【物理】2020届一轮复习人教版物体的内能学案 5页

物体的内能 ‎1.温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.‎ ‎2.两种温标 摄氏温标和热力学温标.关系：T＝t＋273.15 K.‎ ‎3.分子的动能 ‎(1)分子动能是分子热运动所具有的动能；‎ ‎(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志；‎ ‎(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和.‎ ‎4.分子的势能 ‎(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.‎ ‎(2)分子势能的决定因素 ‎①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；‎ ‎②宏观上：决定于体积和状态.‎ ‎5.物体的内能 ‎(1)概念理解：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，是状态量；‎ ‎(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定；‎ ‎(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关；‎ ‎(4)改变物体内能的两种方式：做功和热传递.‎ 一、物体的内能 ‎1.分子的动能 物体内所有分子的动能的平均值叫做分子 的平均动能．‎ 温度升高，分子热运动的平均动能越大．‎ 温度越低，分子热运动的平均动能越小．‎ 温度是物体分子热运动的平均动能的标志．‎ ‎2.分子势能 由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能.‎ 当分子力表现为斥力时，分子间距的增大，分子力做正功，分子势能减少，即分子势能随分子间距的增大而减少．‎ 当分子力表现为引力时，分子间距的增大，分子力做负功，分子势能增加，即分子势能随分子间距的增大而增大；‎ 在平衡位置时(r=r0),分子势能最小.‎ ‎3.物体的内能 ‎ ‎(1)‎ 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．‎ ‎(2)分子平均动能与温度的关系 由于分子热运动的无规则性，所以各个分子热运动动能不同，但所有分子热运动动能的平均值只与温度相关，温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子热运动的平均动能相同，对确定的物体来说，总的分子动能随温度单调增加。‎ ‎(3)分子势能与体积的关系 分子势能与分子力相关：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。而分子力与分子间距有关，分子间距的变化则又影响着大量分子所组成的宏观物体的体积。这就在分子势能与物体体积间建立起某种联系。因此分子势能分子势能跟体积有关系，‎ 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，‎ 所以物体的内能跟物的温度和体积都有关系：‎ 温度升高时，分子的平均动能增加， 因而物体内能增加；‎ 体积变化时，分子势能发生变化， 因而物体的内能发生变化．‎ 此外, 物体的内能还跟物体的质量和物态有关。‎ 二、改变物体内能的两种方式 ‎1.做功可以改变物体的内能．‎ ‎2.热传递也做功可以改变物体的内能．‎ 能够改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递．‎ 注意：做功和热传递对改变物体的内能是等效的．但是在本质上有区别:‎ 做功涉及到其它形式的能与内能相互转化的过程,‎ 而热传递则只涉及到内能在不同物体间的转移。‎ F a b c d O x ‎1．如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处静止释放，则 ( B ) ‎ A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 C．乙分子由a到c的过程中，两分子间的分子势能先增大后减小 D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加 ‎2．对一定量的气体，下列说法正确的是（ B C ）‎ A．气体的体积是所有气体分子的体积之和 B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高 C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少 ‎3．一定质量的气体（不计气体的分子势能），在温度升高的过程中，下列说法正确的是 （ A ）‎ A．气体的内能一定增加 B．外界一定对气体做功 C．气体一定从外界吸收热量 D．气体分子的平均动能可能不变 ‎ ‎4．夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下受暴晒，车胎极易爆裂．关于这一现象有以下描述（暴晒过程中内胎容积几乎不变）‎ ‎　　①车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果．‎ ‎　　②在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大．‎ ‎　　③在爆裂前的过程中，气体吸热，内能增加．‎ ‎　　④在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少．‎ ‎　　描述正确的是（　B ）．‎ ‎　　A．①②③④　　 B．②③④　　　C．①③④　　　　　 D．①②④‎ ‎5．下列说法正确的是 （ D ）‎ ‎ A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 ‎ B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能 ‎ C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数 ‎ D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 ‎【解析】 布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，它反映的是液体无规则的运动，所以A错误；没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把吸收的能量全部转化为机械能的B 错误，摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数C错；温度是分子平均动能的标志，只要温度相同分子的平均动能就相同，物体的内能是势能和动能的总和，所以D正确 ‎ ‎6、模块3－3试题 ‎⑴（4分）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣1分，最低得分为0分）．‎ A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故 B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其分子之间的势能增加 C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和 F．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加 答：:BCE ‎【解析】：A错误之处在于气体分子是无规则的运动的，故失去容器后就会散开；D选项中没考虑气体的体积对压强的影响；F选项对气温升高，分子平均动能增大、平均速率增大，但不是每个分子速率增大，对单个分子的研究是毫无意义的。‎ ‎7、⑴（6分）[物理─选修3－3] ‎ 如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出．在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．关于这一过程，下列说法正确的是 ．（填入选项前的字母，有填错的不得分）‎ A．气体分子的平均动能逐渐增大 B．单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多 C．单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变 D．气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量 答：⑴D