第三章第1節(jié)功、熱和內(nèi)能的改變新課導(dǎo)入為什么木頭能鉆出火星？新課導(dǎo)入為什么筒底的硝化棉會(huì)被點(diǎn)燃呢？

英國(guó)物理學(xué)家焦耳從1840年開始，進(jìn)行了多種多樣的實(shí)驗(yàn)，以求精確測(cè)定外界對(duì)系統(tǒng)做功和傳熱對(duì)于系統(tǒng)狀態(tài)的影響，以及功與熱的相互關(guān)系（熱功當(dāng)量）。這項(xiàng)研究工作為熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的建立奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。焦耳的貢獻(xiàn)焦耳的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：對(duì)于同一系統(tǒng)，只要重力所做的功相同，容器內(nèi)水溫上升的數(shù)值都是相同的，即系統(tǒng)狀態(tài)的變化是相同的。實(shí)驗(yàn)原理：重物勻速下落帶動(dòng)輪葉旋轉(zhuǎn)，通過(guò)攪拌對(duì)絕熱容器中液體做功，使液體升溫，即狀態(tài)發(fā)生變化.絕熱容器：和外界不能進(jìn)行熱交換的容器，系統(tǒng)不從外界吸熱，也不向外界放熱的過(guò)程，叫絕熱過(guò)程。實(shí)驗(yàn)

1熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)

對(duì)系統(tǒng)做機(jī)械功

實(shí)驗(yàn)原理：讓下降的重物帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電流通過(guò)浸在液體中的電阻絲，由電流的熱效應(yīng)給絕熱熔器中液體加熱，使液體溫度上升。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：對(duì)于同一系統(tǒng)，只要電流所做的電功相等，則系統(tǒng)溫度上升的數(shù)值是相同的，即系統(tǒng)的狀態(tài)就發(fā)生了同樣的變化。實(shí)驗(yàn)2對(duì)系統(tǒng)做電功

在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過(guò)程中，外界對(duì)系統(tǒng)所做的功僅由系統(tǒng)變化過(guò)程的始末兩個(gè)狀態(tài)決定，與做功的具體過(guò)程和方式無(wú)關(guān)。功是能量轉(zhuǎn)化的量度焦耳的實(shí)驗(yàn)結(jié)論

熱力學(xué)系統(tǒng)必定存在一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的能量，這個(gè)物理量稱為系統(tǒng)的內(nèi)能2、熱力學(xué)對(duì)內(nèi)能的定義：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。1、分子動(dòng)理論對(duì)內(nèi)能的定義：

任何一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)都必定存在一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的一種能量，這種能量叫做系統(tǒng)的內(nèi)能。內(nèi)能:U功與內(nèi)能的改變W>0，ΔU>0內(nèi)能增大壓燃實(shí)驗(yàn)外界對(duì)系統(tǒng)做功：壓縮氣體，外界對(duì)系統(tǒng)做功溫度升高，內(nèi)能增大觀察橡膠塞跳出時(shí)瓶?jī)?nèi)的變化。當(dāng)橡膠塞跳出時(shí)，瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白霧。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：系統(tǒng)對(duì)外界做功：W<0，ΔU<0內(nèi)能減小氣體膨脹，系統(tǒng)對(duì)外做功溫度降低，內(nèi)能減小系統(tǒng)對(duì)外界做功：在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程達(dá)到狀態(tài)2。ΔU=U2-U1ΔU=W系統(tǒng)內(nèi)能改變量外界對(duì)系統(tǒng)所做的功WQ=0U1U2做功與內(nèi)能變化的關(guān)系

即在絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)能的改變量等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功。

1、做功改變系統(tǒng)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)系統(tǒng)做多少功，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少；

系統(tǒng)對(duì)外界做多少功，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少。物理量符號(hào)意義符號(hào)意義WΔU系統(tǒng)對(duì)外界做功外界對(duì)系統(tǒng)做功內(nèi)能增加內(nèi)能減少++－-3、?U、W正負(fù)號(hào)的物理意義做功與內(nèi)能變化的關(guān)系又叫外界對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功1、功是過(guò)程量，內(nèi)能是狀態(tài)量。2、在絕熱過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)做功一定能引起內(nèi)能的變化。3、物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多。在絕熱過(guò)程中，只有內(nèi)能變化較大時(shí)，對(duì)應(yīng)著做功較多。功和內(nèi)能的區(qū)別與聯(lián)系熱與內(nèi)能的改變烤火取暖開火燒水太陽(yáng)輻射火鉗變紅生活中常見的一些熱現(xiàn)象熱傳遞：熱從高溫物體傳到了低溫物體的過(guò)程稱之為熱傳遞(傳熱)。實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)移注意：熱傳遞傳遞的是熱量，而不是溫度。

熱傳遞的方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。熱傳遞當(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，內(nèi)能的增量△U=U2-U1就等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量Q。

即在外界對(duì)系統(tǒng)不做功的情況下，系統(tǒng)內(nèi)能的改變量等于外界傳遞給系統(tǒng)的熱量。

?U=Q熱傳遞與內(nèi)能改變的關(guān)系1、熱傳遞改變系統(tǒng)內(nèi)能的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)移的過(guò)程。2、在單純的傳熱過(guò)程中，系統(tǒng)吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少；

系統(tǒng)放出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少。物理量符號(hào)意義符號(hào)意義QΔU系統(tǒng)吸收熱量系統(tǒng)放出熱量?jī)?nèi)能增加內(nèi)能減少++－-

3、?U、Q正負(fù)號(hào)的物理意義熱傳遞與內(nèi)能改變的關(guān)系1、內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量。2、熱量是一個(gè)過(guò)程量，表示熱傳遞過(guò)程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量。內(nèi)能與熱量的區(qū)別與聯(lián)系3、熱量只有在涉及能量的傳遞時(shí)才有意義，如果沒(méi)有熱傳遞，就沒(méi)有熱量可言，但此時(shí)仍有內(nèi)能。所以不能說(shuō)物體具有多少熱量，只能說(shuō)物體吸收或放出了多少熱量。改變內(nèi)能的兩種方式做功熱傳遞對(duì)內(nèi)對(duì)外吸熱放熱內(nèi)能增加內(nèi)能增加內(nèi)能減少內(nèi)能減少（外界對(duì)系統(tǒng)做功）（系統(tǒng)對(duì)外界做功）（系統(tǒng)從外界吸熱）（系統(tǒng)對(duì)外界放熱）改變內(nèi)能的兩種方式不同形式能量間的轉(zhuǎn)化同種形式能量的轉(zhuǎn)移內(nèi)能的改變上是等效的1、下列事件中，物體的內(nèi)能怎樣改變（固體和液體的熱膨脹很小，可不予考慮）？（1）不斷地來(lái)回彎曲鐵絲，被彎曲部分會(huì)變燙；（2）一條燒紅的鐵棒逐漸冷卻下來(lái)問(wèn)題與練習(xí)2、對(duì)于某物體，是否其溫度升高，內(nèi)能一定增加；是否內(nèi)能增加，溫度一定升高？物體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加；但物體內(nèi)能增加，溫度不一定升高。問(wèn)題與練習(xí)特殊情況：如晶體熔化時(shí)，內(nèi)能增加，溫度不變。1.(多選)下列關(guān)于做功和傳熱的說(shuō)法正確的是（）A.做功和傳熱的實(shí)質(zhì)是相同的B.做功和傳熱可以同時(shí)發(fā)生C.做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上是等效的D.做功和傳熱是對(duì)同一過(guò)程的兩種說(shuō)法√√課堂練習(xí)2、(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（）A.相同質(zhì)量的兩種物體，升高相同的溫度，內(nèi)能增量一定相同B.一定量0℃的水結(jié)成0℃的冰，內(nèi)能一定減少C.一定量氣體體積增大，但既不吸熱也不放熱，內(nèi)能一定減少D.一定量氣體吸收熱量而保持體積不變，內(nèi)能一定減少課堂練習(xí)√√3.(多選)在外界不做功的情況下，物體的內(nèi)能增加了50J，下列說(shuō)法正確的是（）A.一定是物體放出了50J的熱量B.一定是物體吸收了50J的熱量C.一定是物體的分子動(dòng)能增加了50JD.物體分子的平均動(dòng)能可能不變√√課堂練習(xí)4．(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞，今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積