高中物理选修 物体的内能课件 34页

物体的内能\n一.物体的内能物体内所有分子的动能的平均值叫做分子的平均动能．1.分子的动能:③分子的平均动能与物体机械运动的速率无关.【说明】①温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲，温度无意义.②不同物质的物体，如果温度相同，则它们的分子平均动能相同，但它们的分子平均速率不同.\n一.物体的内能2.分子势能:在平衡位置时,分子势能最小.分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大.分子势能的大小与物体的体积有关，但和温度与分子平均动能的关系不同，分子势能随物体的体积的变化并不是单调的.①意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能，称为分子势能.②分子势能的决定因素.微观上：宏观上：决定于分子间距离和分子排列情况.\n\n3.物体的内能:体积变化时，分子势能发生变化，因而物体的内能发生变化．温度升高时，分子的平均动能增加，因而物体内能增加；所以物体的内能跟物的温度和体积都有关系：由于分子热运动的平均动能跟温度有关系，分子势能跟体积有关系，物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．此外,还跟物体的质量和物态有关。\n1.下列说法正确的是:()A.温度是分子内能大小的标志B.物体吸热温度一定升高C.物体不吸热温度也可升高D.温度高的物体具有较多的热量C\nc.分子间的势能变化的情况是先，后.2.两个分子之间的距离由r＜r0开始向外移动，直至相距无限远的过程中：减小增加减小正负减少增加b.分子力做功的情况是先做功，后做功；a.分子力的大小变化的情况是先，后，再；返回\n3.比较100°C时,18g的水、18g的水蒸气和32g氧气可知（）(A)分子数相同,分子的平均动能也相同(B)分子数相同,内能也相同(C)分子数相同,分子的平均平动不相同(D)分子数不同,内能也不相同A返回\n二、改变物体内能的两种方式热传递做功能量的转化能量的转移具有等效性\n44、关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是[]A、物体的温度改变时，其内能必定改变B、物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能不一定改变C、对物体做功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变D、若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变B返回\n在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加△U，即△U=W+Q上式所表示的功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律．三.热力学第一定律返回\n6、关于内能的概念下列说法中正确的是().(A)温度高的物体,内能一定大(B)物体吸收热量,内能一定增大(C)100°C的水变成100°C水蒸气,内能一定增大(D)物体克服摩擦力做功,内能一定增大C返回5.外界对一定质量的气体做了200J的功，同时气体又向外界放出了80J的热量，则气体的内能（填“增加”或“减少”）了J增加120\n能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体．这就是能量守恒定律．四.能量守恒定律功是能量转化的量度．热力学第一定律表示，做功和热传递提供给一个物体多少能量，物体的内能就增加多少，能量在转化或转移中守恒．返回\n(2)物质的不同运动形式对应不同的形式的能.各种形式的能在一定条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒.【说明】（1)能的转化和守恒定律是自然界的普遍规律.违背该定律的永动机每类永动机是永远无法实现的.\n8.一粒质量为100g的铅弹的，以200m/s的水平速度射入静止在光滑水平面、质量为1.9kg的物体而未穿出，求：,(1)铅弹损失的动能(2)若整个系统损失的动能全部转变为热，且有50%被铅弹吸收,那么铅弹温度升高多少度?(铅弹比热容为126J/kg·℃)Δt=0.5×1900/(126×0.1)=75.4℃解；(1)由动量守恒定律mv=(M+m)VV=0.1×200/2=10m/sΔEK子=1/2mv2-1/2mV2=1995J(2)系统损失的总能量ΔEK=1/2mv2-1/2(M+m)V2=1900J由能量守恒定律50%×ΔEK=cmΔt返回\n9.横截面积为2dm2的圆筒内装有0.6kg的水，太阳光垂直照射了2分钟，水温升高了1℃，设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试估算出太阳的辐射功率为多少？（保留一位有效数字，日地平均距离为1.5×1011m.)P=4πr2P1=4π×2.25×1022×2.33×103=6×1026W解：水温升高吸热Q=cmΔt=4200×0.6×1=2.52×103J地面单位面积单位时间接收的能量E1=Q/St=2.52×103/(0.02×120)=1.05×103J/m2s太阳照射到地面单位面积的功率P1=E1/0.45=2.33×103W/m2太阳发出的总功率返回\n(2)意义：有大量分子参与的宏观过程有方向性.如“能量耗散”五、热力学第二定律(1)两种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化.或：第二类永动机是不可能制成的.（3）注：热传递的方向性、机械能与内能转化的单向性\n04年广东高考44．下列说法正确的是（）A．机械能全部变成内能是不可能的B．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的D\n七、能源与环境常规能源有：煤、石油、天然气等，存量有限，利用时对环境有污染.新能源有：风能、水流能、太阳能、沼气、原子能等，资源丰富，无(或者少)污染.六、热力学第三定律：热力学零度（绝对零度）不可达。\n一、温度(T)1.意义：从宏观上看，温度表示物体的冷热程度；从分子动理论的观点来看，温度反映的是物体内大量分子无规则运动的激烈程度，是物体内大量分子平均动能的标志.2.温标：即数值表示法：(1)摄氏温标(t)，单位0℃.(2)热力学温标(T)，单位K，绝对零度(0K)是低温的极限，只能接近不能达到，更不可能有比绝对零度更低的温度.摄氏温标与热力学温标的关系：T=t＋273K，用这两种温标表示的温度变化量间关系是△T＝△t.\n12.下列关于温度的一些叙述，不正确的是()A.理论上讲温度可以低于0K，技术上尚未实现B.温度是表示物体冷热程度的物理量C.温度是物体分子平均动能的标志D.温度可以用摄氏温标表示，也可以用热力学温标表示A\n二、体积(V)1.气体分子间平均距离大于10r0，分子力接近0，因而可以自由移动，总会充满整个容器的空间.所以气体的体积就是指气体所充满的容器的容积.2.体积的单位有:m3、cm3、mm3、L、mL等，1cm3=1L,1mm3=1mL；在标准状况下，1mol任何气体的体积都是22.4L.\n三、压强(p)1.气体的压强是由于大量分子无规则运动碰撞器壁而产生的.(气体压强的成因)2.气体分子的平均速率越大、气体分子的密度越大，气体分子对容器壁碰撞的作用力和频繁程度也越大，所以，一定质量的某种气体的压强，既与气体的温度有关，还与气体的体积有关.气体中各处向各个方向的压强大小都相等.3.压强的国际单位是Pa，常用的还有atm、cmHg.它们之间换算关系为：1atm=76cmHg=1.013×１０５Pa.\n【例1】如图8-3-1所示的(甲)、(乙)、(丙)、(丁)中玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况被封闭气体A的压强(设大气压强为76cmHg)图8-3-1\n【例2】如图所示8-3-2所示，固定在水平地面上的气缸内封闭着一定质量的气体，活塞与气缸内壁接触光滑且不漏气，活塞的横截面积S=100cm2，受到F1=200N水平向左的推力而平衡，此时，缸内气体对活塞的平均压力为F2=1200N，则缸内气体的压强p=Pa，缸外大气压强p0=Pa.图8-3-2\n四、温度、压强、体积的关系：\n04年江苏高考2下列说法正确的是（）A.物体放出热量，温度一定减低B.物体内能增加，温度一定升高C.热量能自发地从低温物体传给高温物体D.热量能自发地从高温物体传给低温物体D\n04年江苏高考5甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲Q2点拨：整个过程的内能不变，ΔE=0由热力学第一定律ΔE=W总+Q总=0Q总=-W总∴Q1—Q2=W2—W1A