一、內(nèi)能與內(nèi)能變化
（1）物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和。
?理想氣體分子勢(shì)能為0，內(nèi)能為分子動(dòng)能，平均動(dòng)能表現(xiàn)為溫度。
（2）當(dāng)物體溫度變化時(shí)，分子平均動(dòng)能變化。物體體積變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化，即物體的內(nèi)能是由它的狀態(tài)決定的，且物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過(guò)程及方式無(wú)關(guān)。
（3）內(nèi)能與溫度
①溫度高的物體內(nèi)能一定大嗎？
不一定，內(nèi)能的大小不僅與溫度有關(guān)，還與分子數(shù)目、物質(zhì)狀態(tài)有關(guān)，例如一滴開(kāi)水的內(nèi)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一座冰山的內(nèi)能。
溫度高是平均動(dòng)能大(注意是平均)
②內(nèi)能增大溫度一定升高嗎？
“錯(cuò)”，例如，0℃的冰化成0℃的水，雖然溫度沒(méi)變，分子動(dòng)能沒(méi)變，但由于熔化是一個(gè)吸熱過(guò)程，吸收的能量用于增加分子勢(shì)能，故此，我們說(shuō)，分子勢(shì)能是增加的，內(nèi)能是增加的，而溫度不變。
③物體溫度升高，內(nèi)能一定增大嗎？
物體溫度升高內(nèi)能不一定增加。物體在溫度升高的同時(shí)對(duì)外做功，消耗掉了吸收熱量獲得的能，所以物體內(nèi)能不一定增大。
?理想氣體，溫度升高，內(nèi)能一定增加。
物體溫度升高與內(nèi)能關(guān)系
內(nèi)能大小與物體的質(zhì)量、體積、溫度及構(gòu)成物體的物質(zhì)種類都有關(guān)系?，F(xiàn)階段主要掌握與溫度的關(guān)系。當(dāng)其他條件不變時(shí)（即勢(shì)能不變），一個(gè)物體溫度升高，它的內(nèi)能增大；溫度降低，內(nèi)能減小。切記“溫度不變時(shí)，它的內(nèi)能一定不變”是錯(cuò)誤的。如晶體熔化、液體沸騰時(shí)，溫度保持不變，但要吸熱，內(nèi)能增加。溫度不變時(shí)，它的內(nèi)能也可能減小。同樣，物體放出熱量時(shí)，溫度也不一定降低。一定要在外界環(huán)境和物質(zhì)性質(zhì)都不變的情況下，才能溫度不變，內(nèi)能一定不變。
（4）熱量與內(nèi)能
內(nèi)能是有系統(tǒng)狀態(tài)決定的，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之之確定，要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，可以通過(guò)熱傳遞或做功兩種途徑來(lái)完成。而熱量是傳遞過(guò)程中的特征物理量，和功一樣，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過(guò)程中所遷移的能量，是用來(lái)衡量物體內(nèi)能變化的。有過(guò)程，才有變化，離開(kāi)過(guò)程，毫無(wú)意義。就某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，根本不存在什么“熱量”和“功”，因此，不能說(shuō)一個(gè)系統(tǒng)中含有“多少熱量”或“多少功”。
（5）熱量與溫度
熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。
熱傳遞的前提條件是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差，傳遞的是熱量而不是溫度。
（6）熱量與功
熱量和功都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過(guò)程量，一定量的熱量與一定量的功相當(dāng)，熱量可以通過(guò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為功，功也可以通過(guò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為熱量，但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別
二、改變內(nèi)能的兩種方式
做功和熱傳遞
1、做功可以改變物體的內(nèi)能。（如鉆木取火、打氣筒發(fā)熱）
2、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能（如放置冰塊使物體降溫）。
兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)溫度高的物體要降溫溫度低的物體要升溫，即熱量從高溫物體傳到了低溫物體，這個(gè)過(guò)程就叫做熱傳遞，實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)移的過(guò)程。
熱傳遞的三種形式：熱傳導(dǎo)，熱對(duì)流（一般見(jiàn)于氣體和液體）以及熱輻射。熱傳遞的條件是物體間必須有溫度差，只要存在溫度差，熱傳遞就會(huì)進(jìn)行，與原來(lái)物體內(nèi)能無(wú)關(guān)，能量可以由內(nèi)能大的物體傳到內(nèi)能小的物體，也可以由內(nèi)能小的物體傳到內(nèi)能小大的物體。
三、熱力學(xué)第一定律
1.內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能
等于外界對(duì)它所做的功與外界向它傳遞的熱量的和。
2.表達(dá)式：△U=W Q
①氣體(物體)膨脹，體積增大，氣體(物體)是對(duì)外界做正功，外界對(duì)氣體(物體)做負(fù)功，W<0；
?向真空膨脹不做功。
②氣體(物體)收縮，體積減小，氣體(物體)對(duì)外界做負(fù)功，外界對(duì)氣體(物體)做正功，W>0.
?研究對(duì)象是氣體(物體)，W取正值還是負(fù)值，要針對(duì)氣體(物體)，而不是外界。
③如何計(jì)算對(duì)氣體(物體)做功？
a.等容變化不做功;
b.膨脹對(duì)氣體(物體)做負(fù)功，收縮對(duì)氣體(物體)做正功，轉(zhuǎn)化為p-v圖求功，p-v圖像線與v軸圍成的面積表示功。
例：A→B→A循環(huán)過(guò)程對(duì)氣體所做的功為陰影部分面積。
④系統(tǒng)對(duì)外吸熱Q>0，系統(tǒng)對(duì)外界放熱Q<0，絕熱Q=0。
⑤△U>0表示內(nèi)能增加，△U<0表示內(nèi)能減小，△U=0表示內(nèi)能不變；
當(dāng)做功和熱傳遞同時(shí)發(fā)生時(shí)，物體的內(nèi)能可能增加，也可能減小，還可能保持不變；
物體內(nèi)能發(fā)生變化可能是由做功引起的，也可能是由熱傳遞引起的，還可能是兩者共同作用的結(jié)果。
⑥幾種特殊情況：
a.若過(guò)程是絕熱的，即Q＝0，則△U＝W，物體內(nèi)能的增加量等于外界對(duì)物體做的功。
b.若過(guò)程中不做功，即W＝0，則△U＝Q，物體內(nèi)能的增加量等于物體從外界吸收的熱量。
c.若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即△U＝0，則W＝-Q（或Q＝-W），外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量（或物體吸收的熱量等于物體對(duì)外界做的功）。
練習(xí)1：【判一判】
（1）某一系統(tǒng)經(jīng)質(zhì)絕熱過(guò)程時(shí)，只要初末狀態(tài)相同，則做功數(shù)量也一定相同。（?）
（2）在絕熱過(guò)程中，做功方式不同會(huì)直接影響系統(tǒng)狀態(tài)變化的最終結(jié)果。（×）
（3）在絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外界做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量。（×）
（4）功和內(nèi)能都是能量轉(zhuǎn)化的量度。（×）
（5）搓搓手會(huì)感到手暖和些，是通過(guò)做功改變了手的內(nèi)能。（?）
（6）熱傳遞過(guò)程具有一定的方向性。（?）
（7）在任何情況下，公式△U＝Q都適用。（x）
（8）溫度高的物體含有的熱量多。（×）
（9）熱量一定從內(nèi)能多的物體傳遞給內(nèi)能少的物體。（×）
（10）做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。（?）
練習(xí)2：
打氣筒是日常生活中的一種工具，當(dāng)我們用打氣筒給自行車打氣的時(shí)候，就是在克服氣體壓力和摩擦力做功。打氣的過(guò)程中你有沒(méi)有試著去摸一下打氣筒的外殼？有什么感覺(jué)？打氣筒的溫度升高了，這是怎么回事呢？
答案：當(dāng)向下壓氣筒的時(shí)候，對(duì)氣筒內(nèi)氣體做功，氣筒內(nèi)氣體的體積被壓縮，氣體分子的平均動(dòng)能增大，所以內(nèi)能增大，氣體溫度大于氣筒壁溫度，氣體就會(huì)向氣筒壁傳熱，導(dǎo)致筒壁溫度升高。
練習(xí)3：
“火”不但可以用來(lái)取暖，還可以用來(lái)加熱食物，“火”把人類帶入了文明的殿堂。我們的祖先很早就發(fā)明了“鉆木取火”的用具，使人們不再僅僅依靠自然的“恩賜”而得到“火”。你知道“鉆木取火”的道理嗎？
答：做功可以改變物體的內(nèi)能，“鉆木取火”就是通過(guò)外力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。木材內(nèi)能增加，溫度達(dá)到著火點(diǎn)而燃燒。
練習(xí)4：在寒冷的冬季，人們常常生火取暖，當(dāng)雙手靠近火源時(shí)，我們就會(huì)感受到手變暖和了。
1.烤火是通過(guò)什么方式來(lái)增加手的內(nèi)能？
2.熱量總是從內(nèi)能多的物體向內(nèi)能少的物體傳遞的嗎？
3.改變物體的內(nèi)能有幾種方式？這些改變物體內(nèi)能的方式在本質(zhì)上有什么不同？
1.熱傳遞。
2.不是，熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞。
3.做功和傳熱可以改變物體的內(nèi)能。做功是其他形式的能與內(nèi)能發(fā)生轉(zhuǎn)化，傳熱是不同物體（或一個(gè)物體的不同部分）之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。
練習(xí)5：現(xiàn)在市場(chǎng)上流行的一種所謂“全自動(dòng)”機(jī)械手表，既不需要上發(fā)條，也不用任何電源，卻能不停地走下去。這是不是一種永動(dòng)機(jī)？如果不是，你知道維持表針走動(dòng)的能量是從哪兒來(lái)的嗎？
答：不是永動(dòng)機(jī)；根據(jù)能量守恒定律可知，能量不可能憑空產(chǎn)生；手表戴在手上，手運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為手表擺動(dòng)的能量。
