《人教版物理选修3-3知识点突破》10.1 功和内能（原卷版）

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10.1 功和内能
学习目标
1．了解焦耳的热功当量实验，明确实验原理。
2．理解内能的概念，并了解功是能量改变的量度。
重点：1．了解焦耳的两个实验的原理。
2．知道做功和传热是改变内能的两种方式。
难点：知道做功和传热是改变内能的两种方式。
知识点一、焦耳的实验
1．绝热过程：系统只通过对外界做功或外界对它做功做功而与外界交换能量，它不从外界吸收热量 ，
也不向外界放出热量的过程。
2．代表实验：（1）重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。
（2）通过电流的热效应给水加热。
3．实验结论：在各种不同的绝热过程中，系统状态变化相同，则外力所做的功相同，与做功的方式
无关。
【题 1】如图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里
的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是
A．这个装置可测定热功当量 B．做功增加了水的热量
1
C．做功增加了水的内能 D．功和热量是完全等价的，无区别
【题 2】下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的有
A．焦耳是法国物理学家，他的主要贡献是焦耳定律及热功当量
B．焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替 C．焦耳实验中的研究对象是容器中的水
D．焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度，实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相
同，但做功必须相同
知识点二、功和内能
1．内能的概念：任何一个热力学系统都存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，叫系统的内能。
内能是描述热力学系统自身状态的物理量。
2．内能与内能变化
（1）物体的内能是指物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和。
（2）当物体温度变化时，分子平均动能变化。物体体积变化时，分子势能发生变化，即物体的内能
是由它的状态决定的，且物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关。
3．做功与内能变化的关系：做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度，在国际单位制中 ，
2
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