資源簡介

第三章　1.　
基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練
一、選擇題
1．(多選)如圖所示為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高。關(guān)于這個實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是( A )
A．這個裝置可測定熱功當(dāng)量
B．做功增加了水的熱量
C．做功增加了水的內(nèi)能
D．功和熱量是完全等價的，無區(qū)別
答案：AC
解析：將做功過程和吸熱過程在同等條件下比較，可測出熱功當(dāng)量，故A 正確；做功增加了水的內(nèi)能，熱量只是熱傳遞過程中內(nèi)能改變的量度，故B錯誤，C正確；做功和熱傳遞產(chǎn)生的效果相同，但功和熱量是不同的概念，故D錯誤。
2．(多選)(2024·天津北辰高三期中)夏季天氣溫差比較大，充足的車胎經(jīng)過正午陽光的暴曬易爆胎。若車胎內(nèi)的氣體可視為理想氣體，爆胎前車胎內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，爆胎過程時間極短，可看作絕熱過程。關(guān)于車胎內(nèi)的氣體，下列說法正確的是( A )
A．爆胎前隨著氣溫的升高，車胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大
B．爆胎前隨著氣溫的升高，車胎內(nèi)氣體吸收熱量，對外做功，內(nèi)能不變
C．爆胎過程中，車胎內(nèi)氣體對外做功，內(nèi)能減小
D．爆胎過程中，車胎內(nèi)氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，溫度升高
答案：AC
解析：爆胎前隨著氣溫的升高，車胎內(nèi)氣體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增大，壓強(qiáng)增大；爆胎前氣體體積不變，沒有對外做功，故A正確，B錯誤；爆胎過程中，車胎內(nèi)氣體體積增大，氣體對外做功，內(nèi)能減小，同時溫度降低，壓強(qiáng)減小，故C正確，D錯誤。
3．(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是( B )
A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同
B．氣體被壓縮時，內(nèi)能可能不變
C．一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)
D．一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加
答案：BCD
解析：質(zhì)量和溫度都相同的氣體，因氣體的種類不一定相同，則物質(zhì)的量不一定相同，內(nèi)能不一定相同，故A錯誤；氣體被壓縮時，若氣體對外傳熱，則氣體的內(nèi)能可能不變，故B正確；一定量的某種理想氣體的分子勢能可視為零，則內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故C正確；一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，溫度一定升高，則內(nèi)能一定增加，故D正確。
4．下列關(guān)于熱量、功和內(nèi)能的說法中，錯誤的是( A )
A．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度
B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能變化的量度
C．熱量、功、內(nèi)能的單位相同
D．熱量和功是由過程決定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的
答案：A
解析：熱量和功可作為物體內(nèi)能改變的量度，故A錯誤，B正確；熱量、功、內(nèi)能的單位都是焦耳，故C正確；熱量和功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量，故D正確。
5．(多選)(2024·山東省濟(jì)南市部分重點(diǎn)中學(xué)高二檢測)如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對其加熱時，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是( A )
A．單位時間內(nèi)氣體分子對活塞碰撞的次數(shù)減少
B．電流對氣體做功，氣體對外做功，氣體內(nèi)能可能減少
C．電流對氣體做功，氣體又對外做功，其內(nèi)能可能不變
D．電流對氣體做的功一定大于氣體對外做的功
答案：AD
解析：由題意知，氣體壓強(qiáng)不變，活塞上升，體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程知，氣體溫度升高，內(nèi)能一定增加，電流對氣體做的功一定大于氣體對外做的功，B、C錯誤，D正確；由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋知，溫度升高，氣體分子對活塞的沖力增大，而壓強(qiáng)不變，因此單位時間內(nèi)氣體分子對活塞的碰撞次數(shù)減少，A正確。
6．采取絕熱的方式使一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變化至狀態(tài) B，對于不同的變化方式，下列說法正確的是( B )
A．對氣體所做的功不同
B．對氣體所做的功相同
C．對氣體不需做功，因?yàn)闆]有能量的傳遞
D．以上說法都不正確
答案：B
解析：對一定質(zhì)量的氣體，不管采取哪一種方式，由狀態(tài)A變化至狀態(tài)B，都是絕熱過程。在這一過程中，氣體在狀態(tài)A有一確定的內(nèi)能U1，在狀態(tài)B有另一確定的內(nèi)能U2，由絕熱過程中ΔU＝W＝U2－U1知，W為恒量，所以選項(xiàng)B正確。
7．(多選)如圖所示，絕熱汽缸中間用固定栓將可無摩擦移動的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)。初始時，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng)，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，下列說法正確的是( C )
A．初始時氫氣分子的平均動能大于氧氣分子的平均動能
B．系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時，氫氣的內(nèi)能比初始時的小
C．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，有熱量從氧氣傳遞到氫氣
D．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小
答案：CD
解析：溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度相同，分子的平均動能相同，與分子質(zhì)量無關(guān)。初始時，兩部分氣體溫度相同，故分子的平均動能相同，A錯誤；從松開固定栓至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，先是氫氣對氧氣做功，氫氣內(nèi)能減少、溫度降低，氧氣內(nèi)能增加、溫度升高，由于存在溫度差，故會發(fā)生熱傳遞，最后兩者溫度相同，氧氣內(nèi)能又減小，整個過程為絕熱過程，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變，等于初始值，所以兩種氣體的內(nèi)能與初始時相同，B錯誤，C、D正確。
8．如圖所示，一個質(zhì)量為20 kg的絕熱汽缸豎直放置，絕熱活塞的質(zhì)量為5 kg，面積為0.1 m2，處于靜止?fàn)顟B(tài)時被封閉氣體的高度為50 cm，現(xiàn)在活塞上方加一15 kg的物體，待穩(wěn)定后，被封閉氣體的高度變?yōu)?0 cm。求在這一過程中氣體的內(nèi)能增加了多少？(p0＝1.01×105 Pa，g取10 m/s2)
答案：1 030 J
解析：由于汽缸及活塞均絕熱，故外界對氣體所做的功等于氣體增加的內(nèi)能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物體)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)×10×0.1 J＋1.01×105×0.1×0.1 J＝1 030 J。
能力提升練
9．絕熱過程中，外界壓縮氣體，對氣體做功20 J，下列說法正確的是( A )
A．氣體內(nèi)能一定增加20 J
B．氣體內(nèi)能增加量必定小于20 J
C．氣體內(nèi)能增加量可能小于20 J
D．氣體內(nèi)能可能不變
答案：A
解析：絕熱過程中，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，內(nèi)能就變化多少，故外界對氣體做功20 J，氣體內(nèi)能一定增加20 J，A正確。
10．(多選)下列關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能的說法正確的是( A )
A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的
B．分子動理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一致的
C．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能
D．氣體在大氣中做絕熱膨脹時做了功，但氣體的內(nèi)能不變
答案：AB
解析：系統(tǒng)的內(nèi)能是一個只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，由系統(tǒng)的狀態(tài)決定，選項(xiàng)A正確；因?yàn)閮?nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，所以分子動理論中引入的內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的內(nèi)能是一致的，選項(xiàng) B正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)C錯誤；氣體在大氣中做絕熱膨脹時對外界做了功，且與外界沒有熱交換，所以系統(tǒng)的內(nèi)能要減少，故選項(xiàng)D錯誤。
11．(多選)天然氣水合物是20世紀(jì)科學(xué)考察中發(fā)現(xiàn)的一種新的礦產(chǎn)資源。如圖所示，它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌極像冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，有“可燃冰”“固體瓦斯”之稱，開采時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體?？扇急男纬蛇^程可簡化為把甲烷氣體壓縮到低溫的“容器”中，開采時通過升溫再把甲烷氣體從“容器”中釋放出來，不考慮分子勢能，以下說法正確的是( B )
A．可燃冰在開采時氣體對外做功，內(nèi)能變小
B．可燃冰在開采時氣體對外做功，又從外界吸熱，內(nèi)能變大
C．可燃冰在形成時外界對氣體做功，內(nèi)能變大
D．可燃冰在形成時外界對氣體做功，氣體又對外放熱，內(nèi)能變小
答案：BD
解析：由題意可知，可燃冰在開采過程中要對其加熱升溫，氣體溫度升高，體積變大，對外做功，同時又從外界吸熱，內(nèi)能變大，故A錯誤，B正確；可燃冰的形成條件是低溫高壓，所以形成可燃冰過程中外界對氣體做功，但氣體溫度降低，對外放熱，內(nèi)能減少，故C錯誤，D正確。
12．關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是( D )
A．圖甲，迅速下壓活塞，棉花會燃燒起來，說明熱傳遞可以使物體的溫度升高
B．圖乙，重物下落帶動葉片轉(zhuǎn)動，由于葉片向水傳遞熱量而使水的溫度升高
C．圖丙，降落的重物使發(fā)電機(jī)發(fā)電，電流對液體做功使液體的溫度升高
D．由以上實(shí)驗(yàn)可知，外界對系統(tǒng)做功可以使系統(tǒng)的內(nèi)能增加
答案：D
解析：題圖甲中迅速下壓活塞，棉花會燃燒起來，說明做功可以改變氣體的內(nèi)能，進(jìn)而使溫度升高，A錯誤；題圖乙中重物下落帶動葉片轉(zhuǎn)動攪拌容器中的水，水由于摩擦生熱而溫度上升，B錯誤；題圖丙中降落的重物使發(fā)電機(jī)發(fā)電，電流通過電阻絲放熱使液體升溫，C錯誤；題圖所示的三個實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上均是外界對系統(tǒng)做功而使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，D正確。
13．(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)裝有一可以活動的絕熱活塞，今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則對被密封的氣體，下列說法不正確的是( A )
A．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少
B．分子的平均動能增加，分子對器壁的單位面積碰撞的沖力增大
C．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加
D．溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加
答案：AD
解析：用壓力F向下壓活塞時，外界對氣體做功，因和外界沒有熱交換，可知?dú)怏w的內(nèi)能增加；氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增加，分子對器壁
單位面積碰撞的沖力增大；由理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度升高、氣體體積減小，故氣體的壓強(qiáng)增大，B、C正確，不符合題意；A、D錯誤，故選AD。
14．(2023·上海嘉定高三測試)如圖所示，將半徑為R的自行車輪架空，原地轉(zhuǎn)動起來后測試制動。當(dāng)制動片以大小為N的力壓在車輪上，車輪轉(zhuǎn)過圓心角θ后停止。這一過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為何種形式的能？若知道制動片和車輪之間的動摩擦因數(shù)μ，可估算車輪在剎車前的動能是多少？
答案：內(nèi)能　μθRN
解析：當(dāng)制動片制動時，車輪要克服摩擦力做功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。車輪轉(zhuǎn)過的弧長s＝θR，由動能定理得－μN(yùn)s＝0－Ek，解得Ek＝μθRN。
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)(共42張PPT)
第三章　熱力學(xué)定律
1．功、熱和內(nèi)能的改變
目標(biāo)體系構(gòu)建
1．了解焦耳的兩個實(shí)驗(yàn)的原理，認(rèn)識焦耳實(shí)驗(yàn)探究對建立熱力學(xué)規(guī)律的意義。
2．知道做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能上的區(qū)別，并會區(qū)分熱量和內(nèi)能的概念。
3．理解做功與內(nèi)能的改變和熱傳遞與內(nèi)能的改變的關(guān)系，會解釋相關(guān)現(xiàn)象。
1．了解焦耳的兩個實(shí)驗(yàn)的原理，知道做功和傳熱的實(shí)質(zhì)。
2．知道做功和傳熱是改變內(nèi)能的兩種方式，理解做功和傳熱對改變系統(tǒng)內(nèi)能是等效的，明確兩種方式的區(qū)別。
3．明確內(nèi)能、功、熱量、溫度四個物理量的區(qū)別和聯(lián)系。
課前預(yù)習(xí)反饋
知識點(diǎn) 1
1．焦耳的實(shí)驗(yàn)
(1)絕熱過程：系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換______，它不從外界______，也不向外界______。
(2)代表性實(shí)驗(yàn)
①重物下落帶動葉片攪拌容器中的水，引起水溫______；
②通過電流的________給水加熱。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：要使系統(tǒng)狀態(tài)通過絕熱過程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由過程始末兩個狀態(tài)決定，而與做功的______無關(guān)。
功和內(nèi)能
能量
吸熱
放熱
上升
熱效應(yīng)
方式
2．功和內(nèi)能
(1)內(nèi)能：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)______
______的物理量，這個物理量在兩個狀態(tài)間的差別與外界在______過程中對系統(tǒng)所做的功相聯(lián)系。鑒于功是能量______的量度，所以這個物理量必定是系統(tǒng)的一種能量，我們把它稱為系統(tǒng)的內(nèi)能。
(2)功和內(nèi)能：在絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的變化量，即_________。
說明：在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過程中，外界對系統(tǒng)所做的功僅由過程的始末兩個狀態(tài)決定，不依賴于做功的具體過程和方式。
自身
狀態(tài)
絕熱
變化
ΔU＝W
『判一判』
(1)某一系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程時，只要初末狀態(tài)相同，則做功數(shù)量也一定相同。( 　　)
(2)在絕熱過程中，做功方式不同會直接影響系統(tǒng)狀態(tài)變化的最終結(jié)果。( 　　)
(3)在絕熱過程中，系統(tǒng)對外界做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量。( 　　)
√
×
×
『想一想』
打氣筒是日常生活中的一種工具，當(dāng)我們用打氣筒給自行車打氣的時候，就是在克服氣體壓力和摩擦力做功。打氣的過程中你有沒有試著去摸一下打氣筒的外殼？有什么感覺？打氣筒的溫度升高了，這是怎么回事呢？
答案：做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，做功使得系統(tǒng)的內(nèi)能增加了，所以溫度升高。
知識點(diǎn) 2
1．熱傳遞
(1)條件：物體的______不同。
(2)定義：兩個______不同的物體相互接觸時，溫度高的物體要降溫，溫度低的物體要升溫，______從高溫物體傳到了低溫物體。
熱和內(nèi)能
溫度
溫度
熱量
2．熱和內(nèi)能
(1)熱量：它是在單純的傳熱過程中系統(tǒng)______變化的量度。
(2)表達(dá)式：________。
(3)熱傳遞與做功在改變系統(tǒng)內(nèi)能上的異同：①做功和熱傳遞都能引起系統(tǒng)______的改變。②做功時是內(nèi)能與其他形式能的______；熱傳遞是不同物體(或一個物體的不同部分)之間____________。
注意：我們不能說物體具有多少熱量，只能說某一過程中物體吸收或放出了多少熱量。
內(nèi)能
ΔU＝Q
內(nèi)能
轉(zhuǎn)化
內(nèi)能的轉(zhuǎn)移
『判一判』
(4)熱量一定從內(nèi)能多的物體傳遞給內(nèi)能少的物體。( 　　)
(5)做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。( 　　)
(6)熱傳遞改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移。( 　　)
×
√
√
『選一選』
關(guān)于傳熱，下列說法正確的是( 　　)
A．傳熱的實(shí)質(zhì)是溫度的傳遞
B．物體間存在溫度差就能傳熱
C．傳熱可以在任何情況下自發(fā)地進(jìn)行
D．物體內(nèi)能發(fā)生改變，一定是傳熱造成的
答案：B
解析：傳熱的實(shí)質(zhì)是物體間能量的轉(zhuǎn)移，故A錯誤；傳熱的條件是物體間存在溫度差，高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量，若兩物體溫度相同，它們之間不會自發(fā)地傳熱，故B正確，C錯誤；傳熱可使物體的內(nèi)能發(fā)生變化，但內(nèi)能變化也可能是做功引起的，故D錯誤。
課內(nèi)互動探究
探究?
功和內(nèi)能
要|點(diǎn)|提|煉
1．內(nèi)能與內(nèi)能變化
(1)物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動的動能和分子勢能之和。
(2)當(dāng)物體溫度變化時，分子平均動能變化，物體體積變化時，分子勢能發(fā)生變化，即物體的內(nèi)能是由它的狀態(tài)決定的，且物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過程及方式無關(guān)。
2．做功與內(nèi)能變化的關(guān)系
(1)做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程。
(2)在絕熱過程中，外界對物體做多少功，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。
3．功和內(nèi)能的區(qū)別
(1)功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量。
(2)在絕熱過程中，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。在絕熱過程中，只有內(nèi)能變化較大時，對應(yīng)著做功才較多。
(1)在絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做功， W>0，此時系統(tǒng)內(nèi)能增加，則ΔU>0；
(2)系統(tǒng)對外界做功， W<0，此時系統(tǒng)內(nèi)能減小，則 ΔU<0。功與內(nèi)能的改變的實(shí)質(zhì)：其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化。
典|例|剖|析
1．用酒精燈給試管中的水加熱，如圖所示，在軟木塞沖出試管口的過程中，下列說法正確的是( 　　)
A．水蒸氣對軟木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能增大
B．水蒸氣的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能
C．能量的轉(zhuǎn)化形式與熱機(jī)壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同
D．軟木塞的機(jī)械能守恒
答案：B
解析：水蒸氣對軟木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能減小，溫度降低，故A錯誤；軟木塞沖出的過程是水蒸氣的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞機(jī)械能的過程，熱機(jī)壓縮沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確，C錯誤；此過程中軟木塞的動能和勢能都增大，因此機(jī)械能增大，故D錯誤。
如圖所示，在大口的玻璃瓶內(nèi)裝一些水，水的上方有水蒸氣。然后用一與打氣筒相連的活塞密閉瓶口，并給瓶內(nèi)打氣，當(dāng)打到某一狀態(tài)時，瓶塞會跳起來。
當(dāng)瓶塞跳起時，我們會看到瓶內(nèi)出現(xiàn)“白霧”。對于“白霧”的形成，下列說法正確的是( 　　)
A．“白霧”是當(dāng)瓶塞跳起后外界的水蒸氣在瓶口遇
冷形成的小水珠
B．這是打氣筒向瓶內(nèi)打進(jìn)去的水蒸氣
C．這是瓶內(nèi)的水向外膨脹形成的水霧
D．瓶內(nèi)空氣推動瓶塞做功，空氣的內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸氣液化形成小水滴
對點(diǎn)訓(xùn)練
答案：D
解析：形成“白霧”的原因是在瓶塞突然跳起時，氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減少，溫度下降，水蒸氣有一部分被液化成小水滴，形成“白霧”，故 D選項(xiàng)正確。
探究?
功、內(nèi)能、熱量和溫度的區(qū)別與聯(lián)系
要|點(diǎn)|提|煉
1．內(nèi)能與溫度
從宏觀看，溫度表示的是物體的冷熱程度；從微觀看，溫度反映了分子熱運(yùn)動的激烈程度，是分子平均動能的標(biāo)志。物體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加。但向物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能卻不一定增加(可能同時對外做功)。
2．熱量和內(nèi)能
內(nèi)能是由系統(tǒng)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，可以通過熱傳遞或做功兩種途徑來完成。而熱量是傳遞過程中的特征物理量，和功一樣，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過程中所遷移的能量，是用來衡量物體內(nèi)能變化的。有過程，才有變化，離開過程，毫無意義。就某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，根本不存在什么“熱量”和“功”，因此，不能說一個系統(tǒng)中含有“多少熱量”或“多少功”。
3．熱量與溫度
熱量是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)大量分子做無規(guī)則運(yùn)動劇烈程度的標(biāo)志。
熱傳遞的前提條件是兩個系統(tǒng)之間要有溫度差，傳遞的是熱量而不是溫度。
只要存在溫度差，熱傳遞過程就會進(jìn)行，與原來物體內(nèi)能的大小無關(guān)。熱傳遞過程能量可以由內(nèi)能大的物體傳到內(nèi)能小的物體上，也可以由內(nèi)能小的物體傳到內(nèi)能大的物體上。
典|例|剖|析
2．古代人們發(fā)明的點(diǎn)火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點(diǎn)燃。對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中( 　　)
A．氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變
B．氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大
C．氣體對外界做正功，氣體的內(nèi)能增加
D．外界對氣體做正功，氣體的內(nèi)能減少
答案：B
在以下事例中，通過傳熱的方式來改變物體內(nèi)能的是( 　　)
A．兩小球碰撞后粘合起來，同時溫度升高
B．冬天暖氣為房間供暖
C．點(diǎn)燃的爆竹在空中爆炸
D．汽車的車輪與地面相互摩擦發(fā)熱
答案：B
解析：兩小球碰撞后粘在一起，溫度升高，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A錯誤；冬天暖氣為房間供暖，是通過傳熱的方式來改變物體內(nèi)能的，B正確；點(diǎn)燃的爆竹在空中爆炸，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C錯誤；車輪與地面摩擦生熱，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，D錯誤。
對點(diǎn)訓(xùn)練
核心素養(yǎng)提升
做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系
改變內(nèi)能的兩種方式的比較：
比較項(xiàng)目 做功 熱傳遞
內(nèi)能變化 外界對物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功，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 不同物體間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移
相互聯(lián)系 做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的
(多選)器壁透熱的汽缸固定在恒溫環(huán)境中，如圖所示。汽缸內(nèi)封閉著一定量的氣體，氣體分子間相互作用的分子力可以忽略不計，當(dāng)緩慢推動活塞Q向左運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是( 　　)
A．活塞對氣體做功，氣體的內(nèi)能增加
B．活塞對氣體做功，氣體的平均動能不變
C．氣體的單位體積內(nèi)分子數(shù)增多，壓強(qiáng)增大
D．氣體向外放熱，內(nèi)能減少
答案：BC
案例
解析：解決本題的關(guān)鍵是理解緩慢推動活塞Q的物理含義，推動活塞Q使活塞對氣體做功，本來氣體的溫度應(yīng)升高，但是由于緩慢推動活塞，所以使氣體增加的內(nèi)能又以熱量的形式釋放到周圍環(huán)境中，由于環(huán)境溫度恒定，所以汽缸內(nèi)氣體的溫度不變，氣體的平均動能不變，內(nèi)能不變，A、D錯誤，B正確；由于氣體被壓縮，氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，所以單位面積上，汽缸受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多，因此氣體的壓強(qiáng)增大，C正確。
課堂達(dá)標(biāo)檢測
一、功能和內(nèi)能
1．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，則在將拉桿緩慢向左拉的過程中( 　　)
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
解析：由題意可知甲、乙兩氣室氣體都經(jīng)歷絕熱過程，內(nèi)能的改變?nèi)Q于做功的情況。對甲室內(nèi)的氣體，在拉桿緩慢向左拉的過程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對甲室內(nèi)的氣體做功，其內(nèi)能應(yīng)增大。對乙室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，乙室內(nèi)的氣體對外界做功，內(nèi)能應(yīng)減小，故D正確。
2．金屬制成的汽缸中放入浸了少許乙醚的脫脂棉，有可能使其達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒的過程是( 　　)
A．迅速向里推活塞
B．迅速向外拉活塞
C．緩慢向里推活塞
D．緩慢向外拉活塞
答案：A
解析：浸了乙醚的脫脂棉較容易燃燒，但在常溫或稍高于常溫的情況下也不會自燃，因此，想使其達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒必須使其溫度升高到足夠高，即使其內(nèi)能有足夠的增加。若向外拉活塞，無論是緩慢拉還是迅速拉，都會因?yàn)闅怏w膨脹對外做功而導(dǎo)致汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能減少(溫度降低)；當(dāng)緩慢向里推活塞時，盡管外界對缸內(nèi)氣體做功而使氣體溫度升高，但由于氣體同時要向外散熱，此過程氣體溫度升高不多，也不能達(dá)到乙醚燃點(diǎn)；而當(dāng)迅速向里推活塞時，外界對氣體做功的功率很大，由于氣體來不及向外散熱，因此，氣溫急劇上升，這樣就可以使缸內(nèi)氣體溫度達(dá)到乙醚燃點(diǎn)而使之燃燒，故A正確，B、C、D錯誤。
二、熱能和內(nèi)能
3．(多選)(2024·寧夏銀川高三階段練習(xí))下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法正確的是( 　　)
A．分子間引力和斥力相等時，分子勢能最小
B．分子間引力和斥力相等時，分子勢能最大
C．把物體緩慢舉高，其機(jī)械能增加，內(nèi)能不變
D．盛有氣體的容器做加速運(yùn)動時，容器中氣體的內(nèi)能必定會隨之增大
答案：AC
解析：分子間引力和斥力相等時的位置，為平衡位置，其分子勢能最小，故A正確，B錯誤；把物體緩慢舉高，外力做功，其機(jī)械能增加，內(nèi)能與溫度、質(zhì)量、體積、物態(tài)有關(guān)，物體的溫度、質(zhì)量、物態(tài)、體積都不變，故內(nèi)能不變，故C正確；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，與物體的宏觀速度大小無關(guān)，故D錯誤。
4．關(guān)于內(nèi)能、溫度和熱量，下列說法正確的是( 　　)
A．物體的溫度升高時，一定吸收熱量
B．物體沿斜面下滑時，內(nèi)能將增大
C．物體沿斜面勻速下滑時，內(nèi)能可能增大
D．內(nèi)能總是從高溫物體傳遞給低溫物體，當(dāng)內(nèi)能相等時傳熱停止
答案：C
解析：物體的溫度升高時，可能是外界對物體做了功，不一定吸收熱量，故A錯誤；物體沿光滑斜面下滑時，沒有摩擦力做功，則物體的內(nèi)能不會增大，故B錯誤；物體沿斜面勻速下滑時，有摩擦力做功轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，則物體的內(nèi)能可能增大，故C正確；熱量總是從高溫物體傳遞給低溫物體，當(dāng)溫度相等時傳熱停止，故D錯誤。
5．密封有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(不計分子勢能)( 　　)
A．內(nèi)能增大，放出熱量
B．內(nèi)能減小，吸收熱量
C．內(nèi)能增大，對外界做功
D．內(nèi)能減小，外界對其做功
答案：D
解析：溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度降低，分子平均動能減少，總動能減少，不計分子勢能的情況下，可知瓶內(nèi)空氣內(nèi)能減小，又因瓶內(nèi)空氣體積減小，可知外界對其做功，氣體向外界放出熱量，故D正確，A、B、C錯誤。
6．關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能及其變化，下列說法中正確的是( 　　)
A．系統(tǒng)的溫度改變時，其內(nèi)能必定改變
B．系統(tǒng)對外做功，其內(nèi)能不一定改變；系統(tǒng)向外傳遞熱量，其內(nèi)能不一定改變
C．對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能必定改變；系統(tǒng)向外傳出一定熱量，其內(nèi)能必定改變
D．若系統(tǒng)與外界不發(fā)生熱交換，則系統(tǒng)的內(nèi)能必定不改變
答案：B

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