知识点1知识点2学业分层测评1功和内能2热和内能学习目标1.掌握从热力学角度认识内能的概念．了解焦耳的两个实验．(重点)2．知道做功与内能改变的数量关系，知道热传递的热量与内能变化的关系．(重点、难点)3．知道做功和热传递是改变内能的两种方式，且对改变系统内能是等效的．(难点)4．掌握内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系．(重点)知识脉络功和内能[先填空]1．焦耳的实验(1)绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换______，它不从外界______，也不向外界______．放热能量吸热(2)代表性实验①重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温______②通过电流的________给水加热．(3)实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的______无关．方式上升热效应2．功和内能(1)内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统__________的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在______过程中对系统所做的功相联系．鉴于功是能量______的量度，所以这个物理量必定是系统的一种能量，我们把它称为系统的内能．(2)功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的增加量，即____________.自身状态绝热变化ΔU＝W[再判断]1．在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量．(×)2．系统只从外界吸热，而不向外界放热的过程就是绝热过程．(×)3．在绝热过程中，外界对系统做多少功，内能就能增加多少．(√)[后思考]1．打气筒是日常生活中的一种工具，当我们用打气筒给自行车打气的时候，就是在克服气体压力和摩擦力做功．打气的过程中你试着去摸一下打气筒的外壳有什么感觉？打气筒的温度升高了，这是怎么回事呢？【提示】外壳温度升高甚至烫手，压缩气体做功，使系统的内能增加，温度升高．图10112．焦耳的代表性实验——热功当量实验，它是通过什么能转化为什么能的？这个实验又能得出怎样的结论？【提示】重力势能转化为内能．结论：只要重力做功相同，容器内水温上升的数值是相同的，即系统状态变化是相同的．[核心点击]1．内能：物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和．(1)在微观上由分子数、分子热运动的剧烈程度和相互作用力决定，宏观上体现为物体的温度和体积，因此物体的内能是一个状态量．(2)在系统不吸热也不放热的绝热过程中，状态发生的变化是由于做功造成的，伴随的能量转化是外界的能量与系统自身的能量发生了转化，系统自身的能量称为内能．(3)造成系统内能变化的量与做功方式无关，与做功的数量有关．(4)内能是状态量，由它的状态、温度、体积、质量决定．2．(1)做功与内能变化的关系：当系统从某一状态经过绝热过程达到另一状态时，内能的增加量ΔU就等于外界对系统所做的功W，用式子表示为：ΔU＝U2－U1＝W.(2)系统内能的改变量ΔU只与初、末状态的内能U1和U2有关，与做功的过程、方式无关．(3)功和内能的区别①功是过程量，内能是状态量．②在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化．③物体的内能大，并不意味着做功多，在绝热过程中，只有变化较大时，对应着做功较多．1．如图1012所示，柱形容器内封有一定质量的空气，质量为m的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成．另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B而静止．在这一过程中，下述空气内能的改变量ΔU、外界对气体所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系中不正确的是()图1012A．Mgh＋mgΔh＝ΔU＋WB．ΔU＝W，W＝Mgh＋mgΔhC．ΔU＝W，WΔU【解析】物体与活塞碰撞时有机械能损失，因此物体和活塞重力势能的减少量大于气体内能的增加量；根据功与内能增加量的关系可知，外界对气体所做的功W与空气内能的变化量相等，因此ΔU＝W，W
