第一節(jié) 功和內(nèi)能第1節(jié) 功和內(nèi)能

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1、第十章 熱力學(xué)定律知識回顧知識回顧什么叫內(nèi)能？什么叫內(nèi)能？ 與哪些因素有關(guān)？與哪些因素有關(guān)？質(zhì)量、溫度相同的物體，內(nèi)能必定相等質(zhì)量、溫度相同的物體，內(nèi)能必定相等 對嗎？對嗎？物體的內(nèi)能與溫度和體積的關(guān)系物體的內(nèi)能與溫度和體積的關(guān)系 溫度變時分子動能變，體積變時分子勢溫度變時分子動能變，體積變時分子勢能變，因此物體的內(nèi)能決定于它的溫度和體能變，因此物體的內(nèi)能決定于它的溫度和體積，但是這句話卻不能作為判斷兩物體內(nèi)能積，但是這句話卻不能作為判斷兩物體內(nèi)能大小的依據(jù)。如兩物體溫度和體積均相同，大小的依據(jù)。如兩物體溫度和體積均相同，而內(nèi)能卻沒有確定的關(guān)系。再如，而內(nèi)能卻沒有確定的關(guān)系。再如，0OC的冰的

2、冰熔化成熔化成OC水體積減小，不能就此認(rèn)為其勢能水體積減小，不能就此認(rèn)為其勢能也減小，而應(yīng)該從改變內(nèi)能的方式上分析也減小，而應(yīng)該從改變內(nèi)能的方式上分析,冰冰熔化過程吸收熱量，內(nèi)能增加，而溫度不變，熔化過程吸收熱量，內(nèi)能增加，而溫度不變，所增加的只是分子的勢能所增加的只是分子的勢能 試解釋試解釋這個實驗說明了什么？這個實驗說明了什么？焦耳焦耳 1818年年12月月24日生于日生于英國曼徹斯特英國曼徹斯特 ，起初研究，起初研究電學(xué)和磁學(xué)。電學(xué)和磁學(xué)。 1840年在英年在英國皇家學(xué)會上宣布了電流通國皇家學(xué)會上宣布了電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律，即過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律，即焦耳定律。焦耳測量了熱與焦耳定律

3、。焦耳測量了熱與機械功之間的當(dāng)量關(guān)系機械功之間的當(dāng)量關(guān)系熱功當(dāng)量，為熱力學(xué)第一定熱功當(dāng)量，為熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的建立奠律和能量守恒定律的建立奠定了實驗基礎(chǔ)。定了實驗基礎(chǔ)。焦耳熱功當(dāng)量實驗裝置焦耳熱功當(dāng)量實驗裝置機械功機械功焦耳熱功當(dāng)量實驗裝置焦耳熱功當(dāng)量實驗裝置電功電功一、絕熱過程一、絕熱過程焦耳的實驗說明什么問題？焦耳的實驗說明什么問題？在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改變與變與做功方式做功方式無關(guān)，僅與無關(guān)，僅與做功數(shù)量做功數(shù)量有關(guān)。有關(guān)。 系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換能系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換能量它不從外界吸熱，也不向外界放

4、熱，這量它不從外界吸熱，也不向外界放熱，這樣的過程叫樣的過程叫絕熱過程絕熱過程哪些力做功僅由物體的起點和終點兩哪些力做功僅由物體的起點和終點兩個位置決定與物體的運動路徑無關(guān)？個位置決定與物體的運動路徑無關(guān)？重力重力 電場力電場力二、內(nèi)能二、內(nèi)能任何一個熱力學(xué)系統(tǒng)都必定存在一個只依賴任何一個熱力學(xué)系統(tǒng)都必定存在一個只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，這個物理量在兩于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，這個物理量在兩個狀態(tài)間的差別與外界在絕熱過程中對系統(tǒng)個狀態(tài)間的差別與外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的功相聯(lián)系。我們把這個物理量稱為系所做的功相聯(lián)系。我們把這個物理量稱為系統(tǒng)的統(tǒng)的內(nèi)能內(nèi)能UUU2U1UW1.下列說法正確的是

5、（下列說法正確的是（ ）A 分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分子的內(nèi)能子的內(nèi)能B 物體的分子勢能由物體的溫度和體積決定物體的分子勢能由物體的溫度和體積決定C 物體的速度增大時，物體的內(nèi)能增大物體的速度增大時，物體的內(nèi)能增大D 物體的內(nèi)能減小時，物體的溫度可能增加物體的內(nèi)能減小時，物體的溫度可能增加D練習(xí)鞏固練習(xí)鞏固2.一個鐵塊沿斜面勻速滑下，關(guān)于物體的機械能一個鐵塊沿斜面勻速滑下，關(guān)于物體的機械能和內(nèi)能的變化，下列判斷中正確的是（和內(nèi)能的變化，下列判斷中正確的是（ ）A 物體的機械能和內(nèi)能都不變物體的機械能和內(nèi)能都不變B 物體的機械能減少，內(nèi)能不變物體的機

6、械能減少，內(nèi)能不變 C 物體的機械能增加，內(nèi)能增加物體的機械能增加，內(nèi)能增加D 物體的機械能減少，內(nèi)能增加物體的機械能減少，內(nèi)能增加D 如圖所示如圖所示, ,絕熱具有一定質(zhì)量的活塞絕熱具有一定質(zhì)量的活塞, ,活塞的上部封閉活塞的上部封閉著氣體著氣體, ,下部為真空下部為真空, ,活塞與器壁的摩擦忽略不計活塞與器壁的摩擦忽略不計, ,置于真空中的輕置于真空中的輕彈簧的一端固定于理想氣體容器的底部彈簧的一端固定于理想氣體容器的底部. .另一端固定在活塞上另一端固定在活塞上, ,彈彈簧被壓縮后用繩扎緊簧被壓縮后用繩扎緊, ,此時彈簧的彈性勢能為此時彈簧的彈性勢能為E EP P( (彈簧處于自然長彈簧

7、處于自然長度時的彈性勢能為零度時的彈性勢能為零),),現(xiàn)繩突然斷開現(xiàn)繩突然斷開, ,彈簧推動活塞向上運動彈簧推動活塞向上運動, ,經(jīng)經(jīng)過多次往復(fù)運動后活塞靜止過多次往復(fù)運動后活塞靜止, ,氣體達(dá)到平衡態(tài)氣體達(dá)到平衡態(tài), ,經(jīng)過此過程經(jīng)過此過程（ ）A AE EP P全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能B. EB. EP P一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能, ,其余部分仍其余部分仍 為彈簧的彈性勢能為彈簧的彈性勢能C CE EP P全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能和氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能和氣體的內(nèi)能D DE EP P一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能

8、, ,一部分轉(zhuǎn)換一部分轉(zhuǎn)換 為氣體的內(nèi)能為氣體的內(nèi)能, ,其余部分仍為彈簧的彈性勢能其余部分仍為彈簧的彈性勢能04年全國理綜年全國理綜17理想理想氣體氣體 D小結(jié)小結(jié)1、焦耳熱功當(dāng)量實驗、焦耳熱功當(dāng)量實驗2、絕熱過程、絕熱過程3、物體內(nèi)能的宏觀描述、物體內(nèi)能的宏觀描述4、絕熱過程中作功和內(nèi)能的關(guān)系、絕熱過程中作功和內(nèi)能的關(guān)系為什么會呈現(xiàn)霧狀？為什么會呈現(xiàn)霧狀？05年全國卷年全國卷19.一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程。一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程。設(shè)氣體分子間的勢能可忽略，則在此過程中設(shè)氣體分子間的勢能可忽略，則在此過程中（ ） A A外界對氣體做功，氣體分子的平均動能增加外界對氣體做功，氣體分子的平均動能增加B B外界對氣體做功，氣體分子的平均動能減少外界對氣體做功，氣體分子的平均動能減少C C氣體對外界做功，氣體分子的平均動能增加氣體對外界做功，氣體分子的平均動能增加D D氣體對外界做功，氣體分子的平均動能減少氣體對外界做功，氣體分子的平均動能減少DAB 活塞將氣缸分成活塞將氣缸分成AB兩氣室，氣缸活塞兩氣室，氣缸活塞(連連同拉桿同拉桿)是絕熱的，且不漏氣。則在將拉桿緩是絕熱的，且不漏氣。則在將拉桿緩慢向外拉動的過程中，兩部分氣體的內(nèi)能如慢向外拉動的過程中，兩部分氣體的內(nèi)能如何變化？何變化？