3.1功、热和内能的改变（解析版）-2024年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第三册）.pdf

3.1功、热和内能的改变

知识点一、焦耳的实验

1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程．

2．代表性实验

(1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升．

(2)通过电流的热效应给液体加热．

3．实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依

赖于做功的具体过程和方式．

4．内能：只依赖于热力学系统自身状态的物理量．

知识点二、功与内能的改变

1．功与内能的改变

在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达

到状态2时，内能的变化量ΔU＝U－U，等于外界对系统所做

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的功W，即ΔU＝W.

2．理解

(1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程．

(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对

外做功，系统的内能减少．

知识点三、热与内能的改变

1．传热

(1)条件：物体的温度不同．

(2)传热：热从高温物体传到了低温物体．

2．热和内能

(1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度．

(2)热与内能的改变

当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U－U等于外界向系统传递的热

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量Q，即ΔU＝Q.

(3)传热与做功在改变系统内能上的异同．

①做功和传热都能引起系统内能的改变．

②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转

移．

改变内能的两种方式的比较

比较

做功热传递

项目

内能外界对物体做功，物体的内能增加；物体物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，

变化对外界做功，物体的内能减少内能减少

物理不同物体间或同一物体不同部分之间内

其他形式的能与内能之间的转化

实质能的转移

相互

做一定量的功和传递相同量的热量在改变内能的效果上是相同的

联系

[例题1]（2023•慈溪市校级开学）在一个真空的钟罩中，用不导热的细线悬吊一个铁块，中午时铁

块的温度是28℃，晚上铁块的温度是23℃。铁块的内能（）

A．变大B．变小C．不变D．无法判断

【解答】解：因为物体的内能与温度、体积有关，当铁块的温度降低时，铁块的体积变化很小，

所以其内能随温度降低而减小，故ACD错误，B正确。

故选：B。

[例题2]（2023•和平区模拟）关于热现象，下列说法正确的是（）

A．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至2T

B．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越大，布朗运动越剧烈

C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式

D．分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能也越小

【解答】解：A．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至T′，且T＝（t+273）

K，

T′＝（2t+273）K，所以T′不等于2T，故A错误；

B．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，受力越不易平衡，布朗运动越剧烈，故B错误；

C．做功和热传递都可以改变内能，是改变内能的两种方式，故C正确；

D．若分子力表现为斥力时，分子间距离越大，分子力做正功，分子势能越小；分子间距离越小，

分子力做负功，分子势能越大；若分子力表现为引力时，分子间距离越大，分子力做负功，分子

势能越大；分子间距离越小，分子力做正功，分子势能越小，所以分子间距离越大，分子势能不

一定越大，分子间距离越小，分子势能也不一定越小，故D错误。

故选：C。

[例题3]（2022春•东昌府区校级期中）下列说法正确的是（）

A．单晶体有确定的熔点，而多