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1、物体的内能,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:,分子的平均动能与物体机械运动的速率无关.,【说明】,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.,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.,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.,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
2、为分子势能.,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.,3.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。,1.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,c.分子间的势能变化的情况是 先，后.,
3、2.两个分子之间的距离由rr0开始向外移动，直至相距无限远的过程中：,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；,3.比较100C 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,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,44、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
4、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,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,6、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)100C的水变成100C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,5.外界对一定质量的气体
5、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,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,(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.,8.一粒质量
6、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),t=0.5 1900/(126 0.1)=75.4,解；(1)由动量守恒定律 mv=(M+m)V,V=0.1200/2=10m/s,EK子=1/2mv 2-1/2mV2=1995J,(2)系统损失的总能量 EK=1/2mv 2-1/2(M+m)V2=1900J,由能量守恒定律,50%EK=cm t,9.横截面积为 2dm2的圆筒内装有0.6kg的水，太阳光
7、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1.51011m.),P=4r2P1=42.251022 2.33103=61026 W,解：水温升高吸热 Q=cm t=42000.61=2.52103 J,地面单位面积单位时间接收的能量,E1=Q/St=2.52103/(0.02120)=1.05103 J/m2s,太阳照射到地面单位面积的功率,P1=E1/0.45=2.33103 W/m2,太阳发出的总功率,(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：
8、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,04年广东高考4,4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,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
9、：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。,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=t273K，用这两种温标表示的温度变化量间关系是Tt.,12.下列关于温度的一些叙述，不正确的是()A.理论上讲
10、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,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.,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
11、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=1.013Pa.,【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,【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
12、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8-3-2,四、温度、压强、体积的关系：,04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,04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 p乙,则（）A.甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B.甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C.甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体 分子的平
13、均动能D.甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体 分子的平均动能,B C,16一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比，（）A气体内能一定增加 B气体内能一定减小C气体内能一定不变 D气体内能是增是减不能确定,04年湖南16,D,15 下列说法正确的是（）A 热量不能由低温物体传递到高温物体B 外界对物体做功，物体的内能必定增加C 第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量 守恒定律D 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,04年天津15,D,15下列说法正确的是（）A外界对气体做功，气体的内能一定增大B气体从外界只收热量，气体的内能一定增
14、大C气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均 动能越大D气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均 动能越大,04年北京理综15,D,2下列说法哪些是正确的（）A水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现B气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的 宏观表现C两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的 宏观表现D用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现,04年广西2,A D,04年广西4,4下列说法正确的是（）A外界对一物体做功，此物体的内能一定增加B机械能完全转化成内能是不可能的C将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变D一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少,D,04年全国理综16,16一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（）AQ1Q2=W2W1BQ1=Q2CW1=W2 DQ1Q2,点拨：整个过程的内能不变，E=0,由热力学第一定律 E=W总+Q总=0,Q总=-W总,Q1Q2=W2W1,A,
