一物体的内能.ppt

 一一.物体的内能物体的内能 物体内所有分子的动能的平均值物体内所有分子的动能的平均值 叫做分子的平均动能．叫做分子的平均动能．1.分子的动能分子的动能:③③分子的平均动能与物体机械运动的速率无关分子的平均动能与物体机械运动的速率无关. .【【说明说明】】①①温度是大量分子的平均动能的标志，对温度是大量分子的平均动能的标志，对 个别分子来讲，温度无意义个别分子来讲，温度无意义.②②不同物质的物体，如果温度相同，则它们的分不同物质的物体，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子平均动能相同，但它们的分子平均速率不同. 一一.物体的内能物体的内能 2.分子势能分子势能:在平衡位置时在平衡位置时,分子势能最小分子势能最小.分子力做正功分子力做正功,分子势能减小分子势能减小;分子力做负功分子力做负功,分子势能增大分子势能增大.分子势能的大小与物体的体积有关，但和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能随物体的体积的变化并不是单调的. .①①意义：意义： 由于分子间存在着引力和斥力，所以分子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，称为分子势能具有由它们的相对位置决定的能，称为分子势能.②②分子势能的决定因素分子势能的决定因素.微观上：微观上：宏观上：宏观上：决定于分子间距离和分子排列情况决定于分子间距离和分子排列情况.3.物体的内能物体的内能: 体积变化时，分子势能发生变化，体积变化时，分子势能发生变化， 因而物体的内能发生变化．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，温度升高时，分子的平均动能增加， 因而物体内能增加；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，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，分子势能跟体积有关系， 物体中物体中所有所有分子做热运动的动能和分子做热运动的动能和分子势能的分子势能的总和总和，叫做物体的内能．，叫做物体的内能．此外此外,还跟物体的质量和物态有关还跟物体的质量和物态有关。

 1. 下列说法正确的是下列说法正确的是: ( ) A.温度是分子内能大小的标志温度是分子内能大小的标志 B.物体吸热温度一定升高物体吸热温度一定升高 C.物体不吸热温度也可升高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分子间的势能变化的情况是 先先 ，后，后 .2.两两个个分分子子之之间间的的距距离离由由r＜＜r0开开始始向向外外移移动动，，直至相距无限远的过程中：直至相距无限远的过程中：减小减小增加增加减小减小正正负负减少减少增加增加b.分子力做功的情况是分子力做功的情况是 先做先做 功，后做功，后做 功；功；a.分子力的大小变化的情况是分子力的大小变化的情况是 先先 ，后，后 ，， 再再 ；；返回返回 3.比比较较100°C 时时, 18g的的水水、、18g的的水水蒸蒸气气和和32g氧气可知氧气可知 （（ ））(A)分子数相同分子数相同,分子的平均动能也相同分子的平均动能也相同(B)分子数相同分子数相同,内能也相同内能也相同(C)分子数相同分子数相同,分子的平均平动不相同分子的平均平动不相同(D)分子数不同分子数不同,内能也不相同内能也不相同A返回返回二、改变二、改变 物体内物体内 能的两能的两 种方式种方式热传递热传递做功做功能量的转化能量的转化能量的转移能量的转移具有等效性具有等效性44、关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是、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，其内能必定改变热量，其内能必定改变 D、、若若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变变B返回返回 在一般情况下，如果物体跟外界同时发生在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功的功W加上物体从外界吸收的热量加上物体从外界吸收的热量Q等于物体等于物体内能的增加内能的增加△△U，，即即△△U = W + Q上式所表示的功、热量跟内能改变之间的定量上式所表示的功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做关系，在物理学中叫做热力学第一定律热力学第一定律．．三三. .热力学第一定律热力学第一定律返回返回6、关于内能的概念下列说法中正确的是、关于内能的概念下列说法中正确的是( ).(A)温度高的物体温度高的物体,内能一定大内能一定大(B)物体吸收热量物体吸收热量,内能一定增大内能一定增大(C)100°C的水变成的水变成100°C水蒸气水蒸气,内能一定增大内能一定增大(D)物体克服摩擦力做功物体克服摩擦力做功,内能一定增大内能一定增大C返回返回5. 外外界界对对一一定定质质量量的的气气体体做做了了200J的的功功，，同同时时气体又向外界放出了气体又向外界放出了80J的热量，则气体的内能的热量，则气体的内能 （（ 填填 “增增 加加 ”或或 “减减 少少 ”）） 了了 J增加增加120能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只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．体转移到别的物体．这就是能量守恒定律．四四.能量守恒定律能量守恒定律功是能量转化的量度．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．量在转化或转移中守恒．返回返回(2)(2)物质的不同运动形式对应不同的形式的能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，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，能的总量守恒在转化或转移过程中，能的总量守恒. .【【说明说明】】（（1)能的转化和守恒定律是自然界的普遍规律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违背该定律的永动机每类永动机是永远无法实现的. 8. 一一粒粒质质量量为为100g的的铅铅弹弹的的，，以以200m/s的的水水平平速速度度射射入入静静止止在在光光滑滑水水平平面面、、质质量量为为1.9kg的的物体而未穿出，求：物体而未穿出，求：, (1) 铅弹损失的动能铅弹损失的动能(2) 若若整整个个系系统统损损失失的的动动能能全全部部转转变变为为热热，，且且有有50%被被铅铅弹弹吸吸收收, 那那么么铅铅弹弹温温度度升升高高多多少少度度? (铅铅弹比热容为弹比热容为126J/kg · ℃ )Δt = 0.5 ×1900/(126 ×0.1)=75.4 ℃解解；； (1) 由动量守恒定律由动量守恒定律 mv=(M+m)VV=0.1×200/2=10m/sΔEK子子=1/2mv 2-1/2mV2=1995J(2)系统损失的总能量系统损失的总能量 ΔEK = 1/2mv 2-1/2(M+m)V2=1900J由能量守恒定律由能量守恒定律50% × ΔEK = cm Δt返回返回 9. 横截面积为横截面积为 2dm2的圆筒内装有的圆筒内装有0.6kg的水，太阳光的水，太阳光垂直照射了垂直照射了2分钟，水温升高了分钟，水温升高了1℃ ，设大气顶层的太阳，设大气顶层的太阳能只有能只有45%到达地面，试估算出太阳的辐射功率为多少到达地面，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？（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 =6×1026 W解解：水温升高吸热：水温升高吸热 Q=cm Δt=4200×0.6×1=2.52×103 J地面单位面积单位时间接收的能量地面单位面积单位时间接收的能量E1=Q/St= 2.52×103 /(0.02×120)=1.05×103 J/m2s太阳照射到地面单位面积的功率太阳照射到地面单位面积的功率P1= E1 /0.45=2.33×103 W/m2太阳发出的总功率太阳发出的总功率返回返回(2)(2)意义：有大量分子参与的宏观过程有方向性意义：有大量分子参与的宏观过程有方向性. . 如如“能量耗散能量耗散”五、热力学第二定律五、热力学第二定律(1)两种表述：两种表述： 不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不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，而不引起其他变化功，而不引起其他变化.或：第二类永动机是不或：第二类永动机是不可能制成的可能制成的.（（3）注：热传递的方向性、）注：热传递的方向性、 机械能与内能转化的单向性机械能与内能转化的单向性04年广东高考年广东高考44．下列说法正确的是（．下列说法正确的是（ ））A．．机械能全部变成内能是不可能的机械能全部变成内能是不可能的B．．第第二二类类永永动动机机不不可可能能制制造造成成功功的的原原因因是是因因为为能能量量既既不不会会凭凭空空产产生生，，也也不不会会凭凭空空消消失失，，只只能能从从一一个个物物体体转转移移到到另另一一个个物物体体，，或从一种形式转化成另一种形式。

或从一种形式转化成另一种形式C．．根根据据热热力力学学第第二二定定律律可可知知，，热热量量不不可能从低温物体传到高温物体可能从低温物体传到高温物体D．．从从单单一一热热源源吸吸收收的的热热量量全全部部变变成成功功是可能的是可能的 D 七、能源与环境七、能源与环境 常规能源有：煤、石油、天然气等，存量有限常规能源有：煤、石油、天然气等，存量有限，利用时对环境有污染，利用时对环境有污染. . 新能源有：风能、水流能、太阳能、沼气、原新能源有：风能、水流能、太阳能、沼气、原子能等，资源丰富，无子能等，资源丰富，无( (或者少或者少) )污染污染. .六、热力学第三定律：六、热力学第三定律：热力学零度（绝对零度）不可达热力学零度（绝对零度）不可达一、温度一、温度(T)(T) 1. 1.意义：从宏观上看，温度表示物体的冷热意义：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物体内大量分子平均动能的标志. . 2.2.温标：即数值表示法：温标：即数值表示法：(1)(1)摄氏温标摄氏温标(t)(t)，，单位单位0℃.(2)0℃.(2)热力学温标热力学温标(T)(T)，，单位单位K K，，绝对零绝对零度度(0K)(0K)是低温的极限，只能接近不能达到，更是低温的极限，只能接近不能达到，更不可能有比绝对零度更低的温度不可能有比绝对零度更低的温度. .摄氏温标与摄氏温标与热力学温标的关系：热力学温标的关系：T=tT=t＋＋273K273K，，用这两种温用这两种温标表示的温度变化量间关系是标表示的温度变化量间关系是△T△T＝＝△t.△t.12.12.下列关于温度的一些叙述，不正确的是下列关于温度的一些叙述，不正确的是( )( )A.A.理论上讲温度可以低于理论上讲温度可以低于0K0K，，技术上尚未实现技术上尚未实现B.B.温度是表示物体冷热程度的物理量温度是表示物体冷热程度的物理量C.C.温度是物体分子平均动能的标志温度是物体分子平均动能的标志D.D.温度可以用摄氏温标表示，也可以用热力学温标温度可以用摄氏温标表示，也可以用热力学温标表示表示A二、体积二、体积(V)(V) 1. 1.气体分子间平均距离大于气体分子间平均距离大于10r10r0 0，，分子力接近分子力接近0 0，因而可以自由移动，总会充满整个容器的空间，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所以气体的体积就是指气体所充满的容器的容积. . 2. 2.体积的单位有体积的单位有:m:m3 3、、cmcm3 3、、mmmm3 3、、L L、、mLmL等，等， 1cm 1cm3 3=1L,1mm=1L,1mm3 3=1mL=1mL；；在标准状况下，在标准状况下，1mol1mol任任何气体的体积都是何气体的体积都是22.4L.22.4L.三、压强三、压强(p)(p)　　1.1.气体的压强是由于大量分子无规则运动碰撞器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壁而产生的.(.(气体压强的成因气体压强的成因) ) 2. 2.气体分子的平均速率越大、气体分子的密度越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体的温度有关，还与气体的体积有关. .气体中各处气体中各处向各个方向的压强大小都相等向各个方向的压强大小都相等. . 3. 3.压强的国际单位是压强的国际单位是PaPa，，常用的还有常用的还有atmatm、、cmHgcmHg. .它们之间换算关系为：它们之间换算关系为： 1atm=76cmHg=1.013 1atm=76cmHg=1.013×１０１０５５Pa.Pa.【【例例1 1】】如图如图8-3-18-3-1所示的所示的( (甲甲) )、、( (乙乙) )、、( (丙丙) )、、( (丁丁) )中玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况被封中玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况被封闭气体闭气体A A的压强的压强( (设大气压强为设大气压强为76cmHg)76cmHg)图8-3-1【【例例2 2】】如图所示如图所示8-3-28-3-2所示，固定在水平地面上的所示，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，活塞的横截面积触光滑且不漏气，活塞的横截面积S=100cmS=100cm2 2，，受到受到F F1 1=200N=200N水平向左的推力而平衡，此时，缸内气体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对活塞的平均压力为F F2 2=1200N=1200N，，则缸内气体的压强则缸内气体的压强p=p= PaPa，，缸外大气压强缸外大气压强p p0 0= = Pa.Pa.图8-3-2四、温度、压强、体积的关系：四、温度、压强、体积的关系：04年江苏高考年江苏高考2下列说法正确的是下列说法正确的是 （（ ））A.物体放出热量，温度一定减低物体放出热量，温度一定减低B.物体内能增加，温度一定升高物体内能增加，温度一定升高C.热量能自发地热量能自发地 从低温物体传给高温物体从低温物体传给高温物体D.热量能自发地热量能自发地 从高温物体传给低温物体从高温物体传给低温物体D04年江苏高考年江苏高考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同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲甲、、 p乙乙 ，且，且p甲甲< p乙乙 , 则则 （（ ））A.甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度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 分子的平均动能分子的平均动能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 分子的平均动能分子的平均动能B C16．．一一定定量量的的气气体体吸吸收收热热量量，，体体积积膨膨胀胀并并对对外外做做功，则此过程的末态与初态相比，功，则此过程的末态与初态相比， （（ ））A．．气体内能一定增加气体内能一定增加 B．．气体内能一定减小气体内能一定减小C．．气体内能一定不变气体内能一定不变 D．．气体内能是增是减不能确定气体内能是增是减不能确定04年湖南年湖南16D15．． 下列说法正确的是下列说法正确的是（（ ））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，是因为违反了能量第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量 守恒定律守恒定律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，而不引起其他变化功，而不引起其他变化04年天津年天津15D15．下列说法正确的是．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，气体的内能一定增大气体从外界只收热量，气体的内能一定增大C．．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均 动能越大动能越大D．．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均 动能越大动能越大04年北京理综年北京理综15D2．下列说法哪些是正确的．下列说法哪些是正确的 （（ ））A．．水水的的体体积积很很难难被被压压缩缩，，这这是是分分子子间间存存在在斥斥力的宏观表现力的宏观表现B．．气气体体总总是是很很容容易易充充满满容容器器，，这这是是分分子子间间存存在斥力的在斥力的 宏观表现宏观表现C．．两两个个相相同同的的半半球球壳壳吻吻合合接接触触，，中中间间抽抽成成真真空空（（马马德德堡堡半半球球）），，用用力力很很难难拉拉开开，，这这是是分分子子间存在吸引力的间存在吸引力的 宏观表现宏观表现D．．用用力力拉拉铁铁棒棒的的两两端端，，铁铁棒棒没没有有断断，，这这是是分分子间存在吸引力的宏观表现子间存在吸引力的宏观表现04年广西年广西2A D04年广西年广西44．下列说法正确的是．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年全国理综年全国理综16 16．．一一定定质质量量的的理理想想气气体体，，从从某某一一状状态态开开始始，，经经过过一一系系列列变变化化后后又又回回一一开开始始的的状状态态，，用用W1表表示示外外界界对对气气体体做做的的功功，，W2表表示示气气体体对对外外界界做做的的功功，，Q1表表示示气气体体吸吸收收的的热热量量，，Q2表表示示气气体体放放出出的的热热量量，，则则在在整整个过程中一定有个过程中一定有（（ ））A．．Q1—Q2=W2—W1B．．Q1=Q2C．．W1=W2 D．．Q1>Q2点拨：点拨：整个过程的内能不变，整个过程的内能不变， ΔE = 0 由热力学第一定律由热力学第一定律 ΔE=W总总+Q总总=0Q总总= - W总总 ∴∴ Q1—Q2=W2—W1A。