第03講內(nèi)能的改變方式九年級(jí)物理人教版匯報(bào)人：xxxYOUR01內(nèi)能基礎(chǔ)概念內(nèi)能定義內(nèi)能指的是物體內(nèi)部所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，它體現(xiàn)了物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和分子間相互作用情況，是一個(gè)重要的物理量。概念解釋內(nèi)能由分子動(dòng)能和分子勢(shì)能組成，分子動(dòng)能與分子運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)，分子運(yùn)動(dòng)越快動(dòng)能越大；分子勢(shì)能受分子間距離影響，距離變化勢(shì)能也改變。組成要素內(nèi)能的單位是焦耳，用符號(hào)J表示。就像路程用米衡量、時(shí)間用秒衡量一樣，焦耳是準(zhǔn)確度量?jī)?nèi)能大小的標(biāo)準(zhǔn)單位，方便人們理解和計(jì)算。單位介紹影響內(nèi)能的因素主要有溫度、質(zhì)量、物質(zhì)種類和狀態(tài)等。溫度升高，分子動(dòng)能增加；質(zhì)量越大，分子總數(shù)越多，內(nèi)能越大；不同物質(zhì)和狀態(tài)下，內(nèi)能也有差異。影響因素內(nèi)能性質(zhì)狀態(tài)函數(shù)內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)，它只取決于物體當(dāng)前的狀態(tài)，如溫度、體積、質(zhì)量等，與達(dá)到該狀態(tài)的過(guò)程無(wú)關(guān)。只要狀態(tài)確定，內(nèi)能就有確定的值。溫度相關(guān)溫度與內(nèi)能密切相關(guān)，一般情況下，物體溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加劇，分子動(dòng)能增加，內(nèi)能隨之增大；溫度降低，內(nèi)能則減小，但內(nèi)能變化不一定只由溫度決定。物質(zhì)相關(guān)不同物質(zhì)的內(nèi)能不同，這與物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、分子間作用力等有關(guān)。相同條件下，質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，升高相同溫度，吸收的熱量不同，內(nèi)能變化也不同。變化方式改變物體內(nèi)能有做功和熱傳遞兩種方式。做功是其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，熱傳遞是不同物體間或同一物體不同部分間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，二者在改變內(nèi)能上是等效的。內(nèi)能重要性01020304熱力學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)能是熱力學(xué)的基礎(chǔ)概念，它為研究熱現(xiàn)象、能量轉(zhuǎn)化等提供了重要依據(jù)。基于內(nèi)能的研究，能更好地理解熱力學(xué)定律和熱機(jī)工作原理等內(nèi)容。日常應(yīng)用內(nèi)能在日常生活中應(yīng)用廣泛，如做飯時(shí)通過(guò)加熱增加食物內(nèi)能使其變熟；空調(diào)利用內(nèi)能的轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，為人們提供舒適的生活環(huán)境。能量守恒內(nèi)能的變化遵循能量守恒定律，在做功和熱傳遞過(guò)程中，能量不會(huì)憑空產(chǎn)生或消失，只是從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)能，要理解其概念、組成和影響因素，掌握改變內(nèi)能的方式，能運(yùn)用能量守恒定律分析相關(guān)問題，為后續(xù)學(xué)習(xí)熱學(xué)和其他物理知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。復(fù)習(xí)問題概念回顧回顧內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和，動(dòng)能與分子運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)，勢(shì)能和分子間相互作用有關(guān)，改變內(nèi)能有做功和熱傳遞兩種方式。簡(jiǎn)單問答解答如“內(nèi)能的大小與哪些因素有關(guān)？”“做功和熱傳遞改變內(nèi)能的本質(zhì)區(qū)別是什么？”等簡(jiǎn)單問題，強(qiáng)化對(duì)基本概念的理解。思考練習(xí)布置思考練習(xí)，如分析生活中某一現(xiàn)象是通過(guò)做功還是熱傳遞改變內(nèi)能，加深對(duì)改變內(nèi)能方式的實(shí)際應(yīng)用理解。下一節(jié)預(yù)告預(yù)告下一節(jié)將詳細(xì)學(xué)習(xí)熱傳遞的相關(guān)知識(shí)，包括能量轉(zhuǎn)移、溫度差驅(qū)動(dòng)、三種方式等內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。02熱傳遞概述熱傳遞定義熱傳遞是能量通過(guò)熱的方式從高溫物體傳遞到低溫物體的過(guò)程，主要由溫度差驅(qū)動(dòng)，有傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射三種方式。能量轉(zhuǎn)移不同物體或同一物體的不同部分之間需存在溫度差，介質(zhì)也會(huì)影響熱傳遞，其速率受多種因素制約。溫度差驅(qū)動(dòng)傳導(dǎo)主要通過(guò)直接接觸傳遞熱能，多見于固體；對(duì)流是流體中熱能的傳遞，有自然和強(qiáng)制對(duì)流之分；輻射通過(guò)電磁波傳遞熱能，無(wú)需介質(zhì)。三種方式如太陽(yáng)向地球傳遞熱能、燒紅的鐵塊放入冷水中等，這些都是生活和自然中常見的熱傳遞現(xiàn)象。基本概念熱傳遞類型傳導(dǎo)做功是力作用于物體并使物體發(fā)生位移的過(guò)程，可改變物體的動(dòng)能和勢(shì)能，是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。對(duì)流遵循熱力學(xué)第一定律，功和熱有所區(qū)別，做功改變內(nèi)能涉及系統(tǒng)邊界的能量交換，公式為W=Fdcosθ。輻射包括機(jī)械功、電功、化學(xué)功等，如打氣筒打氣是機(jī)械功改變氣體內(nèi)能。比較做功可使物體溫度變化、發(fā)生相變、體積改變等，如壓縮氣體可使氣體溫度升高。熱傳遞條件熱傳遞是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，能的形式不變；做功是其他形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化。溫差存在熱傳遞基于溫度差，通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射實(shí)現(xiàn)；做功依靠力和位移，有多種做功方式。介質(zhì)影響兩者效率受多種因素影響，熱傳遞效率與溫差、介質(zhì)等有關(guān)，做功效率與力的大小、位移等有關(guān)。速率因素做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，都可以用焦耳來(lái)衡量?jī)?nèi)能的變化。實(shí)際條件熱傳遞例子日?，F(xiàn)象熱機(jī)利用內(nèi)能做功，通過(guò)合理設(shè)計(jì)熱傳遞和做功過(guò)程，可提高熱機(jī)效率，減少能量損失。工業(yè)應(yīng)用利用熱傳遞原理，選擇合適的保溫材料，減少熱量傳遞，如保溫杯、保溫墻等。自然例子在環(huán)境工程中，利用熱傳遞和做功原理進(jìn)行熱量交換和能量回收，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。實(shí)驗(yàn)演示結(jié)合熱傳遞和做功知識(shí)，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如新型節(jié)能設(shè)備、高效散熱裝置等。03傳導(dǎo)方式詳解傳導(dǎo)概念01020304分子碰撞以下哪種方式屬于熱傳遞改變物體內(nèi)能？A.摩擦生熱B.壓縮氣體C.曬太陽(yáng)D.打氣筒打氣固體為主做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的本質(zhì)區(qū)別是？A.能量形式不同B.過(guò)程快慢不同C.溫度變化不同D.作用對(duì)象不同熱流方向下列實(shí)例中，通過(guò)做功改變物體內(nèi)能的是？A.熱水冷卻B.搓手取暖C.用熱水袋取暖D.太陽(yáng)照射使物體升溫定義解釋關(guān)于熱傳遞和做功，下列說(shuō)法正確的是？A.熱傳遞只能在固體中進(jìn)行B.做功一定能使物體溫度升高C.兩者在改變內(nèi)能上是等效的D.熱傳遞不需要介質(zhì)傳導(dǎo)機(jī)制原子振動(dòng)請(qǐng)解釋熱傳遞的三種方式，并各舉一個(gè)生活中的例子。電子傳遞分析打氣筒打氣過(guò)程中，氣體內(nèi)能是如何改變的，涉及哪種改變內(nèi)能的方式？材料差異為什么冬天用熱水袋取暖，手會(huì)變熱，從熱傳遞的角度說(shuō)明原因。熱導(dǎo)率比較做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。傳導(dǎo)材料已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，將2kg的水從20℃加熱到80℃，需要吸收多少熱量？良導(dǎo)體用50N的力推動(dòng)一個(gè)物體在水平面上移動(dòng)了10m，力的方向與位移方向相同，求做的功是多少？絕緣體一個(gè)物體的質(zhì)量為1kg，比熱容為2×103J/(kg·℃)，通過(guò)做功使其內(nèi)能增加了10000J，求物體溫度升高了多少？金屬特性某熱機(jī)工作時(shí)，燃料燃燒釋放的熱量為10000J，對(duì)外做功2000J，求該熱機(jī)的效率是多少？應(yīng)用選擇傳導(dǎo)應(yīng)用炊具設(shè)計(jì)分析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，哪些環(huán)節(jié)涉及做功改變內(nèi)能，哪些環(huán)節(jié)涉及熱傳遞改變內(nèi)能，并說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化情況。保溫材料設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，證明做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，并說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟和原理。電子散熱結(jié)合熱傳遞和做功的知識(shí)，分析太陽(yáng)能熱水器的工作原理，并提出提高其效率的建議。安全考慮在寒冷的冬天，如何利用熱傳遞和做功的知識(shí)，讓自己的房間更暖和，提出具體的方法和原理。04對(duì)流方式詳解對(duì)流概念《趣味物理學(xué)》以生動(dòng)有趣的方式介紹物理知識(shí)，包括內(nèi)能、熱傳遞等內(nèi)容，適合初學(xué)者閱讀。流體運(yùn)動(dòng)《物理九年級(jí)全一冊(cè)（人教版）》是教材，系統(tǒng)講解內(nèi)能改變方式等物理知識(shí)，是學(xué)習(xí)的重要依據(jù)。熱流上升《時(shí)間簡(jiǎn)史》雖涉及高深物理知識(shí)，但部分章節(jié)對(duì)理解內(nèi)能、能量轉(zhuǎn)化有啟發(fā)。冷流下沉《物理實(shí)驗(yàn)大全》包含大量物理實(shí)驗(yàn)，有關(guān)于內(nèi)能改變的實(shí)驗(yàn)，可動(dòng)手實(shí)踐。定義解釋對(duì)流類型自然對(duì)流物理學(xué)科網(wǎng)提供豐富的物理學(xué)習(xí)資料，有內(nèi)能改變方式的課件、試題等。強(qiáng)制對(duì)流嗶哩嗶哩有很多物理科普視頻，生動(dòng)講解內(nèi)能、熱傳遞、做功等知識(shí)?；旌蠈?duì)流網(wǎng)易云課堂有專業(yè)的物理課程，深入講解物理知識(shí)點(diǎn)和解題方法。例子比較物理吧可與其他學(xué)習(xí)者交流，討論內(nèi)能改變方式的疑問和見解。對(duì)流現(xiàn)象01020304大氣循環(huán)通過(guò)金屬棒傳導(dǎo)熱、水的對(duì)流實(shí)驗(yàn)、紅外線輻射實(shí)驗(yàn)，直觀觀察熱傳遞現(xiàn)象。海洋洋流摩擦生熱實(shí)驗(yàn)、壓縮氣體實(shí)驗(yàn)、氣體膨脹做功實(shí)驗(yàn)，感受做功改變內(nèi)能。加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明做功和熱傳遞在改變內(nèi)能上的等效性，培養(yǎng)動(dòng)手和分析能力。日常現(xiàn)象嘗試用不同材料做熱傳遞實(shí)驗(yàn)，探究材料對(duì)熱傳遞的影響。對(duì)流應(yīng)用空調(diào)系統(tǒng)了解高中物理中內(nèi)能、熱力學(xué)等知識(shí)的深化和拓展，為高中學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。散熱器將物理知識(shí)與化學(xué)、生物等學(xué)科知識(shí)融合，理解跨學(xué)科的能量轉(zhuǎn)化問題。氣象學(xué)關(guān)注內(nèi)能改變方式在新能源、新材料等科技領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。工程設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作和分析能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律。05輻射方式詳解輻射概念輻射以電磁波形式傳遞能量，不同波長(zhǎng)電磁波攜帶能量不同。它可在真空中傳播，是能量傳遞重要途徑。電磁波輻射的顯著特點(diǎn)是無(wú)需介質(zhì)，太陽(yáng)熱量通過(guò)輻射穿越真空到達(dá)地球，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離能量傳遞。無(wú)需介質(zhì)輻射能實(shí)現(xiàn)光熱傳遞，如太陽(yáng)光照使物體升溫，光能轉(zhuǎn)化為熱能，在生活和工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。光熱傳遞輻射是通過(guò)電磁波傳遞能量過(guò)程，不依賴物質(zhì)直接接觸，能在各種環(huán)境中實(shí)現(xiàn)能量傳輸。定義解釋輻射特性波長(zhǎng)范圍輻射的波長(zhǎng)范圍廣泛，不同波長(zhǎng)具有不同特性和應(yīng)用。如紅外線可用于加熱，紫外線有殺菌作用。吸收反射物體對(duì)輻射具有吸收和反射特性，顏色深物體吸收多，反射少；反之，顏色淺物體反射多，吸收少。黑體輻射黑體是理想輻射體，能完全吸收和發(fā)射輻射。研究黑體輻射有助于理解熱輻射規(guī)律和特性。溫度依賴輻射強(qiáng)度與溫度密切相關(guān)，溫度越高，輻射越強(qiáng)。這一特性在工業(yè)加熱、紅外檢測(cè)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。輻射例子太陽(yáng)作為巨大的能量源，持續(xù)不斷地向地球輻射熱量。其熱量以電磁波形式傳播，為地球帶來(lái)光和熱，是地球上生命存在和諸多自然現(xiàn)象產(chǎn)生的基礎(chǔ)。太陽(yáng)熱量火爐在燃燒過(guò)程中會(huì)向周圍空間進(jìn)行輻射散熱。這種輻射能使周圍物體溫度升高，是日常生活中常見的利用熱輻射取暖的方式，其輻射強(qiáng)度與火爐溫度等因素有關(guān)?；馉t輻射人體在新陳代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，通過(guò)輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流和蒸發(fā)等方式向外界散熱，以維持體溫平衡。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，人體散熱方式和速率也會(huì)相應(yīng)改變。人體散熱紅外成像技術(shù)利用物體發(fā)出的紅外輻射來(lái)生成圖像。不同溫度的物體輻射的紅外線強(qiáng)度不同，通過(guò)檢測(cè)紅外線可識(shí)別物體的溫度分布，在安防、醫(yī)療等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。紅外成像輻射應(yīng)用太陽(yáng)能利用太陽(yáng)能可通過(guò)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)化為電能，也能用于太陽(yáng)能熱水器加熱水等。它是一種清潔、可再生能源，對(duì)減少環(huán)境污染和能源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。保溫材料保溫材料具有低導(dǎo)熱性，能有效阻止熱量傳遞。在建筑、工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，可減少熱量散失，降低能源消耗，提高能源利用效率。醫(yī)療應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域，輻射可用于多種治療和診斷。如紅外線熱成像可檢測(cè)人體局部溫度變化輔助診斷疾病，放療可利用輻射殺死癌細(xì)胞。安全防護(hù)在涉及輻射的環(huán)境中，需采取安全防護(hù)措施。如使用防輻射材料屏蔽輻射，限制人員接觸輻射源的時(shí)間和距離，以保障人員健康和安全。06做功方式概述做功定義01020304能量轉(zhuǎn)換做功過(guò)程中會(huì)發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，如機(jī)械能、電能等其他形式的能量與內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)化。通過(guò)做功可將一種形式的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，為生產(chǎn)生活提供便利。力與位移做功的兩個(gè)必要因素是力和在力的方向上發(fā)生的位移。力作用在物體上并使物體在力的方向上移動(dòng)一定距離，就會(huì)對(duì)物體做功，進(jìn)而可能改變物體的內(nèi)能。內(nèi)能變化外界對(duì)物體做功或物體對(duì)外界做功都會(huì)引起物體內(nèi)能的變化。外界對(duì)物體做功，物體內(nèi)能增加；物體對(duì)外界做功，物體內(nèi)能減少，這是改變物體內(nèi)能的重要方式?；靖拍钭龉κ侵噶ψ饔迷谖矬w上，使物體在力的方向上發(fā)生位移的過(guò)程。它是能量轉(zhuǎn)換的一種方式，與熱傳遞共同構(gòu)成改變物體內(nèi)能的兩種基本途徑。做功原理第一定律熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律，表明物體內(nèi)能的改變等于外界對(duì)物體做的功與傳遞給物體的熱量之和，體現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化和守恒的規(guī)律。功熱區(qū)別做功和熱傳遞雖都能改變物體內(nèi)能，但本質(zhì)不同。做功是其他形式能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，熱傳遞則是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，二者過(guò)程和表現(xiàn)有明顯差異。系統(tǒng)邊界明確系統(tǒng)邊界有助于分析能量變化。劃分系統(tǒng)與外界，確定哪些是系統(tǒng)內(nèi)的物體、哪些是外界，可清晰研究做功和熱傳遞對(duì)系統(tǒng)內(nèi)能的影響。公式表達(dá)用公式ΔU=Q+W來(lái)表達(dá)做功和熱傳遞與內(nèi)能變化的關(guān)系。其中ΔU是內(nèi)能變化量，Q是熱量，W是功，此公式能定量分析內(nèi)能改變情況。做功類型機(jī)械功是通過(guò)機(jī)械作用改變物體內(nèi)能。如壓縮、拉伸、摩擦等，外界對(duì)物體做機(jī)械功使物體內(nèi)能增加，物體對(duì)外做機(jī)械功則內(nèi)能減少。機(jī)械功電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)做功，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如電烙鐵發(fā)熱、電烤箱加熱等，是電能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的常見例子，在生活和工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。電功化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中伴隨著能量變化，有化學(xué)功的參與。比如燃料燃燒釋放熱量，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在能源利用等方面有重要意義?；瘜W(xué)功除上述做功類型外，還有核反應(yīng)等方式可改變物體內(nèi)能。核反應(yīng)能釋放巨大能量，在核能發(fā)電等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其他類型做功效果溫度變化做功改變物體內(nèi)能常伴隨溫度變化。外界對(duì)物體做功，物體溫度可能升高；物體對(duì)外做功，溫度可能降低，這是內(nèi)能改變的直觀表現(xiàn)。相變做功還可能使物體發(fā)生相變。如壓縮氣體可能使其液化，物體在相變過(guò)程中內(nèi)能改變，且有特定的條件和規(guī)律。體積變化物體做功時(shí)體積會(huì)發(fā)生變化。壓縮物體時(shí)體積減小，外界對(duì)物體做功；物體膨脹時(shí)體積增大，物體對(duì)外界做功，體積變化與做功密切相關(guān)。實(shí)際影響做功改變內(nèi)能在實(shí)際中有諸多影響。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)做功將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)車輛行駛；制冷設(shè)備通過(guò)做功改變內(nèi)能實(shí)現(xiàn)制冷等。07做功實(shí)例分析摩擦做功剎車時(shí)，剎車片與剎車盤劇烈摩擦，克服摩擦力做功。機(jī)械能迅速轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使剎車盤和剎車片溫度急劇升高，這一過(guò)程體現(xiàn)了做功改變物體內(nèi)能。剎車發(fā)熱雙手相互搓動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生摩擦力，通過(guò)做功的方式增加了手的內(nèi)能。使得手部分子運(yùn)動(dòng)加劇，溫度上升，從而達(dá)到取暖的效果，是生活中常見的做功改變內(nèi)能實(shí)例。手搓取暖在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，部件之間存在摩擦、碰撞等情況。這些都會(huì)通過(guò)做功的方式消耗機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散發(fā)，導(dǎo)致機(jī)械的效率降低，造成不必要的能量浪費(fèi)。機(jī)械損耗做功過(guò)程中，部分能量會(huì)以熱的形式散失到周圍環(huán)境中。這種能量損失是不可避免的，它使得輸入的能量不能完全被有效利用，降低了系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。能量損失壓縮做功打氣筒熱打氣時(shí)，活塞壓縮筒內(nèi)氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度升高。同時(shí)，活塞與筒壁之間的摩擦也會(huì)產(chǎn)生熱量，綜合作用導(dǎo)致打氣筒發(fā)熱，是做功改變氣體內(nèi)能的體現(xiàn)。柴油機(jī)點(diǎn)火柴油機(jī)工作時(shí)，活塞迅速壓縮氣缸內(nèi)的空氣，對(duì)空氣做功。使空氣的內(nèi)能急劇增加，溫度升高到柴油的燃點(diǎn)，從而點(diǎn)燃柴油，實(shí)現(xiàn)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和機(jī)械能。氣體壓縮對(duì)氣體進(jìn)行壓縮時(shí)，外力對(duì)氣體做功。氣體分子間的距離減小，分子勢(shì)能和動(dòng)能都增加，導(dǎo)致氣體的內(nèi)能增大，這也是通過(guò)做功改變氣體內(nèi)能的重要過(guò)程。內(nèi)能增加當(dāng)外界對(duì)物體做功時(shí)，如壓縮氣體、摩擦生熱等，其他形式的能會(huì)轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能。使得物體內(nèi)部分子的動(dòng)能和勢(shì)能總和增加，表現(xiàn)為物體溫度升高或狀態(tài)改變。膨脹做功01020304蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)工作時(shí)，高溫高壓的蒸汽膨脹對(duì)外做功。推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，將蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。這個(gè)過(guò)程中，蒸汽的內(nèi)能減少，是內(nèi)能對(duì)外做功的典型應(yīng)用。氣球膨脹當(dāng)氣球內(nèi)的氣體膨脹時(shí)，氣體對(duì)外界做功。氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使得氣球體積增大。同時(shí)，氣體的內(nèi)能減少，溫度可能會(huì)降低。氣體膨脹氣體膨脹時(shí)，會(huì)推動(dòng)周圍物體移動(dòng)，對(duì)外做功。在這個(gè)過(guò)程中，氣體的內(nèi)能會(huì)逐漸減少，分子的動(dòng)能和勢(shì)能總和降低，可能伴隨著溫度的下降。內(nèi)能減少物體對(duì)外做功時(shí)，如氣體膨脹、蒸汽機(jī)工作等，其內(nèi)能會(huì)逐漸減少。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，導(dǎo)致物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)減緩，溫度降低或狀態(tài)發(fā)生改變。綜合實(shí)例發(fā)動(dòng)機(jī)工作發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，通過(guò)燃料燃燒釋放化學(xué)能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過(guò)做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。如汽油機(jī)，吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程循環(huán)，壓縮沖程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。制冷循環(huán)制冷循環(huán)利用物態(tài)變化實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移。制冷劑在蒸發(fā)器中汽化吸熱，使周圍環(huán)境溫度降低；在冷凝器中液化放熱，將熱量釋放到外界。通過(guò)壓縮機(jī)做功，維持制冷劑循環(huán)，實(shí)現(xiàn)制冷目的。生物過(guò)程生物體內(nèi)存在著復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。如呼吸作用，有機(jī)物氧化分解，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能，維持生命活動(dòng)。光合作用則是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中。實(shí)際應(yīng)用內(nèi)能改變方式在實(shí)際中有廣泛應(yīng)用。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)利用內(nèi)能做功提供動(dòng)力；冰箱利用熱傳遞和做功實(shí)現(xiàn)制冷；太陽(yáng)能熱水器通過(guò)熱傳遞將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。08綜合比較與應(yīng)用熱傳遞vs做功熱傳遞過(guò)程中，能量以內(nèi)能形式從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，能量形式不變。做功過(guò)程中，是其他形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化，如機(jī)械能、電能等與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化。能量形式熱傳遞是基于溫度差，通過(guò)分子熱運(yùn)動(dòng)，使內(nèi)能從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域傳遞。做功是通過(guò)力對(duì)物體作用，使物體發(fā)生位移，實(shí)現(xiàn)不同形式能量間的轉(zhuǎn)化。機(jī)制不同熱傳遞效率受溫度差、傳熱介質(zhì)等因素影響，在理想情況下，熱傳遞效率較高。做功過(guò)程中，由于存在摩擦、散熱等因素，能量轉(zhuǎn)化效率往往低于熱傳遞。效率比較熱傳遞常用于需要均勻加熱或散熱的場(chǎng)景，如暖氣供暖、熱水加熱等。做功常用于需要實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，提供動(dòng)力的場(chǎng)景，如發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)等。應(yīng)用場(chǎng)景能量轉(zhuǎn)換守恒定律能量守恒定律指出，在熱傳遞和做功過(guò)程中，能量不會(huì)憑空產(chǎn)生或消失，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，能量總量保持不變。相互轉(zhuǎn)化熱傳遞和做功可以相互配合實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料燃燒通過(guò)熱傳遞增加內(nèi)能，再通過(guò)做功將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；空調(diào)制冷，通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)熱傳遞，將熱量從室內(nèi)轉(zhuǎn)移到室外。實(shí)際例子實(shí)際生活中，燒開水是熱傳遞增加水的內(nèi)能；鉆木取火是通過(guò)做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。太陽(yáng)能熱水器通過(guò)熱傳遞將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；發(fā)電機(jī)通過(guò)做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。計(jì)算練習(xí)通過(guò)具體的計(jì)算練習(xí)，加深對(duì)能量轉(zhuǎn)化和守恒的理解。如已知物體質(zhì)量、比熱容、溫度變化，計(jì)算熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的改變量；已知力和位移，計(jì)算做功過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化量。實(shí)際應(yīng)用熱機(jī)效率是衡量熱機(jī)性能的重要指標(biāo)，它反映了熱機(jī)將燃料燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的比例。提高熱機(jī)效率可以節(jié)約能源、減少污染，如優(yōu)化燃燒過(guò)程、減少熱量損失等。熱機(jī)效率保溫技術(shù)旨在減少熱量傳遞，保持物體的溫度。在生活和工業(yè)中應(yīng)用廣泛，如采用隔熱材料、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方法，可有效降低能源消耗，提