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第十章熱力學定律 第一節(jié)功和內能 引入 冬天搓手可使雙手變暖 向手吹氣也可使雙手變暖 是什么原因使溫度發(fā)生了變化呢 物體的內能與溫度和體積的關系 溫度變時分子動能變 體積變時分子勢能變 因此物體的內能決定于它的溫度和體積 但是這句話卻不能作為判斷兩物體內能大小的依據(jù) 如兩物體溫度和體積均相同 而內能卻沒有確定的關系 再如 0oc的冰熔化成oc水體積減小 不能就此認為其勢能也減小 而應該從改變內能的方式上分析 冰熔化過程吸收熱量 內能增加 而溫度不變 所增加的只是分子的勢能 演示實驗 從焦耳的實驗中可以得出什么結論 1 在各種不同的絕熱過程中 系統(tǒng)狀態(tài)的改變與做功方式無關 僅與做功數(shù)量有關 2 測出了熱功當量 熱與機械功之間的當量關系 為熱力學第一定律和能量守恒定律的建立奠定了實驗基礎 在熱力學系統(tǒng)的絕熱過程中 外界對系統(tǒng)所做的功僅由過程的始末兩個狀態(tài)決定 不依賴于做功的具體過程和方式 類比思考 哪些力做功僅由物體的起點和終點兩個位置決定 與物體的運動路徑無關 重力 電場力 重力做功對應重力勢能 電場力做功對應電勢能 電能 一 焦耳熱功當量實驗 1 絕熱過程 2 焦耳經(jīng)過大量的實驗證明 在各種絕熱過程中 如果使系統(tǒng)從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2 所需外界做功的數(shù)量是相同的 系統(tǒng)既不從外界吸熱 也不向外界放熱的過程 內能是一個狀態(tài)量 一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內能 二 內能 物體內部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和 叫做物體的內能 哪些物體有內能 所有物體 一個物體內能的大小是否變了 怎樣才能知道呢 物體的溫度是否升降 做功改變物體的內能有兩種 對物體做功 物體內能會增加 物體對外做功 物體內能會減少 能的轉化關系 對物體做功 外界消耗機械能 機械能轉化為內能 物體對外做功 外界獲得機械能 內能轉化為機械能 用功可以量度內能的改變 功和內能單位相同 都是焦耳 各種形式的能量的單位都是焦耳 金屬制成的氣缸中裝有柴油與空氣的混合物 有可能使氣缸中柴油達到燃點的過程是 c a 迅速向里推活塞b 迅速向外拉活塞c 緩慢向里推活塞d 緩慢向外拉活塞 練習 1 用酒精燈給用活塞封住少量水的試管加熱 過一會試管塞被沖出 水蒸汽的溫度降低了 為什么 2 找一條橡皮筋 兩手捏住其兩端用力拉長并迅速貼在腦門上 你會有什么感覺 為什么 思考 用打氣筒打氣時 過一會筒壁會熱起來 這是為什么 打氣時活塞壓縮空氣
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