热功内能概念辨析
什么是内能_内能相关性质介绍
什么是内能_内能相关性质介绍导语：内能(internal energy)是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的运动形式所具有的能量总和。
以下是小编为您收集整理提供到的范文，欢迎阅读参考，希望对你有所帮助!什么是内能_内能相关性质介绍基本定义内能通常指的是热力学系统的热运动能量。
狭义的内能指的是分子热运动能，也就是在一般的物理过程中可变的内能。
它是物体内部全部分子做热运动时的分子动能和分子势能的总和。
分子动能物体内部由分子组成，且在永不停息地做无规则运动，所以分子具有动能。
由于运动永不停息，所以内能永不为零，故0℃的水也具有分子动能。
由于运动杂乱无章，速率有大有小，无法准确描述某一个分子运动速率，所以描述其运动快慢、动能大小时可用是否激烈等词语，比较科学的描述是平均速率、平均动能。
温度越高，反映了分子运动更激烈，平均动能越大。
温度是分子无规则运动激烈程度的体现。
物体分子运动更激烈和物体温度更高，是同一个意思。
分子势能分子势能是分子间相互作用而产生的能量，反映在分子间作用力大小和分子距离上。
当分子间作用力和分子距离发生变化时，宏观上会发生物体物态和体积的变化。
但体积变化并不显著，我们往往考虑不多，更多时候，还是从物态去判断分子势能。
在物态变化时，分子势能的变化具有一个特点——突变。
例如，0℃的冰化成0℃的水，虽然温度没变，分子动能没变，但由于融化是一个吸热过程，吸收的能量用于增加分子势能，故此，我们说，分子势能是增加的，内能是增加的，而温度不变。
全部分子不同物体间比较内能，由于还要考虑质量的因素，所以不能说温度高的物体内能大，也不能说内能大的物体温度高。
例如一小块烧红的铁钉和一座冰山，显然冰山温度低，但内能大。
但质量大且温度高的物体的内能一定比同状态质量小、温度低的物体的内能大。
相关性质从微观上说，系统内能是构成系统的所有分子无规则运动动能、分子间相互作用势能、分子内部以及原子核内部各种形式能量的总和。
内能,热量和功的微观含义
内能,热量和功的微观含义
内能、热量和功是热力学中的三个基本概念，它们在微观上的含义如下：
内能（U）：指系统内部微观粒子的总能量，包括其动能和势能。
内能是一个状态量，只与系统的初始状态和最终状态有关，而与系统经历的具体路径无关。
热量（Q）：指由于温度差而在两个系统间传递的能量。
热量不是一个状态量，而是一个过程量，只有在系统发生热传递时才有意义。
热量的传递是由温度梯度驱动的，从高温处流向低温处。
功（W）：指外力对系统所作的机械功。
功也是一个过程量，只有在系统发生功传递时才有意义。
功的传递是由力的作用驱动的，通过物体的运动实现能量的转换。
需要注意的是，内能、热量和功都是能量的形式，它们之间可以相互转化。
在热力学中，内能、热量和功的变化量之间存在着热力学第一定律的关系式，即ΔU = Q - W，其中ΔU 表示系统内能的变化量，Q 表示系统吸收的热量，W 表示系统所做的功。
功和内能 热和内能
改变物体内能的方式有哪些？
①做功 ②和热传递
既然做功和热传递都可以改变物体的内能， 那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种 联系
问题研究
1.一个物体，它既没有吸收热量也没 有放出热量，那么： ①如果外界做的功为Ｗ，则它的内能 如何变化？变化了多少？ ②如果物体对外界做的功为Ｗ，则它 的内能如何变化？变化了多少？
1．热传递 (1)条件：物体的 温度 不同。 (2)过程：温度不同的物体发生热传递，温度高的物体要降
温，温度低的物体要升温， 热量 从高温物体传到低温物体。
(3)热传递的三种方式： 热传导、 热对流 、 热辐射 。
2．热和内能 (1)单纯地对系统传热也能改变系统的 热力学状态 ，即 热传递能改变物体的 内能 。
(
A．物体的温度改变时，其内能必定改变
)
B．物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热 量，其内能也不一定改变 C．物体对外做功，其内能必定改变，物体向外传出一
定热量其内能必定改变
D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不 改变
[解析]
一定质量的物体，其内能由温度和体积共同
决定。物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错 误；做功和热传递是改变物体内能的两种方式。若物体对 外做功为W，同时吸收的热量为Q，且若W>Q，则物体的 内能减少；若W＝Q，则物体的内能不变；若W<Q，则物 体的内能增加。所以B正确，C、D错误。 [答案] B
(2)热量：在单纯的传热过程中系统 内能变化 的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化 ①公式： ΔU＝Q 。 ②物体 吸热 ，Q为正；物体 放热 ，Q为负。
[重点诠释] 1．温度与内能
热力学中的功和内能
热量是热传递过程中传递的能量， 是内能改变的量度。
热量和内能之间存在一定的联系， 热量可以改变物体的内能。
内能的变化
内能是系统内部能量的总和，包括分子的动能、势能和化学能等。 内能的变化与外界对系统做功或系统对外界做功相等，即delta U = W。 内能的变化可以通过热力学第一定律来计算，即delta U = Q - W。 内能的变化与温度、体积和物质的量等因素有关，可以通过热力学第二定律来分析。
热力学中功的应用
热机效率的提高：通过优化热力学过程，提高热机的效率 制冷技术：利用热力学原理，实现制冷技术的优化 能源转换：将热能转换为机械能，提高能源利用效率 环境保护：通过减少热量损失，降低对环境的负面影响
内能的概念
内能的定义
内能是系统内部所有微观粒子运动状 态的总体表现
内能与温度、体积、物态等因素有关
热力学第二定律的应用
热机效率的提高：通过改进热机的 设计，提高热机的效率，减少能量 的损失。
能源利用的优化：通过合理利用能 源，实现能源的充分利用和节约， 减少能源的浪费。
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制冷技术的改进：利用热力学第二 定律，不断改进制冷技术，提高制 冷效果。
环境保护的推进：通过减少废热的 排放，降低环境污染，保护环境。
内能利用在可再生能源领域的发展
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内能利用与环境保护的结合
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内能利用的经济性和可持续性
THANK YOU
汇报人：XX
热量计算：在化工、食品、制药等 行业中，热力学第一定律可以用来 计算热量交换，例如在加热、冷却 或蒸发过程中所需的热量或释放的 热量。
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内能热量温度三者关系辨析
内能热量温度关系辨析一.从概念上分析内能是指分子动能和分子势能的总和.热量：是指物体之间存在温差，使物体之间的能量产生传递，所以说热量是一种过程量，所以热量只能说“吸收”“放出”。
不可以说“含有”“具有”.而该传递过程称为热交换或热传递.热量的单位为焦耳（J）.温度：是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度.二.辨析区别温度、内能、热量三者的关系联系1.一个物体的温度升高了，不一定吸收了热量，也有可能是外界对物体做功，但它的内能一定增加.2.一个物体吸收了热量，温度不一定升高，但它的内能一定增加(物体不对外做功)，如晶体熔化，液体沸腾.3.一个物体内能增加了，它的温度不一定升高，如液体沸腾时，温度的不变，内能增加.还有外界对物体做功.4.物体本身没有热量，只有发生了热传递，有了内能的转移时，才能讨论热量问题.5.热量是在热传递过程中，传递内能的多少，是一个过程量，不能说“含有”或“具有”热量.6.热量的多少与物体内能的多少，物体温度的高低无关.练习.判断.1、物体的温度升高，它一定吸收热量.( )2、物体吸收了热量，温度一定升高.( )3、物体吸收了热量，它的内能就会增加.( )4、物体的内能增大时，它的温度就会升高.( )5、物体吸收热量，它的温度一定升高，内能一定增加.( )6、物体温度升高，它的内能一定增加，一定是吸收了热量.( )答案解析1.×.因为物体温度升高，除了热传递，还有可能是对物体做功，内能增加.2..×.晶体熔化，液体沸腾，内能增加，温度不变.3.√.分子热运动加剧，分子动能增加.4.×.晶体熔化现象.5.×.液体沸腾，吸收热量，内能增加，但是温度不变.6.×.还可能外界对物体做功，物体温度增加.。
内能 热和功
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2015/9/9
热与功
体积功的计算：
dV A dl
截面Ａ
P(环）
dl
A (dV / A) p(环）dV W Fdl p(环）
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热与功
考虑到功的正负号规定
W （环） p dV
功与过程
(4).外压比内压小一个无穷小的值 外压相当于一堆细沙，每次移走一粒沙进行膨胀， 直到压力为 这样的膨胀过程是无限缓慢的，每一步都 接近于平衡态。所作的功为：
We,4 pedV ( pi dp)dV
PV 1 1
pi dV
V1
V2
V1 nRT dV nRT ln V1 V2 V 这种过程近似地可看作可逆过程，所作的功最大。
p (V V )
' ' "
p1 (V1 V )
'
整个过程所作的功为三步加和。
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功与过程
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功与过程
（3）.可逆压缩
如果将移走的沙粒再一粒一粒地加到活塞上，使 压力缓慢增加，恢复到原状，所作的功为：
V1 V1 V1
V2
V1
V2 p1 nRT dV =-nRT ln V =-nRT ln p2 1 V
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2015/9/9
例题
例 1mol H 2 由 p1 101.325kPa、T1 298K 分别经历 以下三条不同途径变化到 p2 50.663kPa， 求上述三途径 系统与环境交换的功Ｗ． （ａ）从始态向真空膨胀到终态；
功和内能 热和内能PPT课件
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
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例3 一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块 的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换 能量，则( ) A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的
减少量等于铁块内能的增加量 B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能
减少量不等于铁块内能的增加量
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
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借题发挥 (1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大， 温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的. (2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正， W为正，外界对系统做功.末态内能小于初态内能时，ΔU 为负，W为负，系统对外界做功.
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
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解析 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理
量，所以是由系统的状态决定的，A对；
正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中
引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对；
做功和热传递都可以改变系统的内能，C错；
气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交
换，所以系统的内能要减小，故D错.
二、内能 1.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 . 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 .
第1讲 功和内能~第2讲 热和内能
5
三、热和内能 1.不仅对系统做功可以改变系统的内能，单纯的对系统传热 也能改变系统的内能. 2.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 .
大学物理学12.1 内能 功和热量
二、准静态过程
当热力学系统在外界影响下，从一个状态到另一 个状态的变化过程，称为热力学过程，简称过程。
热力学过程
准静态过程 非静态过程
准静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，如果过
比较 a , b过程可知，功的数值不仅与初态和 末态有关，而且还依赖于所经历的中间状态，功 与过程的路径有关。 ——功是过程量
准静态过程中热量的计算 1、热容法
Cm (摩尔热容)：1mol物质升高1K所吸收的热量 2、利用热力学第一定律
这条曲线的方程称为过程方程， 准静态过程是一种理想的极限。
三、准静态过程的功和热量 1、体积功的计算 当活塞移动微小位移dl时， 系统对外界所作的元功为：
系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功为：
外界对系统作功
准静态过程
系统对外作正功； 系统对外作负功； 系统不作功。于p—V 图上过程曲线p(V)下 的面积。
大学物理
第12章 热力学基础
§12.1 内能 功和热量
主讲教师：郭进教授
一、内能 功和热量
理想气体内能 内能是状态量,是状态参量T的单值函数。 实际气体内能： 所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。
内能是状态参量T、V的单值函数。
系统内能改变的两种方式 1、做功可以改变系统的状态
摩擦升温（机械功）、电加热（电功） 功是过程量 2、热量传递可以改变系统的内能 热量是过程量
程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。
非静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，过程中 所有中间态为非平衡态的过程。
弛豫时间： 从平衡态破坏到新平衡态建立所需的时间。
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功、热和内能概念辩析
功、热和内能是中学物理教材中最易混淆的物理概念之一。
很多同学对它们的联系和区别难以弄清。
现辩析如下。
高中物理甲种本教材中对三个物理量的叙述是这样的：“能够改变物体内能的物理过程有两个：做功和热传递。
做功使物体的内能发生变化的时候，内能的变化就用做功来量度；热传递使物体内能发生变化的时候，内能的变化是用热量来量度的。
”“所谓热能不过是内能的一种通俗的说法”等。
由此可见，功和热与内能的关系是：功是内能转化
．．的
量度，热是内能转移
．．的量度。
两者仅仅是一种量度而已，就象直尺用来测量布匹的长度、量筒用来测量水量的体积、质量用来量度物体惯性的大小等一样，两者本身并不是内能的一部分。
因此，象“一个物体包含了多少功”、“一个物体内能越多，热量就越多”、“热量就是内能的一种通俗的说法”等等，都是错误的说法。
也就是说，内能是物体本身具有的一种能量，而热量和功则不是物体所具有的东西，只有当内能发生变化时，才需要做功或者热传递，才用功或者热量来量度其变化大小。
功与热是改变内能的两种方式，两者在内能改变的效果上是相同的。
但它们有着本质的区别。
做功是内能与其它形式的能之间发生转化，如机械能、电能转化为内能等，即能量在形式上发生了改变。
而热传递仅仅是内能发生了转移，从一个物体(或物体的一部分)转移到另一个物体(或物体的另一个部分)，能的形式没有改变。
我们可以讲“做功产生了热量”、“消耗热量可以做功”，但不能说“功可以转化为热”或“热可以转化为功”。
因此，两者的共性是：都是内能改变的量度，区别是：本质及量度的对象(即能的形式)不同。
两者的数量关系为：1卡＝4.2焦，即热功当量为J=4.2J/cal。
另外，内能的一个通俗但不确切的说法是热能，即通常讲的热能是指物体的内能。
但热能不是热量，两者不要搞错。
下面举例辩析。
例1：对铁丝加热，铁丝的温度升高了；用锤子敲打铁丝，铁丝的温度也升高，这说明：
A.功可以转化为热量
B.功和热量在本质上是相同的
C.对物体做功和对物体传热是一回事
D.做功和热传递对改变物体内能是等效的
辩析：有不少同学是这样分析的：因为锤子对铁丝做了功，铁丝的温度就升高，故功转化成了物体内能，故A正确；又不管是用做功,还是用传热的方式,铁丝的温度都一样地升高了,因此两者本质上肯定是相同的,故BCD正确。
这里犯了概念性的错误，没有把热、功和内能三者之间的关系搞清楚。
正确答案为D。
例2 下列关于物体内能说法正确的是
A.功转化为内能越多，物体温度就越高
B.同一物体所含热量越多，内就就越大
C.热量与物体内能的多少无关
D.功和热都是内能变化的量度，它们的关系是：4.2J的功等效于1cal 的热量.
评析：选项A中,“功转化为内能”是错误的说法,只能说做功使物体内能增加；选项B中“物体所含热量”是错误的说法；C和D两项正确。