专题10.2 热和内能-2020届高中物理同步讲义 人教版（选修3-3）

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1、第十章 热力学定律第2节 热和内能热和内能1改变内能的两种方式的比较：比较项目做功热传递内能变化外界对物体做功，物体的内能 ；物体对外界做功，物体的内能 物体 热量，内能增加；物体 热量，内能减少物理实质其他形式的能与内能之间的转化不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移相互联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是 2内能与温度从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观看，温度反映了分子热运动的激烈程度，是分子 的标志。物体的温度升高，其内能一定增加。但向物体传递热量，物体的内能却不一定增加（可能同时对外做功）。3热量和内能 是由系统状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定

2、，要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种途径来完成。而热量是传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的。有过程，才有变化，离开过程，毫无意义。就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“热量”和“功”，因此，不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”。4热量与温度 是系统的内能变化的量度，而 是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志。热传递的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度。5热量与功热量和功都是系统内能变化的 ，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过

3、系统转化为热量，但它们之间有着本质的区别。增加 减少 吸收 放出 相同的平均动能 内能 热量 温度 量度“温度”“热量”“功”“内能”四个量之间的区别与联系比较项区别联系热量和内能内能是状态量，热量是过程量，热量的概念在涉及能量传递时才有意义热量对应物体状态变化的一个过程，而内能对应一个状态在单纯传热的过程中，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小，热量是内能改变的量度热量和温度热量是系统内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则热运动的剧烈程度的标志虽然传热的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是热量，不是温度传热过程中放出的热量多少与温度差有一定的关系热量和功用做功来改变

4、系统的内能，是系统内分子随整体的有序运动转化为另一系统的分子的无规则运动的过程，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程用传热来改变系统的内能，是将分子的无规则运动从一个系统转移到另一个系统，这种转移就是系统间内能转换的过程热量和功都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量还与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统转化为热量内能和温度从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观看，温度反映了分子热运动的激烈程度，是分子平均动能的标志只升高物体的温度，其内能一定增加两物体相比，温度高的物体内能不一定大；反过来内能大的物体，温度也不一定高【例题】有关物体的内能，以下说法

5、中正确的是A1 g温度为0 水的内能比1 g温度为0 冰的内能大B电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过传热方式实现的C气体膨胀，它的内能一定减少D橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加参考答案：AD试题解析：0 的水和0 的冰分子平均动能相同，但分子势能并不相同，水结成冰时要放出热量(忽略此过程的膨胀功)说明相同质量的水的分子势能大(水的分子势能比冰的分子势能大)，故选项A正确电流通过电阻发热，是由于电流做功将电能转化为内能的过程，而不是传热过程，故B选项错误气体膨胀对外做功，但有可能吸收更多的热量，故C选项错误。橡皮筋被拉伸时，会产生弹力，此弹力是分子引力的宏观表现，分子势能随分子间距离的增大

6、而增大，故选项D正确。1出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）A压强增大，内能减小B吸收热量，内能增大C压强减小，分子平均动能增大D对外做功，分子平均动能减小2关于系统内能的下列说法正确的是A物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能B一个物体当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化C外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即U=WD系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加了多少，即U=Q3关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有A热水的内能比冷水的内能多B温度高的物体其热量必定多

7、，内能必定大C在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D热量是热传递过程中内能转移的量度4一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起(若不计气泡内空气分子势能的变化)，则A气泡对外做功，内能不变，同时放热B气泡对外做功，内能不变，同时吸热C气泡内能减少，同时放热D气泡内能不变，不吸热也不放热5如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的气缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走。若活塞与气缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中A气体对外做功，气体温度一定降低B气体对外做功，内能一定减少C气体压强减小，内能可

8、能不变D气体从外界吸热，内能一定增加6用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空，现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器（如图乙所示），这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是A自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动B自由膨胀前后，气体的压强不变C自由膨胀前后，气体的温度不变D容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分7在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是A一定是物体放出了50J的热量B一定是物体吸收了50J的热量C一定是物体分子动能增加了50JD物体的分子平均动能可能不变8关于热量、温度的下列说法正确的是A热量是热传递过程

9、中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度B在绝热容器中，放入两个温度不等的物体，则高温物体放出温度，低温物体吸收温度，直到两个物体温度相等C高温物体内能多，低温物体内能少D两个质量和比热容都相等的物体，若吸收相等的热量，则温度相等9在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是A一定是物体放出了50 J的热量B一定是物体吸收了50 J的热量C一定是物体分子动能增加了50 JD物体的分子平均动能可能不变10如图所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度

10、相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则AA球吸收的热量较多BB球吸收的热量较多C两球吸收的热量一样多D无法确定11下列关于内能与热量的说法中，正确的是A马铃薯所含热量高B内能越大的物体热量也越多C热量自发地从内能大的物体流向内能小的物体D热量自发地从温度高的物体流向温度低的物体12一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则A从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C达到热平衡时，铜块的温度T=D达到热

11、平衡时，两者的温度相等13（1）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过_方式改变物体的内能，把_转变为内能。（2）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图。学科-网这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_，温度_，体积_。14（2017新课标全国卷）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，

12、将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是A气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变1B【解析】理想气体的内能只与温度有关，温度升高内能增大，分子的平均动能增大，罐内气体的压强增大。因体积不变，做功为零，从外界吸收热量，综上所述，选项B正确，ACD错误。2A【解析】在分子动理论中，我们把物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和定义为物体的内能，选项A正确。物体的内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有任何关系。如物体的速度增加了，机械能可能增加

13、；但如果物体的温度不变，物体的内能可能不变，故选项B错误。只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增量，同理，只有在单纯的热传递过程中，系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增量，故C、D两项错误。5C【解析】由于气缸为导热的，则可与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变。C正确。6C【解析】由分子动理论知，气体分子的热运动是永不停息地做无规则运动，故选项A错误；由能量守恒定律知，气体膨胀前后内能不变，又因一定质量理想气体的内能只与温度有关，所以气体的温度不变，故选项C正确；由=常量，所以气体压强变小，故选项B错误；由热力学第二定

14、律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界影响的情况下，容器中的气体不能自发地全部回到容器的A部分，故选项D错误。7BD【解析】在外力不做功的情况下，内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故选项A错误，选项B正确。物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子平均动能增加了50 J。物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能。故BD正确。8A【解析】温度是物体分子平均动能大小的量度，表示冷热程度，A正确；在绝热容器中，放入两个温度不等的物体，吸收和放出的是热量，故B错误；

15、热量是热传递过程中物体间内能的转移量，内能包括分子动能与分子势能，与温度、体积、物质的量有关，故C错误；D项不知道初始温度，只能说温度变化相同，D错误。11D【解析】选项A是一种很常见的说法，在日常生活中似无须计较，但从物理学的角度来看，却有不妥，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B与说法A存在相同的错误，此外，物体的内能与热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，选项C错。12AD【解析】一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直至温度相等，不再发生热交换为止。而热量是热传递过程中内能的变化量。所以选项A和选项D都正确，选项B错误。根据热平衡方程得：学科网c铜m(T1T)=c铁m(TT2)，解得：T=。由此可知，选项C是错误的。13（1）做功 机械能 （2）热量 升高 增大（1）钻木取火是通过做功方式把机械能转变为内能。（2）将烧瓶放进热水中，烧瓶内的气体吸热膨胀。14ABD【解析】气体向真空扩散过程中不对外做功，且又因为气缸绝热，可知气体自发扩散前后内能相同，A正确，C错误；气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因气缸绝热，则气体内能增大，BD正确；气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，温度升高，气体分子的平均动能增加，E错误。