )
A．这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠
B．这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气
C．这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾
D．瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴
【3】(多选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法正确的是( BD )
A．一定是物体放出了50 J的热量
B．一定是物体吸收了50 J的热量
C．一定是物体分子动能增加了50 J
D．物体分子的平均动能可能不变
【4】(多选)夏季，长春市的天气温差比较大，充足气的车胎经过正午阳光的暴晒容易爆胎．若车胎内的气体可视为理想气体，爆胎前车胎内气体体积及质量均不变，爆胎过程时间极短．关于车胎内的气体，下列说法正确的是( ABD ) A．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体压强增大
B．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收热量，内能增大
C．爆胎过程中，车胎内气体对外做功，内能减小
D．爆胎过程中，车胎内气体分子平均动能不变。
