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- 2021-05-24 发布
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第8点 内能和机械能的区别与联系
项目
内能
机械能
对应的运动形式
热运动
机械运动
决定因素
物质的量、物体的温度和体积及物态
物体机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)或弹性形变
是否为零
永远不能等于零
一定条件下可以等于零
联系
在一定条件下可以相互转化
说明:(1)内能是系统内部分子动能与分子势能的总和,与系统的微观运动状态有关,机械能是系统动能和势能的总和,与系统的宏观运动状态有关.
(2)由于分子势能与重力势能都具有相对性,故内能和机械能也具有相对性.一般选分子斥力等于分子引力的点为零分子势能点,选地面为零重力势能点.
对点例题 重1 000 kg的汽锤从2.5 m高处落下,打在质量为200 kg的铁块上,要使铁块的温度升高40 ℃以上,汽锤至少应落下多少次?设汽锤撞击铁块时损失的机械能有60%用来升高铁块的温度.[g取10 m/s2,铁的比热容c=460 J/(kg·℃)]
解题指导 设汽锤需要下落n次
由能量的转化和守恒定律得:n·mgh·η=cmΔt
解得:n≈245.3
因此至少应下落246次.
答案 246次
规律总结 此类问题一般从能量守恒和转化的角度去分析,一种形式能量的减少,一定对应另一种形式能量的增加,且减少的量和增加的量相等,依此列方程求解即可.
下列说法正确的是( )
A.物体自由下落时速度增大,所以物体的内能也增大
B.物体的机械能为零时,内能也为零
C.物体的体积减小,温度不变时,物体内能一定减小
D.气体体积增大时,气体分子势能一定增大
答案 D
解析 物体的机械能和内能是两个完全不同的概念,物体的动能由物体的宏观速率决定,而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定,分子动能不可能为零,而物体的动能可能为零,所以选项A、B均不正确;物体体积减小时,分子间距离减小,但分子势能不一定减小,所以C项也不正确;由于气体分子间距离一定大于r0,体积增大时分子间距离增大,分子力做负功,分子势能增大,所以D项正确.故正确答案为D.