1、物體的內(nèi)能,一.物體的內(nèi)能,物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值 叫做分子的平均動(dòng)能,1.分子的動(dòng)能:,分子的平均動(dòng)能與物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速率無關(guān).,【說明】,溫度是大量分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，對(duì) 個(gè)別分子來講，溫度無意義.,不同物質(zhì)的物體，如果溫度相同，則它們的分 子平均動(dòng)能相同，但它們的分子平均速率不同.,一.物體的內(nèi)能,2.分子勢(shì)能:,在平衡位置時(shí),分子勢(shì)能最小.,分子力做正功,分子勢(shì)能減小; 分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大.,分子勢(shì)能的大小與物體的體積有關(guān)，但和溫度與分子平均動(dòng)能的關(guān)系不同，分子勢(shì)能隨物體的體積的變化并不是單調(diào)的.,意義：,由于分子間存在著引力和斥力，所以分子 具有由它們的相對(duì)位置決定的

2、能，稱為分子勢(shì)能.,分子勢(shì)能的決定因素.,微觀上：,宏觀上：,決定于分子間距離和分子排列情況.,3.物體的內(nèi)能:,體積變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化， 因而物體的內(nèi)能發(fā)生變化,溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增加， 因而物體內(nèi)能增加；,所以物體的內(nèi)能跟物的溫度和體積都有關(guān)系：,由于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能跟溫度有關(guān)系， 分子勢(shì)能跟體積有關(guān)系，,物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能,此外,還跟物體的質(zhì)量和物態(tài)有關(guān)。,1. 下列說法正確的是: ( ) A.溫度是分子內(nèi)能大小的標(biāo)志 B.物體吸熱溫度一定升高 C.物體不吸熱溫度也可升高 D.溫度高的物體具有較多的熱量,C,c.分子間的勢(shì)能變化

3、的情況是 先 ，后 .,2.兩個(gè)分子之間的距離由rr0開始向外移動(dòng)，直至相距無限遠(yuǎn)的過程中：,b.分子力做功的情況是 先做 功，后做 功；,a.分子力的大小變化的情況是 先 ，后 ， 再 ；,3.比較100C 時(shí), 18g的水、18g的水蒸氣和32g氧氣可知 （ ） (A)分子數(shù)相同,分子的平均動(dòng)能也相同 (B)分子數(shù)相同,內(nèi)能也相同 (C)分子數(shù)相同,分子的平均平動(dòng)不相同 (D)分子數(shù)不同,內(nèi)能也不相同,A,二、改變 物體內(nèi) 能的兩 種方式,熱傳遞,做功,能量的轉(zhuǎn)化,能量的轉(zhuǎn)移,具有等效性,44、關(guān)于物體內(nèi)能及其變化，下列說法中正確的是 A、物體的溫度改變時(shí)，其內(nèi)能必定改變 B、物體對(duì)外做功

4、，其內(nèi)能不一定改變；向物體傳遞熱量，其內(nèi)能不一定改變 C、對(duì)物體做功，其內(nèi)能必定改變；物體向外傳出一定熱量，其內(nèi)能必定改變 D、若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不改變,B,在一般情況下，如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程，那么，外界對(duì)物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加U，即,U = W + Q,上式所表示的功、熱量跟內(nèi)能改變之間的定量關(guān)系，在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律,三.熱力學(xué)第一定律,6、關(guān)于內(nèi)能的概念下列說法中正確的是( ). (A)溫度高的物體,內(nèi)能一定大 (B)物體吸收熱量,內(nèi)能一定增大 (C)100C的水變成100C水蒸氣,內(nèi)能一定增大 (D

5、)物體克服摩擦力做功,內(nèi)能一定增大,C,5. 外界對(duì)一定質(zhì)量的氣體做了200J的功，同時(shí)氣體又向外界放出了80J的熱量，則氣體的內(nèi)能 （填“增加”或“減少”） 了 J,增加,120,能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體這就是能量守恒定律,四.能量守恒定律,功是能量轉(zhuǎn)化的量度 熱力學(xué)第一定律表示，做功和熱傳遞提供給一個(gè)物體多少能量，物體的內(nèi)能就增加多少，能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移中守恒,(2)物質(zhì)的不同運(yùn)動(dòng)形式對(duì)應(yīng)不同的形式的能.各種形式的能在一定條件下可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能的總量守恒.,【說明】,（1)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界

6、的普遍規(guī)律. 違背該定律的永動(dòng)機(jī)每類永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)的.,8. 一粒質(zhì)量為100g的鉛彈的，以200m/s的水平速度射入靜止在光滑水平面、質(zhì)量為1.9kg的物體而未穿出，求：, (1) 鉛彈損失的動(dòng)能 (2) 若整個(gè)系統(tǒng)損失的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔矣?0%被鉛彈吸收, 那么鉛彈溫度升高多少度? (鉛彈比熱容為126J/kg ),t = 0.5 1900/(126 0.1)=75.4 ,解； (1) 由動(dòng)量守恒定律 mv=(M+m)V,V=0.1200/2=10m/s,EK子=1/2mv 2-1/2mV2=1995J,(2)系統(tǒng)損失的總能量 EK = 1/2mv 2-1/2(M+m)V2=19

7、00J,由能量守恒定律,50% EK = cm t,9. 橫截面積為 2dm2的圓筒內(nèi)裝有0.6kg的水，太陽光垂直照射了2分鐘，水溫升高了1 ，設(shè)大氣頂層的太陽能只有45%到達(dá)地面，試估算出太陽的輻射功率為多少？（保留一位有效數(shù)字，日地平均距離為1.51011m.),P=4r2P1= 42.251022 2.33103 =61026 W,解：水溫升高吸熱 Q=cm t=42000.61=2.52103 J,地面單位面積單位時(shí)間接收的能量,E1=Q/St= 2.52103 /(0.02120)=1.05103 J/m2s,太陽照射到地面單位面積的功率,P1= E1 /0.45=2.33103

8、W/m2,太陽發(fā)出的總功率,(2)意義：有大量分子參與的宏觀過程有方向性. 如“能量耗散”,五、熱力學(xué)第二定律,(1)兩種表述： 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其他變化. 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化.或：第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的.,（3）注：熱傳遞的方向性、 機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的單向性,04年廣東高考4,4下列說法正確的是（ ） A機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的 B第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功的原因是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。 C根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳

9、到高溫物體 D從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的,D,七、能源與環(huán)境 常規(guī)能源有：煤、石油、天然氣等，存量有限，利用時(shí)對(duì)環(huán)境有污染. 新能源有：風(fēng)能、水流能、太陽能、沼氣、原子能等，資源豐富，無(或者少)污染.,六、熱力學(xué)第三定律：,熱力學(xué)零度（絕對(duì)零度）不可達(dá)。,一、溫度(T) 1.意義：從宏觀上看，溫度表示物體的冷熱程度；從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，溫度反映的是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度，是物體內(nèi)大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.,2.溫標(biāo)：即數(shù)值表示法：(1)攝氏溫標(biāo)(t)，單位0.(2)熱力學(xué)溫標(biāo)(T)，單位K，絕對(duì)零度(0K)是低溫的極限，只能接近不能達(dá)到，更不可能有比絕對(duì)零度更低的溫

10、度.攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系：T=t273K，用這兩種溫標(biāo)表示的溫度變化量間關(guān)系是Tt.,12.下列關(guān)于溫度的一些敘述，不正確的是( ) A.理論上講溫度可以低于0K，技術(shù)上尚未實(shí)現(xiàn) B.溫度是表示物體冷熱程度的物理量 C.溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 D.溫度可以用攝氏溫標(biāo)表示，也可以用熱力學(xué)溫標(biāo)表示,A,二、體積(V) 1.氣體分子間平均距離大于10r0，分子力接近0，因而可以自由移動(dòng)，總會(huì)充滿整個(gè)容器的空間.所以氣體的體積就是指氣體所充滿的容器的容積. 2.體積的單位有:m3、cm3、mm3、L、mL等， 1cm3=1L,1mm3=1mL；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體的體積都是22.

11、4L.,三、壓強(qiáng)(p) 1.氣體的壓強(qiáng)是由于大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞器壁而產(chǎn)生的.(氣體壓強(qiáng)的成因) 2.氣體分子的平均速率越大、氣體分子的密度越大，氣體分子對(duì)容器壁碰撞的作用力和頻繁程度也越大，所以，一定質(zhì)量的某種氣體的壓強(qiáng)，既與氣體的溫度有關(guān)，還與氣體的體積有關(guān).氣體中各處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小都相等. 3.壓強(qiáng)的國際單位是Pa，常用的還有atm、cmHg.它們之間換算關(guān)系為： 1atm=76cmHg=1.013Pa.,【例1】如圖8-3-1所示的(甲)、(乙)、(丙)、(丁)中玻璃管中都灌有水銀，分別求出四種情況被封閉氣體A的壓強(qiáng)(設(shè)大氣壓強(qiáng)為76cmHg),圖8-3-1,【例2】如圖所示8

12、-3-2所示，固定在水平地面上的氣缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的氣體，活塞與氣缸內(nèi)壁接觸光滑且不漏氣，活塞的橫截面積S=100cm2，受到F1=200N水平向左的推力而平衡，此時(shí)，缸內(nèi)氣體對(duì)活塞的平均壓力為F2=1200N，則缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p= Pa，缸外大氣壓強(qiáng)p0= Pa.,圖8-3-2,四、溫度、壓強(qiáng)、體積的關(guān)系：,04年江蘇高考2,下列說法正確的是 （ ） A.物體放出熱量，溫度一定減低 B.物體內(nèi)能增加，溫度一定升高 C.熱量能自發(fā)地 從低溫物體傳給高溫物體 D.熱量能自發(fā)地 從高溫物體傳給低溫物體,D,04年江蘇高考5,甲、乙兩個(gè)相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體，已知甲、乙容器中氣體

13、的壓強(qiáng)分別為p甲、 p乙 ，且p甲 p乙 , 則 （ ） A.甲容器中氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度 B.甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度 C.甲容器中氣體分子的平均動(dòng)能小于乙容器中氣體 分子的平均動(dòng)能 D.甲容器中氣體分子的平均動(dòng)能大于乙容器中氣體 分子的平均動(dòng)能,B C,16一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對(duì)外做功，則此過程的末態(tài)與初態(tài)相比， （ ） A氣體內(nèi)能一定增加 B氣體內(nèi)能一定減小 C氣體內(nèi)能一定不變 D氣體內(nèi)能是增是減不能確定,04年湖南16,D,15 下列說法正確的是（ ） A 熱量不能由低溫物體傳遞到高溫物體 B 外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能必定增加 C 第二類永動(dòng)機(jī)

14、不可能制成，是因?yàn)檫`反了能量 守恒定律 D 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做 功，而不引起其他變化,04年天津15,D,15下列說法正確的是（ ） A外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增大 B氣體從外界只收熱量，氣體的內(nèi)能一定增大 C氣體的溫度越低，氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均 動(dòng)能越大 D氣體的溫度越高，氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均 動(dòng)能越大,04年北京理綜15,D,2下列說法哪些是正確的 （ ） A水的體積很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn) B氣體總是很容易充滿容器，這是分子間存在斥力的 宏觀表現(xiàn) C兩個(gè)相同的半球殼吻合接觸，中間抽成真空（馬德堡半球），用力很難拉開，這是分子間存在吸引力的 宏觀表現(xiàn) D用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，這是分子間存在吸引力的宏觀表現(xiàn),04年廣西2,A D,04年廣西4,4下列說法正確的是 （ ） A外界對(duì)一物體做功，此物體的內(nèi)能一定增加 B機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能是不可能的 C將熱量傳給一個(gè)物體，此物體的內(nèi)能一定改變