改变内能的两种方式_5
改变内能的两种方式ppt课件
存在温度差。 热传递的方式：传导、对流、辐射 7、什么是热量？ 热量:是在单纯的传热过程中，系统内能变化的量度。
是过程量。不是状态量 单纯的传热过程中：物体吸收热量------内能增加；
放出热量---------内能减少。
做功
热传递
对内
（外界对物 体做功）
对外
（物体对外 界做功）
吸热
（物体从外 界吸热）
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
-
四、功W、热量Q跟内能改变△U之间的定量关系。
---------- 热力学第一定律
9、热力学第一定律的内容？公式？正负号的确定？
内容：一个系统，内能增量等于外界向它传递的 热量与外界对它所做功之和
内能是状态量 2、怎样改变物体的内能？（哪两种方式？）
做功和热传递
-
二、做功可以改变物体的内能 3、什么叫绝热过程? 系统既不从外界吸热，也不向外界放热的状态变化过程 4、焦耳的两个实验说明了什么？
①通过重力做功，使机械能转化为内能。 ②通过电流做功，使电能转化为内能。 ③在绝热过程中，只要初状态和末状态相同，内 能的变化量就相同，做功的数值就相同。与做功 方式无关。
这说明气体对外界做功（气体体积变大），做了1.0×105J。
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8、做功和热传递的关系？
联系：做功和热传递改变物体的内能是等效的．
一定数量的功与确定数量的热相对应------热功当量
J=4.2焦耳/卡
区别：改变物体内能的实质不同
做功：内能与其它形式能相互转化的过程； “功是能量转化的量度”
内能及能量守恒定律试题及解答汇总
第二章内能及能量守恒定律概念：（一）物体的内能：1．物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能，也叫做物体的热力学能。
2．任何物体都具有内能，因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成。
3．决定物体内能的因素：（1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定；（2）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。
4、改变内能的两种方式：（1）做功可以改变物体的内能：①外界对物体做功，物体的内能增加；②物体对外界做功，物体的内能减少；③做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。
（二）能量守恒定律：1、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
另一种表述：第一类用动机是不可能制成的。
2、能量守恒定律的历史意义．3、能的转化和守恒是自然界的普遍规律，违背该定律的永动机是永远无法实现的。
它是没有条件的。
4、物质的不同运动形式对应不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒。
5、理解：（1）某种形式的能减小，一定存在其他形式的能增加，且减小量和增加量一定相等。
（2）某个物体的能减小，一定存在其他物体的能量增加，且减小量和增加量一定相等。
例题分析【例1】关于物体内能及其变化，下列说法正确的是(B)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，其内能不一定改变C.对物体做功，物体内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定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W焦，同时吸收Q焦的热量，且①W＞Q，则物体的内能减少；②W ＝Q，则物体的内能不变；③W＜Q，则物体的内能增加，所以只有B正确.【例2】下面设想符合能量转化和守恒定律的是(D)A.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械B.做成一条船，利用流水的能量逆水航行C.通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D.利用核动力，驾驶地球离开太阳系【解析】利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A错，让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞；故B、C可选；设计一种利用反冲理论以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D可选.【例3】关于物体内能，下列说法中正确的是〖〗A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功改变物体的内能 B．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体的内能增大C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能 D．用打气筒打气，简内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能【解析】AC【变式一】下面关于物体内能改变的说法中正确的是〖〗A、物体对外做功，其内能必定改变B、物体对外做功，其内能不一定改变C、物体吸收热量，其内能必增加D、外界对物体做功，物体同时吸收热量，其内能必增加【解析】B【变式二】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．热量和功由过程决定，而内能由状态决定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．内能大物体含有的热量多【解析】A【例4】下列说法正确的是〖〗A、第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B、自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C、自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D、不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化【解析】CD【自我检测】一：一、选择题1．关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是( )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2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法D．做功和热传递是不可能同时发生的3．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为它( )A．不符合热力学第一定律B．做功产生的热量太少C．由于有摩擦、热损失等因素的存在D．找不到合适的材料和合理的设计方案4．(2010年高考重庆卷)给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热 B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加5．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列个式中正确的是( )A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104 JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J6.(2010年高考广东理综卷)图4－1－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )图4－1－7A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 JD．温度降低，内能减少200 J7．(2011年高考新课标全国卷)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( )A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大8．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变9．一木箱静止于水平面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek，分别是( )A．U＝200 J，Ek＝600 J B．U＝600 J，Ek＝200 JC．U＝600 J，Ek＝800 J D．U＝800 J，Ek＝200 J10．(2011年高考重庆理综卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图4－1－5所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )图4－1－5A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小二、非选择题1．风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m＝________.2．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？3．(2011年陕西高二质检)山峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)4.如图4－1－6所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：图4－1－6(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？一、选择题1、解析：选B.温度变化物体的分子动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递，由热力学第一定律可知B正确，C、D错．2、解析：选B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量，热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确．3、解析：选A.第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功，故违背了能量的转化与守恒．4、解析：选A.本题考查了热力学定律．由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热．A选项正确．5、解析：选B.由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU 为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J.故选B.6、解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，ΔU为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确．7、解析：选ADE.A选项，p、V不变，则T不变，气体的内能不变，故选项A正确．B选项，内能不变，温度不变，p、V可能变，选项B错误．C选项，气体温度升高，压强不一定增大，故选项C错误．D选项，气体温度每升高1 K吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D正确．E选项，温度升高，理想气体的内能一定增大，故选项E正确．8、解析：选C.做功和热传递可以改变物体的内能，当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化．9、解析：选B.由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能即：U＝60×10 J＝600 J．由能量守恒定律可得：Ek＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J，故B正确．10、解析：选 A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A 正确．二、非选择题1、解析：设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m ＝14πd2·vt ·ρ， 风的动能Ek ＝12mv2＝18πd2v3t ρ. 根据题意：18πd3v2t ρ×50%×80%＝mgh. 则m t ＝πd2ρv320gh. 答案：πd2ρv320gh2、解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU ＝W ＋Q＝－120 J ＋280 J＝160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J ．即ΔU ′＝－160 J ，又Q ′＝－240 J ，根据热力学第一定律得：ΔU ′＝W ′＋Q ′∴W ′＝ΔU ′－Q ′＝－160 J －(－240 J)＝80 J即外界对气体做功80 J.答案：(1)增加了160 J(2)外界对气体做功 80 J3、解析：设在时间Δt 内，有ΔV 的水通过水利枢纽，则：Q ＝ΔV Δt，ΔV ＝Q Δt 减少的重力势能ΔEp ＝mgh ＝ΔV ρgh ＝Q Δt ρgh发电机的功率：P＝ΔEpηΔt＝QΔtρghηΔt＝Qρghη流量为Q＝Pρghη.(其中各物理量均取国际制单位)4、解析：(1)活塞缓慢移动，任意状态都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可知：VT＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)(2)设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变解析：选C.做功和热传递可以改变物体的内能，当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化．2．一木箱静止于水平面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能E k，分别是( )A．U＝200 J，E k＝600 J B．U＝600 J，E k＝200 JC．U＝600 J，E k＝800 J D．U＝800 J，E k＝200 J解析：选B.由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能即：U＝60×10 J＝600 J．由能量守恒定律可得：E k＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J，故B正确．3．(2011年高考重庆理综卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图4－1－5所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )图4－1－5A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小解析：选A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A正确．4.如图4－1－6所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：图4－1－6(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？解析：(1)活塞缓慢移动，任意状态都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可知：VT＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)(2)设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.答案：见解析【自我检测】二：一、选择题1．关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是( )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：选B.温度变化物体的分子动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递，由热力学第一定律可知B正确，C、D错．2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法D．做功和热传递是不可能同时发生的解析：选B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量，热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确．3．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为它( )A．不符合热力学第一定律B．做功产生的热量太少C．由于有摩擦、热损失等因素的存在D．找不到合适的材料和合理的设计方案解析：选A.第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功，故违背了能量的转化与守恒．4．(2010年高考重庆卷)给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( ) A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析：选A.本题考查了热力学定律．由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热．A选项正确．5．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列个式中正确的是( )A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104 JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J解析：选B.由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J.故选B.6.(2010年高考广东理综卷)图4－1－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )图4－1－7A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC ．温度降低，内能增加600 JD ．温度降低，内能减少200 J解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，ΔU ＝800 J ＋(－200 J)＝600 J ，ΔU 为正表示内能增加了600 J ，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A 正确．7．(2011年高考新课标全国卷)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( )A ．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B ．若气体的内能不变，其状态也一定不变C ．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D ．气体温度每升高1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关E ．当气体温度升高时，气体的内能一定增大解析：选ADE.A 选项，p 、V 不变，则T 不变，气体的内能不变，故选项A 正确．B 选项，内能不变，温度不变，p 、V 可能变，选项B 错误．C 选项，气体温度升高，压强不一定增大，故选项C 错误．D 选项，气体温度每升高1 K 吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D 正确．E 选项，温度升高，理想气体的内能一定增大，故选项E 正确．二、非选择题8．风沿水平方向以速度v 垂直吹向一直径为d 的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h 的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m ＝________.解析：设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m ＝14πd 2·vt ·ρ， 风的动能E k ＝12mv 2＝18πd 2v 3t ρ. 根据题意：18πd 3v 2t ρ×50%×80%＝mgh . 则m t ＝πd 2ρv 320gh. 答案：πd 2ρv 320gh9．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J ，并对外做功120 J ，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J 热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU ＝W ＋Q＝－120 J ＋280 J＝160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J．即ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′∴W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J即外界对气体做功80 J.答案：(1)增加了160 J(2)外界对气体做功80 J10．(2011年陕西高二质检)山峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)解析：设在时间Δt内，有ΔV的水通过水利枢纽，则：Q＝ΔVΔt，ΔV＝QΔt减少的重力势能ΔE p＝mgh＝ΔVρgh＝QΔtρgh发电机的功率：P＝ΔE pηΔt＝QΔtρghηΔt＝Qρghη流量为Q＝Pρghη.(其中各物理量均取国际制单位)答案：见解析【自我检测】三：1．关于热传导的方向性，下列说法正确的是( )A．热量能自发地由高温物体传给低温物体B．热量能自发地由低温物体传给高温物体C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体D．热量一定不可能从低温物体传给高温物体解析：选AC.在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，而热量只能自发地从高温物体传给低温物体．2．对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是( )A．系统的总熵只能增大或不变，不可能减小B．系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小C．系统逐渐从比较有序的状态向更加无序的状态发展D．系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展解析：选AC.根据熵增加原理，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少可知，A对，B错．根据热力学第二定律的微观解释可知，一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，所以C对，D错．3．第二类永动机不可能制成，这是因为( )A．它违背了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不可能全部转变为内能D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化解析：选D.第二类永动机的设想虽然符合能量守恒定律，但是违背了能量转化过程中，有些过程是不可逆的规律，所以不可能制成，故选D.4．热力学第二定律常见的表述有两种．第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．图4－3－4甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是________．图4－3－4解析：示意图如图所示．答案：一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性．一、选择题1．(2011年廊坊高二检测)热力学第二定律指出( )A．不可能使热量由低温物体传递到高温物体B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C．热机效率η≤1D．大量分子参与的宏观过程具有方向性解析：选D.热力学第二定律指出，热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他变化，故A错，B也错．热机效率要小于1，不能等于1，C也错．一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，D对．2．关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行解析：选CD.热力学第二定律的微观意义明确指出：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序程度增大的方向进行，所以答案C、D正确．3．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( )A．第二类永动机违反能量守恒定律B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的解析：选D.第二类永动机违反热力学第二定律，并不是违反能量守恒定律，故A 错；据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定，只知道做功情况或只知道传热情况无法确定内能的变化情况，故B、C 错误；做功和热传递都可改变物体内能．但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别的，故D正确．4．在一定速度下发生变化的孤立系统，其总熵的变化是( )A．不变B．可能增大或减小C．总是增大D．总是减小解析：选C.根据熵增加原理可知，任何孤立系统熵是增加的，故C正确．5．根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的是( )A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为内能，但变化的内能不可以全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可以全部转化为机械能解析：选BD.根据热传递的规律可知，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地(不需要外界帮助)从低温物体传到高温物体．借助外界的帮助，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱就是接通电源后，压缩机对“制冷剂”(氟利昂等)做功，把热量从冰箱内部(低温物体)传向外部(高温物体)达到制冷目的的，故选项A错误，B正确．机械能可以全部转化为内能(如一个运动物体克服摩擦力做功而最终停止运动时，机械能全部转化为内能)，在一定条件下，变化的内能也可以全部转化为机械能，如理想气体在等温膨胀过程中，将吸收来的热量全部用来做功，因此选项C错误，选项D正确．6．对热力学第二定律，下列理解正确的是( )A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成解析：选B.由热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化，由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的，但要引起其他变化，故C错；第二类永动机并不违反能量守恒，却违背了自然界涉及热现象宏观过程的方向性，故A、D错，B正确．7.如图4－3－5所示，汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁接触光滑，但不漏气，现将活塞杆与外界连接缓慢地向右移动，气体膨胀对外做功．已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是( )。
内能利用
内能的利用考点1：内能的利用改变物体内能的两种方式: 和。
利用内能的两种方式：①加热，实质就是的转移，内能是通过燃料燃烧，将能转化而来的。
②做功，实质就是的转化。
对物体做功,物体内能 ,物体对外做功，内能。
（“增加”或“减少”）例题1下列实例中，通过热传递改变物体内能的是【】A．钻木取火B．用热水给袋装牛奶加热C．用“搓手”的方法取暖D．用锤子敲打铁丝，铁丝发热例题2下列现象中属于内能转化为机械能的是【】A．用打气筒打气，气筒壁发热B．锯木头时，锯条发热C．用电熨斗烫衣服，熨斗发热D．被点燃的冲天炮腾空而起考点2：内燃机将能转化为能的机器叫做热机。
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
单缸四冲程内燃机一个工作循环经历，分别是冲程、冲程、冲程和冲程。
工作循环进气门（开/关）排气门（开/关）活塞运动方向能量转化吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程四个冲程，活塞往返两次，曲轴转圈，对外做功次。
发生了能量转化的是冲程和冲程例题3如右图所示是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程，它是【】A．压缩冲程，将内能转化为机械能B．压缩冲程，将机械能转化为内能C．做功冲程，将内能转化为机械能D．做功冲程，将机械能转化为内能例题4一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，则该汽油机的曲轴每秒转了圈，对外做功次数。
考点3：热值和热机效率燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为能。
不同燃料燃烧释放出能量的能力是不同的，即燃料的不同，用字母表示，计算燃料完全燃烧时放出的热量公式：Q= (固体液体燃料)，Q= (气体燃料)。
用来的那部分能量与的能量之比叫做热机的效率。
例题5在试管里装一些水，用软木塞塞紧管口，加热试管使水沸腾，一会儿，水蒸气把软木塞冲出。
上述整个过程中，从能量转化和转移的角度可用分为以下三个阶段：（1）酒精燃烧，酒精的能转化为能，传给水和水蒸气；（2）通过的方式，水和水蒸气吸热，能增加；（3）通过的方式，将高温水蒸气的能转化为软木塞的能，例题6某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气。
改变内能的两种方式
• 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
改变内能的两种方式
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
高中物理知识点总结热力学基础
高中物理知识点总结热力学基础IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】一.教学内容：热力学基础（一）改变物体内能的两种方式：做功和热传递1. 做功：其他形式的能与内能之间相互转化的过程，内能改变了多少用做功的数值来量度，外力对物体做功，内能增加，物体克服外力做功，内能减少。
2. 热传递：它是物体间内能转移的过程，内能改变了多少用传递的热量的数值来量度，物体吸收热量，物体的内能增加，放出热量，物体的内能减少，热传递的方式有：传导、对流、辐射，热传递的条件是物体间有温度差。
（二）热力学第一定律1. 内容：物体内能的增量等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q 的总和。
2. 表达式：。
3. 符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值，吸收热量Q 取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增加取正值，物体内能减少取负值。
（三）能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。
在转化和转移的过程中，能的总量不变，这就是能量守恒定律。
（四）热力学第二定律两种表述：（1）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。
（2）不可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做功，而不引起其他变化。
热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。
（3）热力学第二定律的微观实质是：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。
（4）熵是用来描述物体的无序程度的物理量。
物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大。
（五）说明的问题1. 第一类永动机是永远无法实现的，它违背了能的转化和守恒定律。
2. 第二类永动机也是无法实现的，它虽然不违背能的转化和守恒定律，但却违背了热力学第二定律。
（六）能源和可持续发展1. 能量与环境（1）温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量提高，导致“温室效应”，使得地面温度上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海地区等不良影响。
分子动理论、内能、改变内能的两种方式 人教四年制
分子动理论、内能、改变内能的两种方式一. 本周教学内容：分子动理论、内能、改变内能的两种方式二. 重、难点：知道物质是由分子构成的，能识别扩散现象，并会解释扩散现象，知道一些说明分子相互作用力的事例，知道分子间的相互作用力分别在什么情况下表现为引力或斥力，什么情况下几乎不存在作用力，知道分子无规则运动的快慢与温度有关系，知道什么是内能，知道物体温度改变时内能要随之改变。
能区分内能与机械能。
能举例说明做功可以使物体内能增加或减少，能用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热等常见物理现象，知道可以用功来量度内能的改变。
知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量时，温度升高（降低），物体内能发生改变，知道热量的初步概念及其单位，知道做功和热传递的等效性和本质上的区别。
三. 知识点分析：1. 分子动理论的基本内容：（1）物质是由分子组成的。
注：分子是保持物质原有性质的最小微粒。
（2）分子都在永不停息地做无规则运动。
扩散现象：不同物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。
说明：①气体、液体、固体均能发生扩散现象。
②不同物质一定要在互相接触时才能发生扩散，如果两种不同物质彼此不接触，是不能发生扩散的。
③扩散不是单向的一种物质的分子进入另一种物质中去而是彼此同时．．．．进入对方的。
④扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，分子间是有空隙的。
（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。
注：①分子间的引力和斥力随着分子间距离的增大而减小。
②分子间的引力和斥力是同时存在的。
③不同物质的分子大小不同，相互作用力也不同。
2. 内能：（1）物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
（2）影响物体内能的因素。
①物体的内能和温度有关。
②物体的内能与物体的体积有关。
③物体的内能与物体的种类和状态有关。
④物体的内能与物体内部的分子个数的多少有关。
（3）内能是能量的又一种形式，任何物体都具有内能。
3. 改变物体内能的两种方法：（1）做功可以改变物体的内能注：①对物体做功，物体的内能会增加。
热力学定律能量守恒定律
表述一(按照热传导的方向性来表述)：热量不可能自发地从__低温__ 物体传到__高温__ 物体． 表述二(按照机械能与内能转化过程的方向性来表述)：不可能从单一热源吸收热量，全部对外做功，而不产生其他影响．它也可以表述为：第二类永动机是不可能制成的．
1.热力学第二定律的两种表述
02
B
【解析】根据热力学第三定律绝对零度不可能达到，A错误；物体从外界吸收热量、对外做功，根据热力学第一定律可知内能可能增加、减小或不变，C错误；压缩气体，外界对气体做正功，可能向外界放热，内能可能减小、温度降低，D错误；物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功而引起其他变化是可能的，B正确．
空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105 J，同时气体的内能增加了1.5×105 J．试问：此压缩过程中，气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J.
4．下列说法正确的是( ) A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能 C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数 D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
D
【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，他反映的是液体分子无规则的运动，所以A错误；没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把吸收的能量全部转化为机械能的，B错误；摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数，C错；温度是分子平均动能的标志，只要温度相同分子的平均动能就相同，物体的内能是势能和动能的总和，所以D正确．
01
内容：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． 公式：ΔU＝ .
2．热力学第一定律
02
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改变内能的两种方式
课题
教材分析
本节内容在大纲中的要求虽然是A级要求，但它是本章的重点内容，也是学习热力学定律和能量守恒定律的基础．同时，本节知识涉及大量生活实际，做好本节课的教学工作，有利于培养学生联系实际、应用知识解决实际问题的能力．
教学目标
．了解内能改变的两种方式：做功、热传递．
．理解内能的变化可以分别由功和热量来量度．
．知道做功和热传递对改变物体内能是等效的．
教学重点
改变内能两种方式及内能改变的量度．
教学难点
对做功和热传递对改变内能是等效的理解．
实验器材及教具准备
细铁棒、铁锤、洒精灯、木块、厚壁玻璃筒、硝化棉、乙醚、学生每人准备一小段钢丝等．
教学过程和内容
一、复习引入
．复习提问
师：什么是物体的内能？
生：物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．
师：什么叫分子的动能？它和哪些因素有关？
生：由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能．它与物体的温度有关．
师：什么叫分子的势能？它和哪些因素有关？
生：分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能．它和物体的体积有关．师：物体的内能和哪些因素有关呢？
生：与物体的温度和体积有关．
．问题讨论，引入新
师：如何改变物体的内能呢？
〖学生讨论……〗
生：可以改变物体的温度或体积．
师：物体内能的变化可以通过什么表现出来呢？或者说怎样判断一个物体的内能是否改变呢？
〖学生讨论……〗
根据学生讨论结果，教师指导学生得出小结：通常情况下，对固体或液体，由于体积变化不明显，主要是通过温度的变化来判断内能是否改变．
二、新课教学
．提出问题
师：我们今天一起来探讨一下改变内能的方法．
请同学们把准备好的钢丝拿出来．现在，请大家想办法让你手中的钢丝的内能增加，可以边想边试，同学之间可以交流，尽可能想出更多的办法来．
．寻找解决问题的办法
学生一边想办法，一边做实验，一边讨论．
有的想到“摩擦”，有的想到“折”，有的想到“敲打”，有的想到用“钢锯锯”，有的想到“烧”，有的想到“晒”，有的想到“烤”，有的想到“烫”、“冰”等等．一边想办法，一边体验内能是不是已经增加了．
师：大家把自己的办法与周围同学交流一下，看看能想出多少种办法．
归纳一下，大体上能找出上面的几种办法．
教师把学生得到的办法简要地写在黑板上，书写时最好能把“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”写在一起，把“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冻”或者“冰”写在一起．．知识的提练
师：刚才同学们能想出许多的办法来，现在我们再把这些办法比较一下，看看它们之间本质上有什么相同或不同点．请大家带着这个问题阅读课本38~39页倒数第四段．
教师巡回指导学生看书．
约五、六分钟后，师：请大家现在回过头来，再看看刚才我们所想到的办法，它们之间有何不同？能不能把这些办法分分类？
经过讨论，生：可以分为做功和热传递两类。
其中，“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”是属于做功，“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冰”属于热传递．
师：现在我们一起再来体验一下，做功改变内能的例子．请一位同学来给大家演示一下，课本38页的实验．指导学生做好实验．若学生能做成功，为了增强效果，教师可以做一下对比实验，慢慢地压缩看能不能使棉花燃烧起来．
如果学生没有一下子成功，请其他人和他一起分析原因，一定会有不少学生提出他的动作慢了！！再让其按照大家的建议重新做．
师：刚才两次实验，为什么会出现结果的不同？
启发学生讨论：动作快，时间短，气体没有来得及与外界进行热交换，其温度会突然升高，至乙醚的着火点，它便燃烧起来．而动作慢时，时间较长，气体与外界有较长的时间进行热交换，它的温度就不会升高太多，达不到乙醚的着火点，则不燃烧．
师生共同阅读课本39页实验，分析气体对外做功的情
况．
师：同学们还能不能从生活中找出一些通过做功改变物体内能的例子呢？
多个学生：柴油机工作中的压缩冲程；给自行车打气时，气筒壁会发热；锯木头，锯条会很烫；冬天，手冷时，两手互相搓一搓；古人钻木取火等等．
师：我们现在再来体验一下，热传递改变内能的情况．给大家一段细铁棒和酒精灯，请哪位同学来给大家做个演示．学生上台做实验．把用热传递改变内能的方法和体会告诉其他同学．
引导学生从生活中再找出一些通过热传递改变内能的例子．
归纳后，教师板书：改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递．
．新知识的深入探讨
内能改变的量度
师：如何量度物体内能的改变多少呢？请大家带着问题阅读课本39页5、6两段，然后归纳出来．
约两三分钟后，由学生归纳两种方式中内能改变量度方法．
生甲：做功使物体内能发生改变时，内能的改变用功的数值来量度．外界对物体做多少功，物体内能不增加多少；
物体对外界做多少功，它的内能就减少多少．
生乙：热传递使物体内能发生改变时，内能的改变用热量来量度．外界传递给物体多少热量，或者说物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少；物体传递给外界多少热量，或者说物体放出多少热量，物体的内能就减少多少．做功和热传递的等效性
师：我这里有一根细铁棒，现在它的温度和室温一样，过一会，我想办法让它的温度升高，如果我不告诉大家我用的是什么办法，大家能不能确定我是用什么办法让它温度升高的吗？
学生有的说能，有的说不能．
指导学生分析到底能不能，结果是：不能！！
引导学生根据上面分析得出结论：做功和热传递对改变物体的内能是等效的．
课堂巩固练习：课本40页，练习、、．答案略．
板
书
设
计
五、
．做功可以改变物体的内能。
实例：
热传递可以改变物体的内能。
实例：
．改变物体内能的两种方式：做功和热传递。
．内能改变的量度
做功改变内能时：用做功的数值来量度。
热传递改变内能时：用传递热量多少来量度。
．做功和热传递对改变物体内能是等效的。
作
业
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