（人教2019選擇性必修第三冊(cè) ）高二物理備課必備講義 3.1功、熱和內(nèi)能的改變（原卷版+解析）

第三章熱力學(xué)定律第1節(jié)功、熱和內(nèi)能的改變【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念了解焦耳的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理，知道做功和傳熱的實(shí)質(zhì).科學(xué)思維知道做功和傳熱是改變內(nèi)能的兩種方式，理解做功和傳熱對(duì)改變系統(tǒng)內(nèi)能是等效的，明確兩種方式的區(qū)別.科學(xué)探究明確內(nèi)能、功、熱量、溫度四個(gè)物理量的區(qū)別和聯(lián)系．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)功、熱和內(nèi)能的改變知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的緊密聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和科學(xué)意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一功與內(nèi)能的改變【情境導(dǎo)入】1．在焦耳的許多實(shí)驗(yàn)中，有兩個(gè)最具有代表性：一個(gè)實(shí)驗(yàn)是重物下落時(shí)帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌容器中的水，水由于摩擦而溫度上升；另一個(gè)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)電流的熱效應(yīng)給液體加熱．焦耳的這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題？2.如圖，在有機(jī)玻璃筒底放少量的硝化棉(燃點(diǎn)較低)，迅速壓下活塞，觀察硝化棉的變化．(1)你能看到什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？(2)圖中用力迅速按壓活塞時(shí)為什么一定要迅速？【知識(shí)梳理】1．功與內(nèi)能的改變?cè)跓崃W(xué)系統(tǒng)的絕熱過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程達(dá)到狀態(tài)2時(shí)，內(nèi)能的變化量ΔU＝U2－U1，等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功W，即ΔU＝.2．理解(1)ΔU＝W的適用條件是過(guò)程．(2)在絕熱過(guò)程中：外界對(duì)系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能；系統(tǒng)對(duì)外做功，系統(tǒng)的內(nèi)能．【重難詮釋】1．內(nèi)能(2)當(dāng)物體溫度變化時(shí)，分子平均動(dòng)能變化；物體體積變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化．物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過(guò)程及方式無(wú)關(guān)．2．做功與內(nèi)能變化的關(guān)系(1)做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程．(2)在絕熱過(guò)程中，外界對(duì)物體做功，則W>0，外界對(duì)物體做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體的內(nèi)能就增加多少；物體對(duì)外界做功，則W<0，物體對(duì)外界做多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，物體的內(nèi)能就減少多少．3．功與內(nèi)能的區(qū)別(1)功是過(guò)程量，內(nèi)能是狀態(tài)量．(2)物體的內(nèi)能大，并不意味著外界對(duì)它做功多．只有在絕熱過(guò)程中，內(nèi)能變化越大時(shí)，相應(yīng)地做功才越多．特別提醒外界對(duì)某一系統(tǒng)做功時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)能不一定增加，還要看該系統(tǒng)有沒(méi)有向外放熱，以及向外放熱的多少．【典例精析】例1．(多選)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成．開(kāi)箱時(shí)，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖所示．在此過(guò)程中，若缸內(nèi)氣體與外界無(wú)熱量交換，忽略氣體分子間的相互作用，則缸內(nèi)氣體()A．對(duì)外做正功，分子的平均動(dòng)能減小B．對(duì)外做正功，內(nèi)能增大C．對(duì)外做負(fù)功，分子的平均動(dòng)能增大D．對(duì)外做正功，內(nèi)能減小知識(shí)點(diǎn)二熱與內(nèi)能的改變【情境導(dǎo)入】1．用鐵錘反復(fù)敲擊鐵棒，鐵棒的溫度會(huì)升高，把鐵棒放在炭火上燒，鐵棒的溫度也會(huì)升高，這說(shuō)明了什么問(wèn)題？2．如圖所示是傳熱的三種方式——傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射．(1)這三種方式在傳遞能量時(shí)有什么共同點(diǎn)？(2)傳熱和做功都可以改變物體的內(nèi)能，這兩種方式在改變物體內(nèi)能時(shí)本質(zhì)上又有什么不同？【知識(shí)梳理】1．傳熱(1)條件：物體的不同．(2)傳熱：熱從物體傳到了物體．2．熱和內(nèi)能(1)熱量：在單純的傳熱過(guò)程中系統(tǒng)變化的量度．(2)熱與內(nèi)能的改變當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)單純的傳熱達(dá)到狀態(tài)2時(shí)，內(nèi)能的變化量ΔU＝U2－U1等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量Q，即ΔU＝Q.(3)傳熱與做功在改變系統(tǒng)內(nèi)能上的異同．①做功和傳熱都能引起系統(tǒng)內(nèi)能的改變．②做功時(shí)，內(nèi)能與其他形式的能(如內(nèi)能與機(jī)械能、內(nèi)能與電能等)發(fā)生；傳熱只是不同物體(或一個(gè)物體的不同部分)之間內(nèi)能的．【重難詮釋】1．在單純傳熱的過(guò)程中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少；系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少．即ΔU＝U2－U1＝Q.2．傳熱改變物體內(nèi)能的過(guò)程是不同物體(或一個(gè)物體的不同部分)之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移．3．傳熱與物體的內(nèi)能的多少無(wú)關(guān)，只與兩個(gè)物體(或一個(gè)物體的兩部分)的溫度差有關(guān)，熱量總是從高溫物體自發(fā)地傳遞到低溫物體．【典例精析】例2．(多選)一銅塊和一鐵塊，質(zhì)量相等，銅塊的溫度T1比鐵塊的溫度T2高，當(dāng)它們接觸在一起時(shí)，如果不和外界交換能量，則()A．從兩者開(kāi)始接觸到熱平衡的整個(gè)過(guò)程中，銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量B．在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時(shí)間內(nèi)，銅塊內(nèi)能的減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量C．在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時(shí)間內(nèi)，銅塊內(nèi)能的減少量都等于鐵塊內(nèi)能的增加量D．達(dá)到熱平衡時(shí)，銅塊的溫度比鐵塊的低知識(shí)點(diǎn)三內(nèi)能、功、熱量和溫度的區(qū)別和聯(lián)系【重難詮釋】1．熱量和內(nèi)能(1)內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，狀態(tài)確定，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定．要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，可以通過(guò)傳熱和做功兩種方式來(lái)完成．(2)熱量是傳熱過(guò)程中的特征物理量，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過(guò)程中所轉(zhuǎn)移的能量，是用來(lái)衡量物體內(nèi)能變化的，有過(guò)程，才有變化，離開(kāi)過(guò)程，毫無(wú)意義．(3)對(duì)某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，不存在“熱量”和“功”．不能說(shuō)一個(gè)系統(tǒng)中含有多少熱量．2．熱量與溫度：熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志．傳熱的前提條件是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差，傳遞的是熱量而不是溫度．3．改變內(nèi)能的兩種方式的比較比較項(xiàng)目做功傳熱內(nèi)能變化外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減少物理實(shí)質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或一個(gè)物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系做一定量的功和傳遞相同量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的【典例精析】例3．對(duì)于熱量、功和物體的內(nèi)能這三個(gè)物理量，下列敘述正確的是()A．熱量、功、內(nèi)能三者的物理意義相同B．熱量和功都可以作為物體內(nèi)能的量度C．熱量、功、內(nèi)能的單位肯定不相同D．熱量和功是由過(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．金屬筒內(nèi)裝有與外界溫度相同的壓縮空氣，打開(kāi)筒的開(kāi)關(guān)，筒內(nèi)高壓空氣迅速向外逸出，待筒內(nèi)外壓強(qiáng)相等時(shí)，立即關(guān)閉開(kāi)關(guān)。在外界保持恒溫的條件下，經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間后，再次打開(kāi)開(kāi)關(guān)，這時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A．筒外空氣流向筒內(nèi)B．筒內(nèi)空氣流向筒外C．筒內(nèi)外有空氣變換，處于動(dòng)態(tài)平衡，筒內(nèi)空氣質(zhì)量不變D．筒內(nèi)外無(wú)空氣交換2．關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說(shuō)法中正確的有（）A．熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多B．溫度高的物體其熱量必定多，內(nèi)能必定大C．在熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大，直到兩物體的內(nèi)能相等D．在熱傳遞過(guò)程中，熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，直到兩物體的溫度相同為止3．如圖所示，活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞（連同拉桿）是絕熱的，且不漏氣，以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過(guò)程中（）A．E甲不變，E乙減小 B．E甲不變，E乙增大C．E甲增大，E乙不變 D．E甲增大，E乙減小4．關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能，下述說(shuō)法中正確的是（

）A．物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能B．一個(gè)物體的機(jī)械能發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)能也一定發(fā)生變化C．外界對(duì)系統(tǒng)做功W，系統(tǒng)的內(nèi)能增加D．系統(tǒng)從外界吸收了熱量Q，系統(tǒng)的內(nèi)能增加5．關(guān)于做功、傳熱與內(nèi)能變化的說(shuō)法，正確的是（

）A．不通過(guò)做功的過(guò)程，物體的內(nèi)能也可以改變B．不對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能會(huì)保持不變C．外力對(duì)物體做2J的功，物體就一定增加2J的內(nèi)能D．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增加6．下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說(shuō)法中，正確的是（

）A．馬鈴薯所含熱量高B．內(nèi)能越大的物體熱量也越多C．熱量總是從內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體D．熱量總是自發(fā)地從溫度高的物體流向溫度低的物體7．關(guān)于物體的內(nèi)能以及變化，以下說(shuō)法正確的是（

）A．物體的溫度改變時(shí)，其內(nèi)能必定改變B．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定改變；向物體傳遞熱量，其內(nèi)能也不一定改變C．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能必定改變，物體向外放出一定熱量，其內(nèi)能必定改變D．若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不改變8．下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體的溫度升高，物體所含的熱量就增多B．物體的溫度不變，內(nèi)能一定不變C．熱量和功的單位與內(nèi)能的單位相同，所以熱量和功都作為物體內(nèi)能的量度D．熱量和功是由過(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的9．下面例子中，通過(guò)做功來(lái)改變物體內(nèi)能的是（）A．陽(yáng)光照射衣服，衣服的溫度升高B．用打氣筒打氣，筒壁變熱C．將高溫金屬塊放在水中，水的溫度升高D．放進(jìn)冰箱冷凍室的水變成冰塊10．下列事例中，通過(guò)熱傳遞改變物體內(nèi)能的是（

）A．古人鉆木取火B(yǎng)．用火爐把水燒開(kāi)C．將一鐵絲反復(fù)彎折，鐵絲變熱D．瓶?jī)?nèi)的高壓氣體將瓶塞沖開(kāi)，瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低11．兩物體接觸后發(fā)生了熱傳遞，說(shuō)法正確的是（）A．內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞熱量B．密度大的物體向密度小的物體傳遞熱量C．含熱量多的物體向含熱量少的物體傳遞D．分子平均動(dòng)能大的物體向分子平均動(dòng)能小的物體傳遞12．0℃的水和0℃的冰相比較，以下敘述中正確的是（）A．水分子的平均動(dòng)能大于冰分子的平均動(dòng)能B．水分子的勢(shì)能比冰分子的勢(shì)能大C．1g0℃的水與1g0℃的冰的內(nèi)能相同D．1g0℃的水與1g0℃的冰共同升高1℃，它們內(nèi)能變化相同13．關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說(shuō)法正確的是（）A．質(zhì)量、溫度和體積都相等的物體具有相同的內(nèi)能B．物體內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變C．吸收相等熱量的物體內(nèi)能增量一定相等D．內(nèi)能相等的兩物體接觸時(shí)，不會(huì)發(fā)生熱傳遞14．某物體的溫度升高了，那么下列說(shuō)法正確的是（）A．物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能都增大了B．物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能增大了C．物體的分子勢(shì)能一定增大了D．物體一定吸收了熱量15．下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體的分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和就是物體的內(nèi)能B．對(duì)于同一種氣體，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大C．要使氣體的分子平均動(dòng)能增大，外界必須向氣體傳熱D．一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子間的平均距離一定增大第三章熱力學(xué)定律第1節(jié)功、熱和內(nèi)能的改變【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念了解焦耳的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理，知道做功和傳熱的實(shí)質(zhì).科學(xué)思維知道做功和傳熱是改變內(nèi)能的兩種方式，理解做功和傳熱對(duì)改變系統(tǒng)內(nèi)能是等效的，明確兩種方式的區(qū)別.科學(xué)探究明確內(nèi)能、功、熱量、溫度四個(gè)物理量的區(qū)別和聯(lián)系．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)功、熱和內(nèi)能的改變知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的緊密聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和科學(xué)意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一功與內(nèi)能的改變【情境導(dǎo)入】1．在焦耳的許多實(shí)驗(yàn)中，有兩個(gè)最具有代表性：一個(gè)實(shí)驗(yàn)是重物下落時(shí)帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌容器中的水，水由于摩擦而溫度上升；另一個(gè)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)電流的熱效應(yīng)給液體加熱．焦耳的這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題？答案絕熱過(guò)程中，外界對(duì)系統(tǒng)做的功僅由過(guò)程的始末狀態(tài)決定，與做功的具體過(guò)程和方式無(wú)關(guān)．2.如圖，在有機(jī)玻璃筒底放少量的硝化棉(燃點(diǎn)較低)，迅速壓下活塞，觀察硝化棉的變化．(1)你能看到什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？(2)圖中用力迅速按壓活塞時(shí)為什么一定要迅速？答案(1)可以看到硝化棉燃燒．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明外界對(duì)筒內(nèi)氣體做功，使氣體內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到硝化棉的燃點(diǎn)后引起硝化棉燃燒．(2)迅速按下活塞是為了減少傳熱，盡量創(chuàng)造一個(gè)絕熱條件．【知識(shí)梳理】1．功與內(nèi)能的改變?cè)跓崃W(xué)系統(tǒng)的絕熱過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程達(dá)到狀態(tài)2時(shí)，內(nèi)能的變化量ΔU＝U2－U1，等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功W，即ΔU＝W.2．理解(1)ΔU＝W的適用條件是絕熱過(guò)程．(2)在絕熱過(guò)程中：外界對(duì)系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加；系統(tǒng)對(duì)外做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少．【重難詮釋】1．內(nèi)能(2)當(dāng)物體溫度變化時(shí)，分子平均動(dòng)能變化；物體體積變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化．物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過(guò)程及方式無(wú)關(guān)．2．做功與內(nèi)能變化的關(guān)系(1)做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程．(2)在絕熱過(guò)程中，外界對(duì)物體做功，則W>0，外界對(duì)物體做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體的內(nèi)能就增加多少；物體對(duì)外界做功，則W<0，物體對(duì)外界做多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，物體的內(nèi)能就減少多少．3．功與內(nèi)能的區(qū)別(1)功是過(guò)程量，內(nèi)能是狀態(tài)量．(2)物體的內(nèi)能大，并不意味著外界對(duì)它做功多．只有在絕熱過(guò)程中，內(nèi)能變化越大時(shí)，相應(yīng)地做功才越多．特別提醒外界對(duì)某一系統(tǒng)做功時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)能不一定增加，還要看該系統(tǒng)有沒(méi)有向外放熱，以及向外放熱的多少．【典例精析】例1．(多選)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成．開(kāi)箱時(shí)，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖所示．在此過(guò)程中，若缸內(nèi)氣體與外界無(wú)熱量交換，忽略氣體分子間的相互作用，則缸內(nèi)氣體()A．對(duì)外做正功，分子的平均動(dòng)能減小B．對(duì)外做正功，內(nèi)能增大C．對(duì)外做負(fù)功，分子的平均動(dòng)能增大D．對(duì)外做正功，內(nèi)能減小【答案】AD【解析】氣體膨脹，氣體對(duì)外做正功，又因?yàn)闅怏w與外界無(wú)熱量交換，由此可知?dú)怏w內(nèi)能減小，B錯(cuò)誤，D正確；因忽略氣體分子間的相互作用，沒(méi)有分子勢(shì)能，所以分子平均動(dòng)能減小，A正確，C錯(cuò)誤．知識(shí)點(diǎn)二熱與內(nèi)能的改變【情境導(dǎo)入】1．用鐵錘反復(fù)敲擊鐵棒，鐵棒的溫度會(huì)升高，把鐵棒放在炭火上燒，鐵棒的溫度也會(huì)升高，這說(shuō)明了什么問(wèn)題？答案說(shuō)明做功和傳熱都能改變物體的內(nèi)能．2．如圖所示是傳熱的三種方式——傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射．(1)這三種方式在傳遞能量時(shí)有什么共同點(diǎn)？(2)傳熱和做功都可以改變物體的內(nèi)能，這兩種方式在改變物體內(nèi)能時(shí)本質(zhì)上又有什么不同？答案(1)三種方式都是熱量從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體．(2)傳熱是內(nèi)能在物體間(或一個(gè)物體的不同部分之間)轉(zhuǎn)移，做功是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化．【知識(shí)梳理】1．傳熱(1)條件：物體的溫度不同．(2)傳熱：熱從高溫物體傳到了低溫物體．2．熱和內(nèi)能(1)熱量：在單純的傳熱過(guò)程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度．(2)熱與內(nèi)能的改變當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)單純的傳熱達(dá)到狀態(tài)2時(shí)，內(nèi)能的變化量ΔU＝U2－U1等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量Q，即ΔU＝Q.(3)傳熱與做功在改變系統(tǒng)內(nèi)能上的異同．①做功和傳熱都能引起系統(tǒng)內(nèi)能的改變．②做功時(shí)，內(nèi)能與其他形式的能(如內(nèi)能與機(jī)械能、內(nèi)能與電能等)發(fā)生轉(zhuǎn)化；傳熱只是不同物體(或一個(gè)物體的不同部分)之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移．【重難詮釋】1．在單純傳熱的過(guò)程中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少；系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少．即ΔU＝U2－U1＝Q.2．傳熱改變物體內(nèi)能的過(guò)程是不同物體(或一個(gè)物體的不同部分)之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移．3．傳熱與物體的內(nèi)能的多少無(wú)關(guān)，只與兩個(gè)物體(或一個(gè)物體的兩部分)的溫度差有關(guān)，熱量總是從高溫物體自發(fā)地傳遞到低溫物體．【典例精析】例2．(多選)一銅塊和一鐵塊，質(zhì)量相等，銅塊的溫度T1比鐵塊的溫度T2高，當(dāng)它們接觸在一起時(shí)，如果不和外界交換能量，則()A．從兩者開(kāi)始接觸到熱平衡的整個(gè)過(guò)程中，銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量B．在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時(shí)間內(nèi)，銅塊內(nèi)能的減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量C．在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時(shí)間內(nèi)，銅塊內(nèi)能的減少量都等于鐵塊內(nèi)能的增加量D．達(dá)到熱平衡時(shí)，銅塊的溫度比鐵塊的低【答案】AC【解析】熱平衡的條件是溫度相等，傳熱的方向是從溫度高的物體傳向溫度低的物體；因不和外界交換能量，則在傳熱過(guò)程中及傳熱過(guò)程的任意一段時(shí)間內(nèi)，銅塊內(nèi)能的減少量都等于鐵塊內(nèi)能的增加量，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤．知識(shí)點(diǎn)三內(nèi)能、功、熱量和溫度的區(qū)別和聯(lián)系【重難詮釋】1．熱量和內(nèi)能(1)內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，狀態(tài)確定，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定．要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，可以通過(guò)傳熱和做功兩種方式來(lái)完成．(2)熱量是傳熱過(guò)程中的特征物理量，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過(guò)程中所轉(zhuǎn)移的能量，是用來(lái)衡量物體內(nèi)能變化的，有過(guò)程，才有變化，離開(kāi)過(guò)程，毫無(wú)意義．(3)對(duì)某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，不存在“熱量”和“功”．不能說(shuō)一個(gè)系統(tǒng)中含有多少熱量．2．熱量與溫度：熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志．傳熱的前提條件是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差，傳遞的是熱量而不是溫度．3．改變內(nèi)能的兩種方式的比較比較項(xiàng)目做功傳熱內(nèi)能變化外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減少物理實(shí)質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或一個(gè)物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系做一定量的功和傳遞相同量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的【典例精析】例3．對(duì)于熱量、功和物體的內(nèi)能這三個(gè)物理量，下列敘述正確的是()A．熱量、功、內(nèi)能三者的物理意義相同B．熱量和功都可以作為物體內(nèi)能的量度C．熱量、功、內(nèi)能的單位肯定不相同D．熱量和功是由過(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的【答案】D【解析】熱量、功和內(nèi)能是三個(gè)不同的物理量，它們的物理意義不同，故A錯(cuò)誤；功與熱量都可以作為物體內(nèi)能變化的量度，但不是物體內(nèi)能的量度，故B錯(cuò)誤；熱量、功和內(nèi)能的單位相同，都是焦耳，故C錯(cuò)誤；功和熱量由過(guò)程決定，內(nèi)能由物體的狀態(tài)決定，故D正確．針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．金屬筒內(nèi)裝有與外界溫度相同的壓縮空氣，打開(kāi)筒的開(kāi)關(guān)，筒內(nèi)高壓空氣迅速向外逸出，待筒內(nèi)外壓強(qiáng)相等時(shí)，立即關(guān)閉開(kāi)關(guān)。在外界保持恒溫的條件下，經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間后，再次打開(kāi)開(kāi)關(guān)，這時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A．筒外空氣流向筒內(nèi)B．筒內(nèi)空氣流向筒外C．筒內(nèi)外有空氣變換，處于動(dòng)態(tài)平衡，筒內(nèi)空氣質(zhì)量不變D．筒內(nèi)外無(wú)空氣交換【答案】B【解析】因高壓空氣急劇外逸時(shí)，氣體沒(méi)有時(shí)間充分與外界發(fā)生熱交換，可近似看成絕熱膨脹過(guò)程。氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小，所以關(guān)閉開(kāi)關(guān)時(shí)，筒內(nèi)氣體溫度較外界低，再經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后，筒內(nèi)外氣體溫度相同。對(duì)筒內(nèi)剩余氣體分析，屬于等容升溫過(guò)程，其壓強(qiáng)要變大，大于外界氣壓，所以再打開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，筒內(nèi)氣體要流向筒外。故選B。2．關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說(shuō)法中正確的有（）A．熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多B．溫度高的物體其熱量必定多，內(nèi)能必定大C．在熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大，直到兩物體的內(nèi)能相等D．在熱傳遞過(guò)程中，熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，直到兩物體的溫度相同為止【答案】D【解析】AB.物體的內(nèi)能由溫度、體積及物體的質(zhì)量決定，不是只由溫度決定，故A、B錯(cuò)誤；CD.在熱傳遞過(guò)程中，熱量由高溫物體傳給低溫物體，而與物體的內(nèi)能大小無(wú)關(guān)，所以完全有可能是內(nèi)能大的物體內(nèi)能繼續(xù)增大，內(nèi)能小的物體內(nèi)能繼續(xù)減小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3．如圖所示，活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞（連同拉桿）是絕熱的，且不漏氣，以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過(guò)程中（）A．E甲不變，E乙減小 B．E甲不變，E乙增大C．E甲增大，E乙不變 D．E甲增大，E乙減小【答案】D【分析】本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都經(jīng)歷絕熱過(guò)程，內(nèi)能的改變?nèi)Q于做功的情況?！窘馕觥繉?duì)甲室內(nèi)的氣體，在拉桿緩慢向外拉的過(guò)程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對(duì)甲室氣體做功，其內(nèi)能應(yīng)增大；對(duì)乙室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減小，選項(xiàng)D正確。故選D。4．關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能，下述說(shuō)法中正確的是（

）A．物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能B．一個(gè)物體的機(jī)械能發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)能也一定發(fā)生變化C．外界對(duì)系統(tǒng)做功W，系統(tǒng)的內(nèi)能增加D．系統(tǒng)從外界吸收了熱量Q，系統(tǒng)的內(nèi)能增加【答案】A【解析】A．根據(jù)內(nèi)能的定義可知，物體內(nèi)所有分子的平均動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能，故A正確；B．物體宏觀的機(jī)械能與內(nèi)能無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知外界對(duì)系統(tǒng)做了多少功W，系統(tǒng)的內(nèi)能不一定增加多少，同理，系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量Q，系統(tǒng)的內(nèi)能也不一定增加多少，故CD錯(cuò)誤；故選A。5．關(guān)于做功、傳熱與內(nèi)能變化的說(shuō)法，正確的是（

）A．不通過(guò)做功的過(guò)程，物體的內(nèi)能也可以改變B．不對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能會(huì)保持不變C．外力對(duì)物體做2J的功，物體就一定增加2J的內(nèi)能D．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增加【答案】A【解析】AB．做功和傳熱都可以改變物體的內(nèi)能，故A正確B錯(cuò)誤；C．外力對(duì)物體做2J的功，若物體與外界沒(méi)有熱交換，則內(nèi)能一定增加2J，故C錯(cuò)誤；D．物體吸收熱量時(shí)，如果對(duì)外做功，內(nèi)能不一定增加故D錯(cuò)誤。故選A。6．下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說(shuō)法中，正確的是（

）A．馬鈴薯所含熱量高B．內(nèi)能越大的物體熱量也越多C．熱量總是從內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體D．熱量總是自發(fā)地從溫度高的物體流向溫度低的物體【答案】D【解析】A．從物理角度講，馬鈴薯所含熱量高，有點(diǎn)不妥，熱量是過(guò)程量，不是狀態(tài)量，不能像內(nèi)能那樣蘊(yùn)含在物體中，A錯(cuò)誤；B．熱量不是狀態(tài)量，物體的內(nèi)能與熱量間，在數(shù)量上沒(méi)有必然聯(lián)系，B錯(cuò)誤；C．兩物體之間熱量的流向只與它們的溫度有關(guān)，與它們的內(nèi)能無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；D．熱量總是自動(dòng)從溫度高的物體流向溫度低的物體，D正確。故選D。7．關(guān)于物體的內(nèi)能以及變化，以下說(shuō)法正確的是（

）A．物體的溫度改變時(shí)，其內(nèi)能必定改變B．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定改變；向物體傳遞熱量，其內(nèi)能也不一定改變C．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能必定改變，物體向外放出一定熱量，其內(nèi)能必定改變D．若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不改變【答案】B【解析】A．一定質(zhì)量的物體，其內(nèi)能由溫度和體積共同決定，物體的溫度改變時(shí)，其內(nèi)能不一定改變，A錯(cuò)誤；BC．物體對(duì)外做功的同時(shí)如果從外界吸收熱量或者同時(shí)有別的物體還對(duì)它做功，那么物體的內(nèi)能就不一定改變；向物體傳遞熱量的時(shí)候，如果物體同時(shí)放熱或者有別的物體對(duì)它做功，那么物體的內(nèi)能也不一定改變，C錯(cuò)誤，B正確；D．不發(fā)生熱傳遞的話，也可以是對(duì)外界做功或者外界對(duì)物體做功，照樣可以改變物體的內(nèi)能，D錯(cuò)誤。故選B。8．下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體的溫度升高，物體所含的熱量就增多B．物體的溫度不變，內(nèi)能一定不變C．熱量和功的單位與內(nèi)能的單位相同，所以熱量和功都作為物體內(nèi)能的量度D．熱量和功是由過(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的【答案】D【解析】A．熱量是一個(gè)過(guò)程量，不能說(shuō)物體含有多少熱量，故A錯(cuò)誤；B．物體的溫度不變，內(nèi)能不一定不變，例如0℃的冰變?yōu)?℃的水內(nèi)能增加，B錯(cuò)誤；C．功與熱量都是能量轉(zhuǎn)化的量度，熱量和功都可以作為物體內(nèi)能變化的量度，而不是內(nèi)能的量度，C錯(cuò)誤；D．熱量和功是由過(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的，D正確。故選D。9．下面例子中，通過(guò)做功來(lái)改變物體內(nèi)能的是（）A．陽(yáng)光照射衣服，衣服的溫度升高B．用打氣筒打氣，筒壁變熱C．將高溫金屬塊放在水中，水的溫度升高D．放進(jìn)冰箱冷凍室的水變成冰塊【答案】B【解析】A．陽(yáng)光照射衣服，衣服的溫度升高，是通過(guò)熱傳遞改變內(nèi)能，A錯(cuò)誤；B．用打氣筒打氣，筒壁變熱，是通過(guò)做功改變內(nèi)能，B正確；C．將高溫金屬塊放在水中，水的溫度升高，是通過(guò)熱傳遞改變內(nèi)能，C錯(cuò)誤；D．放進(jìn)冰箱冷凍室的水變成冰塊，是通過(guò)熱傳遞改變內(nèi)能，D錯(cuò)誤。故選B。10．下列事例中，通過(guò)熱傳遞改變物體內(nèi)能的是（

）A．古人鉆木取火B(yǎng)．用火爐把水燒開(kāi)C．將一鐵絲反復(fù)彎折，鐵絲變熱D．瓶?jī)?nèi)的高壓氣體將瓶塞沖開(kāi)，瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低【答案】B【解析】A．古人鉆木取火，是通過(guò)做功改變內(nèi)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．用火爐把水燒開(kāi)，是通過(guò)熱傳遞改變內(nèi)能，選項(xiàng)B正確；C．將一鐵絲反復(fù)彎折，鐵絲變熱，是通過(guò)做功改變內(nèi)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．瓶?jī)?nèi)的高壓氣體將瓶塞沖開(kāi)，瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低，是通過(guò)做功改變內(nèi)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B。11．兩物體接觸后發(fā)生了熱傳遞，說(shuō)法正確的是（）A．內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞熱量B．密度大的物體向密度小的物體傳遞熱量C．含熱量多的物體向含熱量少的物體傳遞D．分子平均動(dòng)能大的物體向分子平均動(dòng)能小的物體傳遞【答案】D【解析】熱傳遞時(shí)是熱量從溫度高的物體傳向溫度低的物體，而溫度是平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大。因此兩物體接觸后發(fā)生了熱傳遞時(shí)，是分子平均動(dòng)能大的物體向分子平均動(dòng)能小的物體傳遞。選項(xiàng)D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。12．0℃的水和0℃的冰相比較，以下敘述中正確的是（）A．水分子的平均動(dòng)能大于冰分子的平均動(dòng)能B．水分子的勢(shì)能比冰分子的勢(shì)能大C．1g0℃的水與1g0℃的冰的內(nèi)能相同D．1g0℃的水與1g0℃的冰共同升高1℃，它們內(nèi)能變化相同【答案】B【解析】A．0℃的水和0它的冰，由于兩者都是0℃，故分子的平均動(dòng)能一樣大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．0℃的冰熔化成同溫度的水，要吸熱，此過(guò)程中分子平均動(dòng)能未變，則吸收的熱量只能增加勢(shì)能，故0℃的水分子的勢(shì)能