幻灯片 1第十章
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热力学定律
功和内能
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幻灯片 2一、焦耳的实验
1．绝热过程：系统只由外界对它__________而与外界交换
能量，不从外界吸热或放热的过程．
做功
2．两个代表实验：热功当量实验和电功当量实验．
3．实验结论：在绝热过程中，系统状态变化所需外界做功
的数量，只与系统的始末状态有关，与做功方式__________．
无关
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幻灯片 3二、内能
1．功：是能量转化的量度，是过程量．
2 ．内能：与系统状态对应的一种能量，是系统所有
__________和分子势能的总和，用 U 表示．
分子动能
3．做功与内能的关系
(1) 关系：绝热过程中，对系统做的功等于系统始末状态
__________的变化量．
内能
(2)公式：W＝U2－U1＝ΔU.
名师点睛：系统内能与系统宏观的动能和势能(机械能)无
关，只与其所有的分子势能和分子热运动的动能有关.
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幻灯片 41．下列选项中，不能说明做功可以改变物体的内能的是
(
)
D
A．搓搓手会感到手暖和些
B．汽油机汽缸内被压缩的气体温度升高
C．车刀切下的铁屑很炽热
D．物体在阳光下被晒热
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幻灯片 52．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这
是因为(
)
D
A．胎内气体压强不断增大，而容积不变
B．车胎从外界吸收热量
C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度
D．打气时，外界不断对胎内气体做功
解析：车胎内空气温度升高是因为做功的缘故．
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幻灯片 63 ．( 双选) 在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是
(
)
BD
A．电流通过电炉丝使温度升高
B．在阳光照射下水的温度升高
C．铁锤打铁块使铁块温度升高
D．在炉火上的水被烧开
解析：A 中电流做了功．
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幻灯片 74．在焦耳的热功当量实验中，是什么形式的能量转化为系
统的内能(
)
B
A．重物的动能
C．重物的内能
B．重物的重力势能
D．以上都不对
5．(双选)物体的内能与哪些因素有关(
)
CD
A．物体的动能
B．物体的体积
C．物体所有分子热运动的动能
D．物体所有分子的分子势能
解析：物体的内能与物体的机械能没有关系．
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幻灯片 8要点1
焦耳的实验
1．实验条件：系统的实验过程，都是绝热过程．
2．实验结论
(1)热功当量实验：只要重力所做的功相同，容器内水温上
升的数值就相同，即系统的状态变化是相同的．
(2)电功当量实验：只要对系统做的电功相同，则系统温度
上升的数值相同，即系统的状态变化是相同的．
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幻灯片 9[例 1]下列关于焦耳的实验的说法，正确的是(
)
A．由于现实中没有完全绝热的系统，因此焦耳的热功当量
实验不可能完成
B．焦耳的实验说明，对于任何系统，只要对其做了功，其
状态就一定发生改变
C．在热功当量实验中，是重力势能转化为内能
D．在热功当量实验中，是动能转化为内能
思路点拨：应理解好实验内容和实验条件要求．
答案：C
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幻灯片 10要点2
内能与做功的关系
1．内能的引入
(1)焦耳实验的结论表明，在绝热过程中，系统状态变化所
需外界做功大小相同，与过程无关．
(2)从功是对一种状态能量的改变思想出发，结合上面可知，
系统每个状态都应该对应一种能量，称之为内能，是状态量，
用 U 表示．
2．内能
(1)微观上，内能为物体内部所有分子热运动的动能和分子
势能的总和．
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幻灯片 11(2)系统的内能只与系统自身状态有关．
(3)在绝热过程中，将系统从一个状态变化为另一个状态，
所需的功是相同的，与具体过程、实现方法、路径等无关，所
需功的数值只与始末状态有关．
3．内能与做功的关系
(1)区别：功是过程量，内能是状态量．任何一种过程量都
表示着对应的一种状态量的改变．
(2)联系：ΔU＝W(绝热过程)．
(3)理解：ΔU 为正，即内能增加，表示外界对系统做功；
ΔU 为负，即内能减少，表示系统对外界做功．
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幻灯片 12 [例 2]暖瓶中盛有 0.5 kg、25 ℃的水，一个学生想用上下摇
晃的方法使冷水变为开水．设每摇晃一次水的落差为 15 cm，每
分钟摇晃 30 次．不计所有热量散失，他约需多长时间可以把水
“摇开”？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，g 取 10 m/s2]
思路点拨：因为暖瓶可看成是绝热的，可以假设所需时间，
然后根据做功与内能变化的关系解决问题．
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幻灯片 13 名师点睛：在应用ΔU＝W 时，一定要注意到过程是否为绝
热过程.如果不是绝热过程，而涉及到热量传递，则不能运用该
公式.
1．绝热过程中，外界压缩气体做功 20 J．下列说法中正确
的是(
)
A
A．气体内能一定增加 20 J
B．气体内能增量必定小于 20 J
C．气体内能增量可能小于 20 J
D．气体内能可能不变
解析：绝热过程中，气体内能的变化由做功决定，外界对
气体做了多少功，就有多少能量转化为气体的内能．
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