来讲一下定律的第1节和第2节。做功和热传递

今天我们将讨论热力学定律的第 1 节和第 2 节。通过这两部分，我们将澄清一个问题：改变内能有两种方式——做功和传热。

首先我们想一想：冬天手冷的时候，怎样才能解冷，提高手的温度呢？

要么来回搓手，要么拿着暖手器。这是我们改变内部能量，做功和传热的两种方式。

首先，我们来看看第一节“功与内功”

让我们来看看这个小实验。

挤压活塞，你会发现易燃的硝酸纤维素燃烧。

原因是挤压活塞确实对空气做功，使空气温度升高，达到硝化纤维的着火点。

一：焦耳实验

早期对热量的研究并不完善，热量质量理论非常流行。热量理论认为热是一种没有质量的物质。教科书第52页有对热和质量理论的详细介绍。

那么究竟什么是热呢？它是一种物质吗？还是一种能量？

焦耳热功当量实验起到了非常重要的作用，人们通过它认识到热其实是一种能量。

焦耳穿过这样一个封闭的、绝缘的容器，侧面有两个刀片从重物落下。叶片旋转和水摩擦增加了水温。这样，系统与外界进行能量交换只是因为外界确实对它起作用。它不吸收外界的热量，也不向外界释放热量。这样的过程称为绝热过程。

通过多次实验测量，焦耳发现，虽然悬浮重物的重量不同，落下的高度也不同，但只要重力做的功相同，仪器内的水温升值为一样，系统状态的变化也是一样的。.

另一个实验是通过电流的热效应来加热水。那么这个实验表明，不管电流是大是小，通电时间是一样的，只要做的电功一样，温升的值也是一样的，或者系统状态变化相同。

这些实验表明：

1、在各种绝热过程中，系统状态的变化与做功方式无关，只与做功量有关。

2.焦耳测量热功当量（热量与功的换算关系，人们过去认为热量是物质，不是能量），1卡路里=4.1焦耳

二：内能

焦耳的热功等效实验让我们意识到，在任何热力学系​​统中，都必然存在一个只取决于系统本身状态的物理量。这个物理量的两种状态的差异与外界在绝热过程中对系统所做的功有关，所以所做的功是能量变化的量度，所以这个物理量一定是一种能量系统的能量，我们称这个物理量为系统的能量内能。

内能与状态参数温度和体积有关，即由其状态决定。这对应于我们之前称为内能的分子动能和分子势能之和。它提供了微观解释。

当系统处于绝热过程时：内能的增加等于外界对系统所做的功，△U=U2-U1。

1、当外界对物体做功时，物体的内能增加。

2.当物体对外界做功时，物体的内能会减少。

活塞顶出后，气团在瓶内雾化。

原因是：气体将软木塞推出外做功，导致内能减少，气体温度降低，水蒸气液化成小水滴。

三：传热

在日常生活中，我们想要改变一个物体的温度，或者改变一个物体的内能，也是通过传热的方式。

当两个温度不同的物体相互接触时，温度较高的物体会降温，温度较低的物体会升温。我们说热量从高温物体传递到低温物体。这样的过程称为传热。

传热发生的条件：物体之间或物体不同部分之间存在温差。

传热有三种方式：热传导（两个物体之间的接触）、热对流（通过空气等介质传递）和热辐射（通过辐射电磁波来辐射热量）。

综上所述：传热除了对系统做功外，还可以改变系统的内能。我们把系统在纯传热过程中内能变化的量度称为热Q。当系统通过纯传热从状态1到状态2时，内能的增加量△U=U2 -U1等于从外界传递到系统的热量Q关于热量 内能 温度，即△U=Q。1、物体从外部吸收热量关于热量 内能 温度，物体内部的能量增加。2、物体向外释放热量，物体内部的能量减少。

注：1 与功一样，热的概念只有在涉及能量传递时才有意义。所以你不能说物体有多少热量，只能说物体吸收或散发多少热量。

2、做功和传热还是有区别的：做功时，内能和其他形式的能量相互转化，能量的形式发生了变化。例如，摩擦功可以将机械能转化为内能。热传导只是不同物体之间内能的相互传递，能量没有转化。

典型例子

1.关于热、功和内能的理解，下列说法正确的是()

A.三个单位相同，物理意义相同

湾。热量和功是内能的量度

C。热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的

D. 系统的内能增加了 100J。可能是外界采用绝热方式对系统做了 100J 的功，也可能是外界简单地将热量传递给系统100 焦

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