1、10.1 功和内能 学案学习目标1知道什么是绝热过程。2从热力学的角度认识内能的概念。3理解做功与内能改变的数量关系。4知道内能和功的单位是相同的。知识梳理1. 焦耳的实验（1）系统只通过对外界做功或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，这样的过程叫做_ 过程。 （2）在焦耳的大量实验中，有两个最具代表性。一个是在测定热功当量的实验中，重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。焦耳的多次试验表明，只要重力做的功_ ，容器内水温上升的数值就相同，即系统的状态变化是相同的。焦耳的另一个有代表性的实验，是通过电流的热效应给水加热。多次试验结果表明，对同一个系统，如果过程是
2、绝热的，只要所做的_ 相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化相同。（3）焦耳的这些实验表明，要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数值只由过程_ 决定，而与做功的_无关。2.内能（1）任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。鉴于功是能量变化的量度，所以这个物理量必定是系统的一种_,我们称它为系统的内能。（2）当系统从状态1经过绝热过程到状态2时，内能的增加量U = U2 U1 就等于外界对系统所做的功W ，即_ 。这就是说，在绝热过程中内能的改变用_ 来量度。外界对物体做多少功，物体的内能
3、就_ 多少；物体对外界做多少功，物体的内能就_ 多少。答案：1.（1）绝热 (2)相同 电功 （3）始末两个状态 方式 2.（1）能量 （2）U = W 功 增加 减少 典型例题例1下列哪个实例说明做功改变了系统的内能（ ）A. 用热水袋取暖 B. 用双手摩擦给手取暖C. 把手放在火炉旁取暖 D. 用嘴对手呵气给手取暖解析：双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；A、C、D都是通过传热来改变系统的内能。故选项B正确。答案：B点拨：做功还是传热从能量的转化或转移来判断即可，做功对应着能量的转化，而传热对应着能量的转移。例2绝热过程中，外界压缩气体做功20J，下列说法中正确的是 ( )A气体内能一
4、定增加20J B气体内能增加必定小于20JC气体内能增加可能小于20J D气体内能可能不变解析：绝热过程中，做功的过程是能量转化的过程，做了多少功，就有多少内能发生变化。功是内能转化的量度U=W 。故A选项正确。答案：A点拨：做功可以改变物体的内能。在绝热过程中，做功的多少是能量转化的量度。外界对物体做功，物体的内能就增加；物体对外界做功，物体的内能就减少。当堂练习1下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是 （ ）A点亮的灯笼，外壳变热 B把一杯热水放在冷水中冷却C用铁锤锻打工件，工件会发热 D把铁丝反复弯曲，弯曲处温度升高答案：CD2.在下列改变物体内能的方法中，属于做功过程的是（ ）A燃气
5、炉火上的壶水逐渐升温的过程 B柴油机气缸内气体被压缩的过程C物体在阳光下被晒热的过程 D把烧红的铁块投入水中使铁块温度降低的过程答案：B3物体的内能大小 （ ） A只与温度有关 B只与质量有关C只与状态有关 D与温度、体积有关答案：D4.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是（ ）A迅速向里推活塞 B迅速向外拉活塞C缓慢向里推活塞 D缓慢向外拉活塞答案：A解析：只有迅速向里推活塞，对混合气体做功，才能使混合气体的内能迅速增加，温度迅速升高到燃点。故A选项正确。5.把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明（ ）A做功可以升高物体的温度B做功可以改变物体的内能C做功一定可以增加物体的内能D做功可以增加物体的热量答案：B解析：当快速下压活塞时，对空气做功，改变了气体的内能，使气体的温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来。故B选项正确。