热和内能— 刘叔物理

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能量，它不从外界吸热，也不向外界放热。

2、焦耳的代表性实验

（1）重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温升高。

（2）通过电流的热效应给水加热。

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方式无关。

功和内能

1、内能：依赖于一个热力学系统自身状态的物理量，是热力学系统的一种能量。

2、绝热过程中做功与内能变化的关系：ΔU＝W。

热和内能

1．热传递：热量总是从高温物体向低温物体传递。

2．热量和内能

（1）关系描述：热量是在单纯的传热过程中内能变化的量度。

（2）公式表达：ΔU＝Q。

功和内能

1、内能与内能的变化

（1）物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。因此，物体的内能是一个状态量。

（2）当物体温度变化时，分子的平均动能变化；物体的体积变化时，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初末状态决定，与中间过程及方式无关。

2、做功与内能变化的关系

（1）做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程。

（2）在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少，即ΔU＝W。

3．功和内能的区别

（1）功是能量转化的量度，是过程量，而内能是状态量。

（2）做功过程中，能量一定会发生转化，而内能不一定变化，只有在绝热过程中，做功才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，只有内能变化较大时，才对应着做功较多。

4．判断绝热过程中内能变化的方法

判断气体绝热过程的内能变化一般情况下只需看气体体积变化就可决定：

若体积增大，气体对外界做功，W＜0，即ΔU＜0，内能减小。

若体积缩小，外界对气体做功，W＞0，即ΔU＞0，内能增加。

提示：气体自由膨胀时，气体与外界相互不做功，因此这种情况下气体体积增大没有外界阻力，也就不需要对外界做功。

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