第1節(jié) 功、熱和內(nèi)能的改變
一、新課標(biāo)要求
1.了解焦耳的兩個實驗的原理，知道做功和熱傳遞的實質(zhì)。
2.知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，理解做功和熱傳遞對改變系統(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。
二、科學(xué)素養(yǎng)要求
1.物理觀念：知道焦耳的兩個實驗，功與內(nèi)能改變及熱與內(nèi)能改變的數(shù)量關(guān)系。
2.科學(xué)思維：掌握焦耳的兩個實驗的實質(zhì)，理解功、熱和內(nèi)能改變的關(guān)系，會解釋相關(guān)的現(xiàn)象，分析相關(guān)的問題。
3.科學(xué)探究：掌握兩個實驗的探究過程，利用“做一做”體驗功與內(nèi)能改變的關(guān)系，學(xué)會觀察與操作并與他人合作交流，提高實驗技能。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：理解功、熱與內(nèi)能改變的實質(zhì)，培養(yǎng)積極探究科學(xué)的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。
三、教材研習(xí)
要點一、功與內(nèi)能的改變
在絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加；系統(tǒng)對外做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少。①
要點二、熱傳遞
兩個溫度不同的物體A、B相互接觸時，溫度高的物體A要降溫，溫度低的物體B要升溫，我們說，熱從高溫物體A傳到了低溫物體B②
【自主思考】
①遠(yuǎn)古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或白磷的自燃，隨著人類文明的進(jìn)步，我們的祖先發(fā)明了“鉆木取火”的用具，使人們不再僅僅依靠自然的“恩賜”而得到“火”。你知道“鉆木取火”的原理嗎？
②如圖所示是熱傳遞的三種方式——傳導(dǎo)、對流和輻射。這三種方式在傳遞能量時有什么共同點？
四、名師點睛
1.內(nèi)能的理解
（1）微觀：物體內(nèi)所有分子熱運動的動能和分子勢能之和。
（2）宏觀：只依賴于熱力學(xué)系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量。
2.功和內(nèi)能
（1）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ΔU=W。
（2）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。
3.熱和內(nèi)能
（1）熱量：它是在單純的傳熱過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度。
（2）表達(dá)式：ΔU=Q。
（3）功、熱和內(nèi)能的改變：做功和熱傳遞都能引起系統(tǒng)內(nèi)能的改變。做功是內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化；熱傳遞只是不同物體（或一個物體的不同部分）之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
五、互動探究
探究點一、焦耳的實驗
知識深化
1.兩個實驗的比較
2.實驗結(jié)論：焦耳的實驗表明，要使系統(tǒng)狀態(tài)通過絕熱過程發(fā)生變化，做功的多少只由過程的始末兩個狀態(tài)決定，而與做功的方式無關(guān)。
題組過關(guān)
1.（多選）如圖所示為焦耳實驗裝置圖，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)于這個實驗，下列說法正確的是( )
A.只要重力做功相同，水溫上升的數(shù)值就相同
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
2 .下列有關(guān)焦耳及焦耳實驗的說法中正確的有( )
A.焦耳是法國物理學(xué)家，他的主要貢獻(xiàn)是焦耳定律及熱功當(dāng)量
B.焦耳實驗中用到的容器可以用普通玻璃杯代替
C.焦耳實驗中的研究對象是容器中的水
D.焦耳實驗中要使容器及其中的水升高相同的溫度，實驗中懸掛重物的質(zhì)量、下落的高度可以不相同，但做功必須相同
探究點二、功與內(nèi)能的改變
情境探究
1.如圖，在有機玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，用力迅速壓下活塞，觀察棉花的變化。
（1）能看到什么現(xiàn)象？該實驗現(xiàn)象說明了什么？
（2）用力按下活塞時為什么一定要迅速？
探究歸納
1.內(nèi)能的理解
（1）物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動能和勢能的總和。在微觀上由分子數(shù)和分子熱運動劇烈程度及相互作用力決定，宏觀上體現(xiàn)為物體溫度和體積，因此物體的內(nèi)能是一個狀態(tài)量。
（2）在系統(tǒng)不吸熱也不放熱的絕熱過程中，狀態(tài)發(fā)生變化是由做功造成的，伴隨的能量轉(zhuǎn)化是外界的能量與系統(tǒng)自身的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。
（3）當(dāng)物體溫度變化時，分子熱運動劇烈程度發(fā)生改變，分子平均動能變化。物體體積變化時，分子間距離變化，分子勢能發(fā)生變化，因此物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間做功的具體過程及方式無關(guān)。
（4）內(nèi)能是狀態(tài)量，由它的狀態(tài)、溫度、體積、質(zhì)量決定。
2.做功與內(nèi)能的變化的關(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；物體對外界做多少功，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。用式子表示為：ΔU=U2?U1=W。
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)著做功較多。
探究應(yīng)用
【典例】如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進(jìn)一支靈敏溫度計和一根氣針，另一端有個用卡子卡住的可移動膠塞。用打氣筒慢慢向容器內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強增大到一定程度，這時讀出溫度計示數(shù)。打開卡子，膠塞沖出容器口后( )
A.溫度計示數(shù)變大，實驗表明氣體對外界做功，內(nèi)能減少
B.溫度計示數(shù)變大，實驗表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加
C.溫度計示數(shù)變小，實驗表明氣體對外界做功，內(nèi)能減少
D.溫度計示數(shù)變小，實驗表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加
【解題感悟】
分析絕熱過程的方法
（1）在絕熱的情況下，若外界對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，ΔU為正值；若系統(tǒng)對外界做正功，系統(tǒng)內(nèi)能減少，ΔU為負(fù)值。此過程做功的多少為內(nèi)能轉(zhuǎn)化多少的量度。
（2）在絕熱過程中，內(nèi)能和其他形式能一樣也是狀態(tài)量，氣體的初、末狀態(tài)確定了，在初、末狀態(tài)的內(nèi)能也相應(yīng)地確定了，內(nèi)能的變化量ΔU也確定了。而功是能量轉(zhuǎn)化的量度，ΔU=W，這也是判斷絕熱過程的一種方法。
【遷移應(yīng)用】
1.如圖是壓力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡圖，活塞a與液面之間密閉了一定質(zhì)量的氣體。假設(shè)封閉氣體為理想氣體且與外界沒有熱交換，則向下壓a的過程中，瓶內(nèi)氣體( )
A.內(nèi)能增大B.體積增大
C.壓強不變D.溫度不變
2.下列關(guān)于熱量、功和內(nèi)能的說法中，錯誤的是( )
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
3.（多選）關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能，下列說法中正確的是( )
A.物體內(nèi)所有分子的動能與分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能
B.當(dāng)一個物體的機械能發(fā)生變化時，其內(nèi)能不一定發(fā)生變化
C.外界對系統(tǒng)做了多少功W，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即ΔU=W
D.系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量Q，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即ΔU=Q
錯誤。
4.一定質(zhì)量的理想氣體經(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( )
A.外界對氣體做功，氣體分子的平均動能增大
B.外界對氣體做功，氣體分子的平均動能減小
C.氣體對外界做功，氣體分子的平均動能增大
D.氣體對外界做功，氣體分子的平均動能減小
5.下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說法中，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.熱量傳遞方向與兩物體的溫度有關(guān)
6.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。開箱時，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖所示。在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體( )
A.對外做正功，分子的平均動能減小
B.對外做正功，內(nèi)能增大
C.對外做負(fù)功，分子的平均動能增大
D.對外做負(fù)功，內(nèi)能減小
7.如圖所示的容器中，A、B中各有一個可自由移動的活塞，活塞下面是水，上面是大氣，大氣壓恒定，A、B的底部由帶閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱。打開閥門前，A中水面比B中水面高，打開閥門后，A中的水逐漸向B中流，最后達(dá)到同一高度，在這個過程中( )
A.大氣壓力對水做功，水的內(nèi)能增加
B.水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減少
C.大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能不變
D.大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能增加
8.金屬筒內(nèi)裝有與外界溫度相同的壓縮空氣，打開筒的開關(guān)，筒內(nèi)高壓空氣迅速向外逸出，待筒內(nèi)外壓強相等時，立即關(guān)閉開關(guān)。在外界保持恒溫的條件下，經(jīng)過一段較長時間后，再次打開開關(guān)，這時出現(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，處于動態(tài)平衡，筒內(nèi)空氣質(zhì)量不變
D.筒內(nèi)外無空氣交換
探究點三、熱與內(nèi)能的改變
情境探究
1.當(dāng)我們雙手靠近火源，雙手立即感受到熱，這是為什么？冬天，我們搓搓手就會感到手暖一些，你認(rèn)為改變物體內(nèi)能有幾種方式？
答案：提示雙手靠近火源，熱量從火源傳到了手上，手的內(nèi)能增加，所以手變熱了。搓手是通過做功改變手的內(nèi)能，所以改變物體內(nèi)能有兩種方式，即做功和熱傳遞。
探究歸納
1.溫度、內(nèi)能、熱量、功等概念的理解
（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動的劇烈程度，是分子平均動能的標(biāo)志。對于理想氣體，氣體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加，但向氣體傳遞熱量，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)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)分子做無規(guī)則運動劇烈程度的標(biāo)志。
（4）熱量與功：熱量和功都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過程量，熱量可以通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為功，功也可以通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為熱量，但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。
2.熱傳遞的理解
（1）熱傳遞的實質(zhì)：熱傳遞實質(zhì)上傳遞的是能量，結(jié)果是改變了系統(tǒng)的內(nèi)能。傳遞能量的多少用熱量來度量。
（2）熱傳遞具有方向性：熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分。
（3）熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。
3.傳遞的熱量與內(nèi)能改變的關(guān)系
（1）在單純熱傳遞中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即Q吸=ΔU。
（2）在單純熱傳遞中，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Q放=?ΔU。
4.改變內(nèi)能的兩種方式的比較
教材拓展
熱傳遞的三種方式
（1）熱傳導(dǎo)——熱沿著物體傳遞的方式，不同物質(zhì)傳導(dǎo)熱的能力各不相同，容易傳導(dǎo)熱的物體稱為熱的良導(dǎo)體，所有金屬都是熱的良導(dǎo)體，不容易傳導(dǎo)熱的物體稱為熱的不良導(dǎo)體，如空氣、橡膠、絨毛、棉紗、木頭、水、油等。
（2）熱對流——靠液體或氣體的流動來傳遞熱的方式，熱對流是液體和氣體所特有的熱傳遞方式。
（3）熱輻射——熱從高溫物體向周圍以電磁波的形式沿直線射出去的方式，熱輻射不依賴介質(zhì)，可在真空中進(jìn)行，溫差越大，表面顏色越深，物體的熱輻射能力越強。
探究應(yīng)用
【典例】（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，如果不和外界交換能量，則 ( )
A.從兩者開始接觸到達(dá)到熱平衡的整個過程中，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，銅塊的溫度比鐵塊的低
【解題感悟】
熱傳遞的理解要點
（1）熱傳遞與物體的內(nèi)能的多少無關(guān)，只與兩個物體（或一個物體的兩部分）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。（2）熱傳遞過程中，熱量可以由內(nèi)能大的物體傳遞到內(nèi)能小的物體上，也可以由內(nèi)能小的物體傳遞到內(nèi)能大的物體上，但一定是從高溫物體傳遞到低溫物體。
【遷移應(yīng)用】
1. 關(guān)于熱傳遞，下列說法中正確的是( )
A.熱傳遞是溫度的傳遞
B.物體的內(nèi)能發(fā)生了改變，一定是吸收或放出了熱量
C.熱傳遞可以在任何情況下進(jìn)行
D.物體間存在著溫度差，才能發(fā)生熱傳遞
2 .以下所述現(xiàn)象中，屬于通過熱傳遞改變了物體內(nèi)能的是( )
A.汽油機汽缸內(nèi)氣體被壓縮
B.放在空氣中的一杯熱水會冷卻
C.在轉(zhuǎn)動的砂輪上磨車刀，車刀發(fā)熱
D.電流通過電阻絲
3 .指出下面例子中通過熱傳遞改變物體內(nèi)能的是( )
A.感到手冷時，搓搓手就會覺得暖和些
B.擦火柴時，火柴頭上的紅磷溫度升高到紅磷的燃點，火柴燃燒起來
C.物體在陽光照射下溫度升高
D.反復(fù)彎折一根鐵絲，彎折的部分溫度升高
4.（多選）早些年農(nóng)村的小孩子常用舊圓珠筆芯做一種玩具，鐵絲的一端纏繞棉花，用水打濕后從一端塞入筆芯內(nèi)，將筆芯的另一端用力在馬鈴薯上觸一下拔出來，然后用力快速推鐵絲，馬鈴薯小塊高速飛出，能打出十幾米遠(yuǎn)。下列說法正確的是( )
A.在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高
B.在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體對外做功
C.馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自氣體內(nèi)能
D.馬鈴薯小塊高速飛出時外界對筆芯內(nèi)氣體做功
5.下面例子中，通過做功來改變物體內(nèi)能的是( )
A.陽光照射衣服，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
6.如圖所示，帶有活塞的汽缸中封閉著一定質(zhì)量的氣體（不考慮分子勢能）。將一個熱敏電阻（電阻值隨溫度升高而減小）置于汽缸中，熱敏電阻與汽缸外的歐姆表連接，汽缸和活塞均具有良好的絕熱性能。下列說法正確的是( )
A.若拉動活塞使汽缸內(nèi)氣體體積增大，需施加一定的拉力，說明氣體分子間有引力
B.若拉動活塞使汽缸內(nèi)氣體體積增大，則歐姆表讀數(shù)將變小
C.若發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，則汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能一定增大
D.若發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，則汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能一定減小
7.（多選）如圖所示，A、B兩裝置均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同。將兩管抽成真空后，開口向下豎直插入水銀槽中（插入過程沒有空氣進(jìn)入管內(nèi)），水銀柱上升至圖示位置停止。假設(shè)這一過程水銀與外界沒有熱交換，則下列說法正確的是( )
A.A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量
B.A管內(nèi)水銀的重力勢能大于B管內(nèi)水銀的重力勢能
C.B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量
D.A和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同
項目
實驗一
實驗二
實驗裝置
做功方式
通過重物下落帶動葉片攪水，靠葉片與水摩擦使水溫升高，通過機械功實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化
通過重物下落使發(fā)電機發(fā)電，電流通過電阻絲做功使水溫升高，通過電功實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化
實驗條件
容器及其中的水組成的系統(tǒng)與外界絕熱
共性
外界對系統(tǒng)做功相同，系統(tǒng)溫度上升的數(shù)值相等，內(nèi)能改變相同
項目
做功
熱傳遞
內(nèi)能變化
在絕熱過程中，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
在單純熱傳遞過程中，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
都能引起系統(tǒng)內(nèi)能的改變
選擇性必修三學(xué)案
第三章 熱力學(xué)定律
第1節(jié) 功、熱和內(nèi)能的改變
一、新課標(biāo)要求
1.了解焦耳的兩個實驗的原理，知道做功和熱傳遞的實質(zhì)。
2.知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，理解做功和熱傳遞對改變系統(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。
二、科學(xué)素養(yǎng)要求
1.物理觀念：知道焦耳的兩個實驗，功與內(nèi)能改變及熱與內(nèi)能改變的數(shù)量關(guān)系。
2.科學(xué)思維：掌握焦耳的兩個實驗的實質(zhì)，理解功、熱和內(nèi)能改變的關(guān)系，會解釋相關(guān)的現(xiàn)象，分析相關(guān)的問題。
3.科學(xué)探究：掌握兩個實驗的探究過程，利用“做一做”體驗功與內(nèi)能改變的關(guān)系，學(xué)會觀察與操作并與他人合作交流，提高實驗技能。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：理解功、熱與內(nèi)能改變的實質(zhì)，培養(yǎng)積極探究科學(xué)的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。
三、教材研習(xí)
要點一、功與內(nèi)能的改變
在絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加；系統(tǒng)對外做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少。①
要點二、熱傳遞
兩個溫度不同的物體A、B相互接觸時，溫度高的物體A要降溫，溫度低的物體B要升溫，我們說，熱從高溫物體A傳到了低溫物體B②
【自主思考】
①遠(yuǎn)古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或白磷的自燃，隨著人類文明的進(jìn)步，我們的祖先發(fā)明了“鉆木取火”的用具，使人們不再僅僅依靠自然的“恩賜”而得到“火”。你知道“鉆木取火”的原理嗎？
答案：做功可以改變物體的內(nèi)能，“鉆木取火”就是通過外力做功，使木材內(nèi)能增加，溫度達(dá)到著火點而燃燒。
②如圖所示是熱傳遞的三種方式——傳導(dǎo)、對流和輻射。這三種方式在傳遞能量時有什么共同點？
答案：三種方式都是熱量從高溫物體傳遞到另外低溫物體。
四、名師點睛
1.內(nèi)能的理解
（1）微觀：物體內(nèi)所有分子熱運動的動能和分子勢能之和。
（2）宏觀：只依賴于熱力學(xué)系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量。
2.功和內(nèi)能
（1）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ΔU=W。
（2）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。
3.熱和內(nèi)能
（1）熱量：它是在單純的傳熱過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度。
（2）表達(dá)式：ΔU=Q。
（3）功、熱和內(nèi)能的改變：做功和熱傳遞都能引起系統(tǒng)內(nèi)能的改變。做功是內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化；熱傳遞只是不同物體（或一個物體的不同部分）之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
五、互動探究
探究點一、焦耳的實驗
知識深化
1.兩個實驗的比較
2.實驗結(jié)論：焦耳的實驗表明，要使系統(tǒng)狀態(tài)通過絕熱過程發(fā)生變化，做功的多少只由過程的始末兩個狀態(tài)決定，而與做功的方式無關(guān)。
題組過關(guān)
1.（多選）如圖所示為焦耳實驗裝置圖，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)于這個實驗，下列說法正確的是( )
A.只要重力做功相同，水溫上升的數(shù)值就相同
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：A ; C
解析：只要重力做功相同，水溫上升的數(shù)值就相同，A項正確；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，B項錯誤，C項正確；做功和傳熱產(chǎn)生的效果相同，但功和熱量是不同的概念，D項錯誤。
2 .下列有關(guān)焦耳及焦耳實驗的說法中正確的有( )
A.焦耳是法國物理學(xué)家，他的主要貢獻(xiàn)是焦耳定律及熱功當(dāng)量
B.焦耳實驗中用到的容器可以用普通玻璃杯代替
C.焦耳實驗中的研究對象是容器中的水
D.焦耳實驗中要使容器及其中的水升高相同的溫度，實驗中懸掛重物的質(zhì)量、下落的高度可以不相同，但做功必須相同
答案：D
解析：焦耳是英國物理學(xué)家；實驗的研究對象是容器及其中的水組成的絕熱系統(tǒng)，普通玻璃杯達(dá)不到絕熱要求；要使水及容器升高相同的溫度即內(nèi)能增加相同，則做功必須相同。
探究點二、功與內(nèi)能的改變
情境探究
1.如圖，在有機玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，用力迅速壓下活塞，觀察棉花的變化。
（1）能看到什么現(xiàn)象？該實驗現(xiàn)象說明了什么？
（2）用力按下活塞時為什么一定要迅速？
答案：（1）可以看到棉花燃燒起來，該現(xiàn)象說明壓縮空氣做功，使空氣內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到乙醚的著火點后引起棉花燃燒。
（2）迅速壓下活塞是為了減少熱傳遞，盡量創(chuàng)造一個絕熱條件。
探究歸納
1.內(nèi)能的理解
（1）物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動能和勢能的總和。在微觀上由分子數(shù)和分子熱運動劇烈程度及相互作用力決定，宏觀上體現(xiàn)為物體溫度和體積，因此物體的內(nèi)能是一個狀態(tài)量。
（2）在系統(tǒng)不吸熱也不放熱的絕熱過程中，狀態(tài)發(fā)生變化是由做功造成的，伴隨的能量轉(zhuǎn)化是外界的能量與系統(tǒng)自身的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。
（3）當(dāng)物體溫度變化時，分子熱運動劇烈程度發(fā)生改變，分子平均動能變化。物體體積變化時，分子間距離變化，分子勢能發(fā)生變化，因此物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間做功的具體過程及方式無關(guān)。
（4）內(nèi)能是狀態(tài)量，由它的狀態(tài)、溫度、體積、質(zhì)量決定。
2.做功與內(nèi)能的變化的關(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；物體對外界做多少功，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。用式子表示為：ΔU=U2?U1=W。
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)著做功較多。
探究應(yīng)用
【典例】如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進(jìn)一支靈敏溫度計和一根氣針，另一端有個用卡子卡住的可移動膠塞。用打氣筒慢慢向容器內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強增大到一定程度，這時讀出溫度計示數(shù)。打開卡子，膠塞沖出容器口后( )
A.溫度計示數(shù)變大，實驗表明氣體對外界做功，內(nèi)能減少
B.溫度計示數(shù)變大，實驗表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加
C.溫度計示數(shù)變小，實驗表明氣體對外界做功，內(nèi)能減少
D.溫度計示數(shù)變小，實驗表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加
答案：C
解析：膠塞沖出容器口后，氣體膨脹，對外做功。由于沒來得及發(fā)生熱交換，由W=ΔU可知內(nèi)能減小。內(nèi)能等于物體內(nèi)所有分子動能和勢能之和，由于體積增大，勢能增大，由此可知分子平均動能減小，所以溫度降低。
【解題感悟】
分析絕熱過程的方法
（1）在絕熱的情況下，若外界對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，ΔU為正值；若系統(tǒng)對外界做正功，系統(tǒng)內(nèi)能減少，ΔU為負(fù)值。此過程做功的多少為內(nèi)能轉(zhuǎn)化多少的量度。
（2）在絕熱過程中，內(nèi)能和其他形式能一樣也是狀態(tài)量，氣體的初、末狀態(tài)確定了，在初、末狀態(tài)的內(nèi)能也相應(yīng)地確定了，內(nèi)能的變化量ΔU也確定了。而功是能量轉(zhuǎn)化的量度，ΔU=W，這也是判斷絕熱過程的一種方法。
【遷移應(yīng)用】
1.如圖是壓力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡圖，活塞a與液面之間密閉了一定質(zhì)量的氣體。假設(shè)封閉氣體為理想氣體且與外界沒有熱交換，則向下壓a的過程中，瓶內(nèi)氣體( )
A.內(nèi)能增大B.體積增大
C.壓強不變D.溫度不變
答案：A
解析：向下壓a的過程中，外界對氣體做功，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增大，溫度升高，再根據(jù)pVT=C，體積減小，所以壓強增大。
2.下列關(guān)于熱量、功和內(nèi)能的說法中，錯誤的是( )
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；熱量、功、內(nèi)能的單位都是焦耳；其中熱量和功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量。
3.（多選）關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能，下列說法中正確的是( )
A.物體內(nèi)所有分子的動能與分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能
B.當(dāng)一個物體的機械能發(fā)生變化時，其內(nèi)能不一定發(fā)生變化
C.外界對系統(tǒng)做了多少功W，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即ΔU=W
D.系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量Q，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即ΔU=Q
答案：A ; B
解析：在分子動理論中，我們把物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能，A項正確；物體的內(nèi)能與機械能是兩個不同的概念，兩者沒有什么關(guān)系，B項正確；只有當(dāng)系統(tǒng)與外界絕熱時，外界對系統(tǒng)做的功才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，同理只有在單純的熱傳遞過程中，系統(tǒng)吸收（或放出）的熱量才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量（或減少量），C、D兩項錯誤。
4.一定質(zhì)量的理想氣體經(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( )
A.外界對氣體做功，氣體分子的平均動能增大
B.外界對氣體做功，氣體分子的平均動能減小
C.氣體對外界做功，氣體分子的平均動能增大
D.氣體對外界做功，氣體分子的平均動能減小
答案：D
解析：絕熱膨脹過程氣體體積增大，氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減少。由于氣體分子間的勢能忽略不計，故氣體分子的平均動能減小。
5.下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說法中，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.熱量傳遞方向與兩物體的溫度有關(guān)
答案：D
解析：熱量是過程量，不是狀態(tài)量，不能像內(nèi)能那樣蘊含在物體中，此外，兩物體之間熱量的傳遞方向只與它們的溫度有關(guān)，與它們的內(nèi)能無關(guān)。
6.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。開箱時，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖所示。在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體( )
A.對外做正功，分子的平均動能減小
B.對外做正功，內(nèi)能增大
C.對外做負(fù)功，分子的平均動能增大
D.對外做負(fù)功，內(nèi)能減小
答案：A
解析：絕熱過程中，氣體膨脹，對外做功；內(nèi)能減小，溫度降低，分子的平均動能減小。
7.如圖所示的容器中，A、B中各有一個可自由移動的活塞，活塞下面是水，上面是大氣，大氣壓恒定，A、B的底部由帶閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱。打開閥門前，A中水面比B中水面高，打開閥門后，A中的水逐漸向B中流，最后達(dá)到同一高度，在這個過程中( )
A.大氣壓力對水做功，水的內(nèi)能增加
B.水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減少
C.大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能不變
D.大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能增加
答案：D
解析：打開閥門K穩(wěn)定后，A、B中的水面相平，相當(dāng)于圖中畫斜線部分的水從A移到B。
這部分水的重力勢能減少了，即重力對水做了功，同時大氣壓力對A中的水做正功，為p0SA?A，對B中的水做負(fù)功，為p0SB?B，因為兩部分水的體積相等，所以大氣壓力對水做的總功為零。由于容器絕熱，系統(tǒng)與外界之間沒有熱交換，而重力對系統(tǒng)做正功，故水的內(nèi)能增加。
8.金屬筒內(nèi)裝有與外界溫度相同的壓縮空氣，打開筒的開關(guān)，筒內(nèi)高壓空氣迅速向外逸出，待筒內(nèi)外壓強相等時，立即關(guān)閉開關(guān)。在外界保持恒溫的條件下，經(jīng)過一段較長時間后，再次打開開關(guān)，這時出現(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，處于動態(tài)平衡，筒內(nèi)空氣質(zhì)量不變
D.筒內(nèi)外無空氣交換
答案：B
解析：因高壓空氣急劇外逸時，氣體沒有時間充分與外界發(fā)生熱交換，可近似看成絕熱膨脹過程。氣體對外做功，內(nèi)能減小，所以關(guān)閉開關(guān)時，筒內(nèi)氣體溫度比外界低，再經(jīng)過較長時間后，筒內(nèi)外氣體溫度相同。對筒內(nèi)剩余氣體分析，屬于等容升溫過程，其壓強要變大，大于外界氣壓，所以再打開開關(guān)時，筒內(nèi)氣體要流向筒外，B項正確。
探究點三、熱與內(nèi)能的改變
情境探究
1.當(dāng)我們雙手靠近火源，雙手立即感受到熱，這是為什么？冬天，我們搓搓手就會感到手暖一些，你認(rèn)為改變物體內(nèi)能有幾種方式？
答案：提示雙手靠近火源，熱量從火源傳到了手上，手的內(nèi)能增加，所以手變熱了。搓手是通過做功改變手的內(nèi)能，所以改變物體內(nèi)能有兩種方式，即做功和熱傳遞。
探究歸納
1.溫度、內(nèi)能、熱量、功等概念的理解
（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動的劇烈程度，是分子平均動能的標(biāo)志。對于理想氣體，氣體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加，但向氣體傳遞熱量，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)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)分子做無規(guī)則運動劇烈程度的標(biāo)志。
（4）熱量與功：熱量和功都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過程量，熱量可以通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為功，功也可以通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為熱量，但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。
2.熱傳遞的理解
（1）熱傳遞的實質(zhì)：熱傳遞實質(zhì)上傳遞的是能量，結(jié)果是改變了系統(tǒng)的內(nèi)能。傳遞能量的多少用熱量來度量。
（2）熱傳遞具有方向性：熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分。
（3）熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。
3.傳遞的熱量與內(nèi)能改變的關(guān)系
（1）在單純熱傳遞中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即Q吸=ΔU。
（2）在單純熱傳遞中，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Q放=?ΔU。
4.改變內(nèi)能的兩種方式的比較
教材拓展
熱傳遞的三種方式
（1）熱傳導(dǎo)——熱沿著物體傳遞的方式，不同物質(zhì)傳導(dǎo)熱的能力各不相同，容易傳導(dǎo)熱的物體稱為熱的良導(dǎo)體，所有金屬都是熱的良導(dǎo)體，不容易傳導(dǎo)熱的物體稱為熱的不良導(dǎo)體，如空氣、橡膠、絨毛、棉紗、木頭、水、油等。
（2）熱對流——靠液體或氣體的流動來傳遞熱的方式，熱對流是液體和氣體所特有的熱傳遞方式。
（3）熱輻射——熱從高溫物體向周圍以電磁波的形式沿直線射出去的方式，熱輻射不依賴介質(zhì)，可在真空中進(jìn)行，溫差越大，表面顏色越深，物體的熱輻射能力越強。
探究應(yīng)用
【典例】（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，如果不和外界交換能量，則 ( )
A.從兩者開始接觸到達(dá)到熱平衡的整個過程中，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，銅塊的溫度比鐵塊的低
答案：A ; C
解析：熱平衡條件是溫度相等，熱傳遞的方向是從溫度高的物體傳向溫度低的物體；在熱傳遞過程中高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量，故A、C兩項正確。
【解題感悟】
熱傳遞的理解要點
（1）熱傳遞與物體的內(nèi)能的多少無關(guān)，只與兩個物體（或一個物體的兩部分）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。（2）熱傳遞過程中，熱量可以由內(nèi)能大的物體傳遞到內(nèi)能小的物體上，也可以由內(nèi)能小的物體傳遞到內(nèi)能大的物體上，但一定是從高溫物體傳遞到低溫物體。
【遷移應(yīng)用】
1. 關(guān)于熱傳遞，下列說法中正確的是( )
A.熱傳遞是溫度的傳遞
B.物體的內(nèi)能發(fā)生了改變，一定是吸收或放出了熱量
C.熱傳遞可以在任何情況下進(jìn)行
D.物體間存在著溫度差，才能發(fā)生熱傳遞
答案：D
解析：物體的內(nèi)能發(fā)生了改變，可能是由于發(fā)生了熱傳遞，也可能是由于外界對物體做功；熱傳遞的實質(zhì)是能量的傳遞，必須在有溫度差的情況下進(jìn)行。
2 .以下所述現(xiàn)象中，屬于通過熱傳遞改變了物體內(nèi)能的是( )
A.汽油機汽缸內(nèi)氣體被壓縮
B.放在空氣中的一杯熱水會冷卻
C.在轉(zhuǎn)動的砂輪上磨車刀，車刀發(fā)熱
D.電流通過電阻絲
答案：B
解析：熱水放在空氣中，通過熱傳遞方式向外傳遞了熱量，使自身的內(nèi)能減少，溫度降低。
3 .指出下面例子中通過熱傳遞改變物體內(nèi)能的是( )
A.感到手冷時，搓搓手就會覺得暖和些
B.擦火柴時，火柴頭上的紅磷溫度升高到紅磷的燃點，火柴燃燒起來
C.物體在陽光照射下溫度升高
D.反復(fù)彎折一根鐵絲，彎折的部分溫度升高
答案：C
解析：物體在陽光照射下溫度升高是通過熱傳遞的方式來改變物體內(nèi)能，其他均是通過做功改變物體的內(nèi)能。
4.（多選）早些年農(nóng)村的小孩子常用舊圓珠筆芯做一種玩具，鐵絲的一端纏繞棉花，用水打濕后從一端塞入筆芯內(nèi)，將筆芯的另一端用力在馬鈴薯上觸一下拔出來，然后用力快速推鐵絲，馬鈴薯小塊高速飛出，能打出十幾米遠(yuǎn)。下列說法正確的是( )
A.在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高
B.在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體對外做功
C.馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自氣體內(nèi)能
D.馬鈴薯小塊高速飛出時外界對筆芯內(nèi)氣體做功
答案：A ; C
解析：在快速推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體經(jīng)歷絕熱壓縮的過程，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，故筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高，故A項正確；在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體被壓縮，是外界對氣體做功，故B項錯誤；封閉氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程，推出馬鈴薯，故馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自氣體內(nèi)能，這里的氣體類似彈簧，故C項正確，D項錯誤。
5.下面例子中，通過做功來改變物體內(nèi)能的是( )
A.陽光照射衣服，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：陽光照射衣服，衣服的溫度升高，是通過熱傳遞改變內(nèi)能，A錯誤；用打氣筒打氣，筒壁變熱，是通過做功改變內(nèi)能，B正確；將高溫金屬塊放在水中，水的溫度升高，是通過熱傳遞改變內(nèi)能，C錯誤；放進(jìn)冰箱冷凍室的水變成冰塊，是通過熱傳遞改變內(nèi)能，D錯誤。
6.如圖所示，帶有活塞的汽缸中封閉著一定質(zhì)量的氣體（不考慮分子勢能）。將一個熱敏電阻（電阻值隨溫度升高而減?。┲糜谄字?，熱敏電阻與汽缸外的歐姆表連接，汽缸和活塞均具有良好的絕熱性能。下列說法正確的是( )
A.若拉動活塞使汽缸內(nèi)氣體體積增大，需施加一定的拉力，說明氣體分子間有引力
B.若拉動活塞使汽缸內(nèi)氣體體積增大，則歐姆表讀數(shù)將變小
C.若發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，則汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能一定增大
D.若發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，則汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能一定減小
答案：D
解析：氣體分子間的距離已經(jīng)超過分子間作用力所研究的范圍，所以不能說明分子間有引力，故A項錯誤；若拉動活塞使汽缸內(nèi)氣體體積增大，氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，熱敏電阻阻值增大，則歐姆表示數(shù)將變大，故B項錯誤；發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大時，熱敏電阻阻值變大，說明溫度降低，則氣體內(nèi)能減小，故C項錯誤，D項正確。
7.（多選）如圖所示，A、B兩裝置均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同。將兩管抽成真空后，開口向下豎直插入水銀槽中（插入過程沒有空氣進(jìn)入管內(nèi)），水銀柱上升至圖示位置停止。假設(shè)這一過程水銀與外界沒有熱交換，則下列說法正確的是( )
A.A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量
B.A管內(nèi)水銀的重力勢能大于B管內(nèi)水銀的重力勢能
C.B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量
D.A和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同
答案：B ; C
解析：大氣壓對水銀槽內(nèi)的水銀做相同的功，因為玻璃管內(nèi)吸進(jìn)的水銀一樣多，所以水銀槽內(nèi)的液面下降相同的高度，A管水銀重心高于B管內(nèi)水銀的重心，故A管內(nèi)水銀重力勢能大于B管內(nèi)水銀的重力勢能，故A管內(nèi)水銀的內(nèi)能增量小于B管內(nèi)水銀的內(nèi)能增量，B、C兩項正確。
項目
實驗一
實驗二
實驗裝置
做功方式
通過重物下落帶動葉片攪水，靠葉片與水摩擦使水溫升高，通過機械功實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化
通過重物下落使發(fā)電機發(fā)電，電流通過電阻絲做功使水溫升高，通過電功實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化
實驗條件
容器及其中的水組成的系統(tǒng)與外界絕熱
共性
外界對系統(tǒng)做功相同，系統(tǒng)溫度上升的數(shù)值相等，內(nèi)能改變相同
項目
做功
熱傳遞
內(nèi)能變化
在絕熱過程中，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
在單純熱傳遞過程中，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
都能引起系統(tǒng)內(nèi)能的改變

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第三冊電子課本

1 功、熱和內(nèi)能的改變

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第三冊

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