做功与改变内能的关系

做功一定能改变内能吗~

物理老师3D演示做功改变物体内能，学生一看就明白

如果气体要变成液体,在一定空间内的气体受到压缩,才能变成液体,压缩过程中外力对气体做了功,根据能量守怛定律,那么对气体做了多少功,则由气体变成液体的物质就增加了多少的内能.同时气体的空间比先前占的空间要小(也就是说,气体变成液体,体积要减小,反之则增大)

由固体变为液体,比如冰变成水,在同质量的水变成冰时,它的体积会变大,温度比水要底,在由冰变回水时,则外界必须对其做功(加热也是做功的一种方式)则冰吸收了能量,就溶化,变成水,体积减小.

能量与体积有关.

　　做功与改变内能的关系
　　1、在没有热传递的条件下，外界对系统做功，系统内能增加；系统对外界做功，系统内能减少。
　　2、在有热传递的条件下，外界对系统做功，同时吸热，系统内能增加；系统对外界做功，同时放热系统内能减少。
　　3、在有热传递的条件下，外界对系统做功，同时放热；系统对外界做功，同时吸热。系统内能可能减少、可能增加、可能不变。

做功可以改变物体的内能，但做的功不一定等于内能的增加

一、物理定律、原理：
1、牛顿第一定律（惯性定律）  一切物体在没有受到力的作用时（合外力为零时），总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。
2、阿基米德原理        浸在液体（或气体）里的物体受到竖直向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体或气体的重力  F浮=G排=ρ液·g·V排液
3、光的反射定律  反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。光具有可逆性。光的反射线象中，光路上是相等的  。   
4、欧姆定律  在同一电路中，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻阻值成反比，这就是欧姆定律，基本公式是I=U/R。               
5、焦耳定律  电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式：Q=I²RT（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：Q=W=PT;Q=UIT;Q=(U^2/R)T                     
6、能量守恒定律  能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化或转移的过程中，总量保持不变。
二、物理规律：
1、平面镜成像的特点 平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的，所以平面镜中的像是虚像。虚像与物体等大，距离相等。像和物体的大小相等。               
2、光的折射规律  当光从一种介质射向另一种介质的平滑界面时，一部分光被界面反射，另一部分光透过界面在另一种介质中折射，折射光线服从折射定律：折射光线AB位于入射光线SA和法线AN所决定的平面（称为入射面）内，折射光和入射光分别在法线的两侧。n12=sinθ1/sinθ2   

3、凸透镜成像规律 
凸透镜成像规律
物距(u) 像距(v) 正倒 大小 虚实 应用 特点 物，镜，像的位置关系
u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 照相机、摄像机、 - 物像异侧
u=2f v=2f 倒立 等大 实像 精确测焦距 成像大小的分界点 物像异侧
f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 投影仪、幻灯机、电影放映机 - 物像异侧
u=f - - - - 制平行光，强光聚焦手电筒 成像虚实的分界点 -
u<f v>u 正立 放大 虚像 放大镜 虚像在物体同侧，虚像在物体之后 物像同侧

4、两力平衡的条件和运用  二力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、两个力在一条直线上概括：二力平衡条件用四字概括“一、等、反、一”。     
5、力和运动的关系  力是改变物体运动状态的原因，也就是产生加速度的原因。
物体的运动不需要力来维持，物体的运动是由其自身的性质（惯性）决定的。
若不受力，原来静止时，将保持静止状态，原来运动时，将保持匀速直线运动状态。
6、液体压强特点 因为液体的压强等于密度、深度和重力加速度常数之积
7、物体浮沉条件  浸没在液体中的物体，受到两个力：竖直向下的重力和竖直向上的浮力。根据物体所受浮力与重力的大小的不同，物体的浮沉存在
三种情况！！！
如下：
ρ：密度 G：重力
F：力 M：质量
条件：ρ物>ρ液， 下沉 ，G物>F浮 ，m物>m排
ρ物=ρ液， 悬浮 ，G物=F浮 ，m物=m排，F浮=G
ρ物<ρ液， 上浮， G物<F浮 ，m物<m排，F浮>G
ρ物<ρ液， 漂浮， G物=F浮 ，m物=m排
ρ物>ρ液， 沉底 ，G物=F浮+F杯底对物的支持力，F浮<G
8、杠杆平衡条件 杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩（力与力臂的乘积）大小必须相等。即：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1· L1=F2·L2。式中，F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。     
9、分子动理论  （1）物质是由大量分子构成的

（2）分子永不停息地做无规则的运动
（3）分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
10、做功与内能改变的规律  热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功，向外界散热和内能减少的情况，因此在使用: △E=-W+Q时，通常有如下规定：
①外界对系统做功，W>0,即W为正值。
②系统对外界做功，W<0,即W为负值。
③系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值
④系统从外界放出热量，Q<0，即Q为负值
⑤系统内能增加，△U>0，即△U为正值
⑥系统内能减少，△U<0，即△U为负值
11、安培定则  安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。                 
12、电荷间的作用规律  满足库仑定律，真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同名电荷相斥，异名电荷相吸。公式：F=k*(q1*q2)/r^2 。
13、磁极间的作用规律  磁体的外部磁感线方向总是从N极出发回到S极。
14、串、并联电路的电阻、电流、电压、电功、电功率、电热的分配规律  见欧姆定律（R=ρL/S ρ:比重 L：长度 S：横截面面积）
三、应记住的常量：
1、热：1标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为100℃
体温计的量程：35℃~42℃  分度值为0.1℃
水的比热：C水=4.2×103J/(kg.℃)
2、速度：1m/s=3.6km/h
声音在空气的传播速度：V=340m/s      V固>V液>V气     
光在真空、空气中的传播速度：C=3×108m/s
电磁波在真空、空气中的传播速度：V=3×108m/s
3、密度：ρ水=ρ人=103kg/m3    ρ水>ρ冰      ρ铜>ρ铁>ρ铝         
1g/cm3=103kg/m3      1L=1dm3      1mL=1cm3
g=9.8N/kg
4、一个标准大气压：P0=1.01×105Pa=76cm汞柱≈10m水柱
5、元电荷的电量：1e=1.6×10-19C
一节干电池的电压：1.5V      蓄电池的电压：2V
人体的安全电压：不高于36V
照明电路的电压：220V        动力电路的电压：380V
我国交流电的周期是0.02s,频率是50Hz，每秒换向100次。
1度=1Kw.h=3.6×106 J  ——四★零★零八一九一九八六★
四、物理中的不变量：
1、密度：是物质的一种特性，跟物体的质量、体积无关。
2、比热：是物质的一种特性，跟物质的吸收的热量、质量、温度改变无关。
3、热值：是燃料的一种特性，跟燃料的燃烧情况、质量、放出热量的多少无关。
4、电阻：是导体的一种属性，它由电阻自身情况（材料、长度、横截面积）决定，而跟所加的电压的大小，通过电流的大小无关。
5、匀速直线运动：物体的速度不变，跟路程的多少，时间长短无关。
五、生活中的物理模型：
1、连通器：如水壶、水位计、船闸等。
2、杠杆：如撬棒、天平、杆秤、独轮车、铡刀等。
3、轮轴：如板手、螺丝刀、自行车的车把等。
六、物理公式
序号 物理量 计算公式 备注
1 速度 υ= S / t 1m / s = 3.6 Km / h  声速340m / s  光速3×108 m /s

2 温度  t : 摄氏度（0c）
3 密度 ρ= m / V 1 g / c m3  = 103  Kg / m3
4 合力 F = F1 - F2
F = F1 + F2 F1、F2在同一直线线上且方向相反
F1、F2在同一直线线上且方向相同
5 压强 p = F / S=ρg h p = F / S适用于固、液、气
p =ρg h适用于固体中的柱体
p =ρg h可直接计算液体压强
1标准大气压 = 76 cmHg柱 = 1.01×105 Pa = 10.3 m水柱
6 浮力 ①F浮 = F上 - F下
②F浮 = G – F
③漂浮、悬浮：F浮 = G
④F浮 = G排 =ρ液g V排
⑤据浮沉条件判浮力大小 计算浮力的步骤：
（1）判断物体是否受浮力
（2）根据物体浮沉条件判断物体处于什么状态
（3）找出合适的公式计算浮力——四★零★零八一九一九八六★
物体浮沉条件（前提：物体浸没在液体中且只受浮力和重力）：
①F浮＞G（ρ液＞ρ物）上浮至漂浮  ②F浮 =G（ρ液 =ρ物）悬浮
③F浮 ＜ G（ρ液 ＜ ρ物）下沉
7 杠杆平衡 F1  L1  =  F2  L 2 杠杆平衡条件也叫杠杆原理
8 滑轮组 F = G / n
F =（G动 + G物）/ n
S  = nh (υF  = nυG)    理想滑轮组
忽略轮轴间的摩擦
n：作用在动滑轮上绳子股数
9 斜面公式 F L = G h 适用于光滑斜面
10 功 W = F S = P t 1J = 1N?m = 1W?s
11 功率 P = W / t = Fυ 1KW = 103 W，1MW = 103KW
12 有用功 W有用 = G h（竖直提升）= F S（水平移动）= W总 – W额 =ηW总
13 额外功 W额 = W总 – W有 = G动 h（忽略轮轴间摩擦）= f L（斜面）
14 总功 W总= W有用+ W额 = F S = W有用 / η
15 机械效率 η= W有用 /  W总=G /（n F）
= G物 /（G物 + G动） 定义式
适用于动滑轮、滑轮组
16 热量 Q=Cm△t    Q=qm
17 欧姆定律 I=U/R 适用于纯电阻电路
18 焦耳定律 Q=I2Rt 适用于所有电路的电热计算
19
电功
定义式—W=UIt=Pt(普适)
导出式—W=I2Rt；（串）
W=(U2/R)t；（并）    （1）使用公式时，各物理量通常都采用国际单位。
（2）对于物理量的定义式还需其物理意义。——四★零★零八一九一九八六★
（3）注意公式的适用范围
（4）会灵活对基本公式进行变形
20 电功率 定义式——P=W/ t=UI (普适)
导出式——P=I2R；（串）    P=U2/R；（并）
21 串联电路 I=I1=I2  U=U1+U2  R=R1+R2
22 并联电路 I=I1+I2  U=U1=U2
1/R=1/R1+1/R2 
R=R1R2 /(R1+R2)
七、研究物理的科学方法：
1、控制变量法：该方法是研究某一物理量（或某一物理性质）与哪些因素有关时所采用的研究方法，研究方法是：控制其他各项因素都不变，只改变某一因素，从而得到这一因素是怎样影响这一物理量的。这是物理学中最重要，使用最普遍的一种科学研究方法，初中阶段的教学内容用这种方法的有：（1）影响蒸发快慢的因素；（2）影响力的作用效果的因素；（3）影响滑动摩擦力打小的因素；（4）影响压力作用效果的因素；（5）研究液体压强的特点；（6）影响滑轮组机械效率的因素；（7）影响动能 势能大小的因素；（8）物体吸收放热的多少与哪些因素有关；（9）决定电阻大小的因素；（10）电流与电压电阻的关系（11）电功大小与哪些因素有关；（12）电流通过导体产生的热量与哪些因素有关；（13）通电螺线管的极性与哪些因素有关；（14）电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关；（15）感应电流的方向与哪些因素有关；（16）通电导体的磁场中受力方向与哪些因素有关。
2、类比法：把某些抽象，不好理解的感念类比为形象容易理解的概念，如：把电流类比为水流，电压类为水压；声波类比为水波；
3、转换法：某些看不见摸不着的事物，不好直接研究，就通过其表现出来的现象来间接研究它叫转换法，如：研究电流的大小转换为研究它所表现出来的热效应的大小；研究分子的运动转换为研究扩散现象；眼看不见的磁场转换为它所产生的力的作用来认识它。
4、等效法：某些看不见摸不着的事物，不好直接研究，就通过其表现出来的现象来间接研究它叫转换法，如：研究电流的大小转换为研究它所表现出来的热效应的大小；研究分子的运动转换为研究扩散现象；眼看不见的磁场转换为它所产生的力的作用来认识它。如用可以总电阻代替各个分电阻（根据对电流的阻碍效果相同）、用合力代替各个分力（根据力的作用效果相同）
5、建模法：用实际不存在的形象描述客观存在的物质叫假想模型法，如：用光线来描述光的穿传播规律；用假想液片法来推导液体压公式：用磁感线表示磁场的分布特点等。
6、比较法：如对串、并联电路特点的比较、对电动机和发电机进行比较等。
7、理想实验法：在实验的基础上尽心合理的猜想和假设进一步推理的科学方法，如：牛顿第一定律在实验的基础上进行大胆的猜想假设而推理出来的定律；人民认识自然界只有两种电贺也是在大量实验的基础上经过推理而得出的结论。
如牛顿第一定律。
8、分类法：如物体可分为固、液、气；触电的形式可分为单线触电和双线触电等。   
9、图像法：如晶体的熔化、凝固图像；导体的电压和电流图像；运动物体的路程和时间图像。
10、逆向思维法：奥斯特发现了电流的磁场之后，法拉第思考——既然能“电生磁”，那么，反过来能不能：“磁声电”？这是一种逆向思维法。
八、物理科学探究的一般过程：
提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作。
九、问答题
1、 跳远运动员都是先跑一段距离才起跳，这是为什么？
答：利用惯性，跳起后身体还要保持原来的速度向前运动以增大跳远的距离，所以运动员先跑一段距离才起跳。
2、 锯，剪刀，斧头，用过一段时间就要磨一磨，为什么？
答：锯，剪刀，斧头，用过一段时间就要磨一磨是为了使它们的齿或刀锋利而减小受力面积，使用时用同样的力可增大压强。
3、 把塑料衣钩紧贴在光滑的墙壁面上就能用它来挂衣服或书包。这是什么道理？
答：塑料挂衣钩紧贴墙面时，塑料吸盘与墙壁间的空气被挤出，大气压强把塑料吸盘紧压在墙壁上。挂衣服或书包后，吸盘与墙壁产生的摩擦力以平衡衣服或书包的重力，所以能挂住衣服或书包。
4、 钢笔吸水时，把笔上的弹簧片按几下，墨水就吸到橡皮管里去了 是什么原因？
答：按下弹簧片时，橡皮内的一部分空气被挤出，放手后因橡皮管要恢复原状使管内空气压强低于管外大气压强，墨水被管外大气压强压进水管内。
5、 用高压锅煮饭菜比用普通锅煮饭菜熟得快，为什么？
答；因为水的沸点与压强有关，压强增大，沸点升高，煮饭菜时高压锅的气压比普通锅内的气压高，所以水沸腾时高压锅内的温度高于普通锅内的温度，温度越高，饭菜越快熟。
6、 你在皮肤上擦一点酒精会有什么感觉？这说明什么问题？
答：在皮肤上擦一点酒精，就会感到凉，这是因为酒精蒸发时，从身体吸收了热量，使皮肤的温度降低感到凉。
7、 用久了的白炽灯泡会发黑，为什么？
答：因为钨丝受热产生升华现象，然后钨的气体又在灯泡壁上凝华的缘故，所以用久了的白炽灯泡会发黑。
8、 冬天，人在感觉手冷的时候，可以用搓手的办法使手变热，也可以把手插进裤袋里使手变热，这两种办法各是通过什么方式使手得到热量的？ ——四★零★零八一九一九八六★
答：搓手通过做功得到热；手插进裤袋用体温把手暖热，这是通过热传递得到热。
9、 冬天人们从外面进屋后，总喜欢用口对着双手哈气，同时还爱两手相互摩擦，这是为什么？
答：冬天室外很冷，人的双手总是裸露，而人口呼出的气温近于人的体温，对手哈气，可使手吸收口中呼出的气的热量；双手互相摩擦，摩擦力做功，增加手的内能，都可以使手变得温暖。
10、 在北方的冬天，*眼镜的人从室外走进暖和的室内后，镜片上会出现一层小水珠，为什么？
答：冬天，眼镜片在室外是冷的，进入暖和的屋子里后，屋子空气中含有的水蒸气遇到冷镜片后液化（凝结）成小水珠，附着在镜片上。
11、 安装照明电路时，如果装保险丝时拧得不紧，往往容易熔断。为什么？
答：如果保险丝拧得不紧，保险丝和接线柱的接触电阻就会增大，通电时，保险丝和接线柱的接触部分冰会发热，时间长了就容易熔断。
12、 电炉丝热得发红，但跟电炉丝连接的铜导线都不怎么热，为什么？
答：因为铜导线和电炉丝串联，根据Q=I2Rt，通过的电流是相等的，但铜导线电阻比电炉丝的电阻小得多，所以电炉丝热得发红，而铜导线却不怎么热

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集美区17350764370： 做功与改变内能的关系 - ？
菜毅硫唑： 物体加速至与传送带相对静止的过程可以看成是加速拉动物体的过程,做功所转化的能量一部分转化为内能,另一部分转化为动能.这时物体所受的摩擦力没有拉力大,所以所转化的能量不能用摩擦力计算.

集美区17350764370： 物理:对物体做功改变内能是相互的吗 - ？
菜毅硫唑： 力的作用是相互的,如果在力的方向上有位移,那么做功就是相对的咯... 这个例子里关键在于有一个始动力-重力, 这个运动过程中消耗了木块的重力势能,其中一部分转化成了内能 所以你可以认为是重力使得两个之间发生了相互作用

集美区17350764370： 做功与物体内能变化的关系是什么jr理化组问. - ？
菜毅硫唑： 在没有热传递时,外力对物体做的功等于物体内能的增加量.

集美区17350764370： 为什么对物体做功可以改变物体内能 - ？
菜毅硫唑： 因为改变物体内能的方式有两种1是热传递 2是做功对物体做功时,会增加物体的温度,温度增加了,物体的内能也就增加.相反,若是物体对外做功,温度会降低,物体的内能就会减小

集美区17350764370： 关于做功能改变内能的不懂之处对一个物体做功是不是一定会增加内能?还是必须要能够产生热的功才能使物体增加内能? - ？
菜毅硫唑：[答案] 这两个和内能都没有必然关系. 必须根据热力学第一定律:内能的增加=对他做的功+吸收的热量,这个和是正的就是内能增加,负的就是内能减小.

集美区17350764370： 怎样理解做功可以改变物体的内能? - ？
菜毅硫唑： 做功,意味着能量的变化,所以内能必定变化. 一切物体都具有内能.

集美区17350764370： 请说明一下内能,热传递,做功,热量之间的关系.如:改变内能的方式有热传递,做功两种. - ？
菜毅硫唑：[答案] 内能、热量和温度是热学中三个重要的物理量.学习内能的知识后,大多数学生对这三个物理量的概念及相互关系不能正确理解,为帮助学生理解和应用把三者的区别和联系总结如下. 一、三者之间的区别 1.内能是物体内部所有分子做无规则运动的动...

集美区17350764370： 做功可以改变内能:对物体做功物体内能会 物体对外做功物体内能会 - ？
菜毅硫唑： 根据能量守恒原理,对物体做功,由于能量的输入,内能会增大;物体对外做功,由于能量的输出,内能会下降. 供参考.

集美区17350764370： 为什么通过做功能改变物体的内能 - ？
菜毅硫唑：[答案] 物体的内能通过温度表现出来,是分子势能与分子动能的总和. 对物体做功相当于打击分子,使分子动能加大,所以内能加大,表现出来就是温度升高! 内能是一种与热运动有关的能量.在物理学中,我们把物体内所有分子作无规则运动的动能和分子...

集美区17350764370： 做功为什么能改变内能,是做功使热量增加吗 - ？
菜毅硫唑： 用做功的方法改变物体或系统的内能,本质是能量的转化过程,外界对系统做功是将其他形式的能转化为内能,系统内能增加;系统对外做功,将内能转化为其他形式的能,系统内能减少.