功和内能

物体的内能与温度和体积的关系

温度变时分子动能变，体积变时分子势能变，因此物体的内能决定于它的温度和体积，但是这句话却不能作为判断两物体内能大小的依据。如两物体温度和体积均相同，而内能却没有确定的关系。再如，0 ℃的冰熔化成OC水体积减小，不能就此认为其势能也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所增加的只是分子的势能。

焦耳的实验

焦耳实验揭示了热量与功之间确定的当量关系(1卡=4.186焦耳)，表明机械运动或电磁运动与热运动之间是可以相互转化的.它启迪人们继续发现了各种物质运动之间的相互转化关系，为能量转化和守恒定律的建立奠定了基础.

对系统做机械功

重物下落带动轮叶旋转，通过搅拌对绝热容器内的液体做功，使液体升温，即状态发生变化。

结论：只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值就相同，即系统状态的变化是相同的。

对系统做电功

电流通过电热丝使绝热容器内的液体温度升高。

结论：对同一系统，在绝热过程中只要所做的电功相同，系统温度上升的数值就相同，即系统的状态变化相同。

从焦耳的实验中可以得出什么结论?

1.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。

2.测出了热功当量(热与机械功之间的当量关系)，为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础。

在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所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。

类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定，与物体的运动路径无关?

重力 ：重力做功对应重力势能

限优升网上-5740863a径元量软公4d7e件f22441c14ca4广司西法科学技慧途ce03东b57e有

电场力 ：电场力做功对应电势能(电能)

内能

在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所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。

功是能量转化的量度

内能U： 只依赖于系统自身状态的物理量

内能与状态参量温度、体积有关，即由它的状态决定

内能的增加量△U=U₂-U₁等于外界对系统所做的功，△U=W。

2、当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量△U=U_2-U1就等于外界对系统所做的功W，即△U=W。

思考

在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能怎么变?数量上有什么关系?若系统对外界做功呢?

对于气体在膨胀或压缩的情况下，气体做功有如下结论：膨胀时气体对外界做功;压缩时外界对气体做功.也即气体体积增大，则气体对外界做功;气体体积减小，则外界对气体做功.若在绝热的情况下，气体对外界做功其内能减少;外界对气体做功其内能增加.

习题演练

1. 下列说法正确的是( )

A 分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能

B 物体的分子势能由物体的温度和体积决定

C 物体的速度增大时，物体的内能增大

D 物体的内能减小时，物体的温度可能增加

东b57e网上优量公4d7e-5740863a径科件f22441c14ca44b25239b有学限司西法术软技4123a6ca高广慧元量1223升途ce03

2. 一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是( )

A 物体的机械能和内能都不变

B 物体的机械能减少，内能不变

C 物体的机械能增加，内能增加

D 物体的机械能减少，内能增加

习题解析

1. D

2. D