高三第一轮复习——内能 热和功 教案12

内能 热和功

一、考点聚焦

1．分子热运动的动能。温度是物体分子热运动平均动能的标志。物体的分子势能。物体

的内能。

2．做功和热传递是改变内能的二种方式。热量，能量守恒定律。

3．热力学第一定律。热力学第二定律。永动机的不可能。绝对零度的不可达到。

4．能源的开发和利用，环境保护。

二、知识扫描

1．温度是表示物体的 冷热程度 ，是物体分子运动平均动能的 标志 。物体的

温度升高，表明它的分子热运动 平均动能 增大。

2．分子势能跟分子 间距 有关，如图所示。 3．物体内能是 物体内所有分子动能和分子势能的总 和 ，与物体的 温度和体积 以及物体的摩尔数有关。 4．改变物体内能的方法有两种： 热传递和做功 。

5．热力学第一定律关系式为ΔU =Q+W 。注 意正负符号。第一类永动机是 不能 制成的。

6．热力学第二定律一种表述是： 不可能使热量由低温物体传递

到高温物体而不引起其它变化 。这是按照热传导的方向性来表述的。 另一种表述是：

不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化 。这是按照机

械能与内能转化过程的方向性来表述的，它也可以表述为：第二类永动机是 不可能

制成的。

三、典型例题

例1 下列说法正确的是（ ）

A ．温度低的物体内能小

B ．温度低的物体分子的平均速率小

C ．一定质量00C 的水结成00C 的冰，内能一定减少

D ．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加

解析：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，但不是内能的标志。所以A 是错误的。

温度低，分子的平均动能小，但分子质量大小不清楚，因而B 是错误的。C 答案中

要放热，由能量守恒可知，内能一定减少。由热力学第一定律可知，在热传递不清

楚的情况下，内能不一定增加。故C 、D 是正确的。

点评：本题要求考生掌握分子热运动的平均动能、分子势能和物体内能等概念，并要正确

理解热力学第一定律。

例2 一个小铁块沿半径为0.2m 的固定半球内壁的上端边缘由静止下滑，当滑到半球底部

时，底部所受到的压力为铁块重力的1.5倍，设此下滑过程中损失的机械能全部转

化为内能，并有40％被铁块吸收，已知铁的比热容为0.46J/（g ·ºC ），g 取10 m

／s 2，求铁块升高的温度？ 解析：设铁块的质量为m ，则N 一mg=R

m v 2

，铁块在半球底部的动能 E K =）（mg N R mv -=21212，据能量守恒有t cm mv mgR ∆=⨯-002402

1）（，解得 Δt=1.3×10—3 ºC

点评：对于由多种形式组成的较复杂问题，应先搞清物理过程，注意从能量的角度，把能量转化和转移的情况搞清．

例3 如图所示，两相同的容器装同体积的水和水银，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度，A、B两球用同一种特殊的材料制成，当温度稍升高时，球的体积会明显的变大，如果开始时水和水银的温度相同，且两液体同时缓慢地升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则Array

A．A球吸收的热量较多B．B

C．两球吸收的热量一样多D．无法确定

解析：本题小球吸热用于小球内能的增加和膨胀对外做功，

对外做功等于液体重力势能的增加．因此，由热力学

第一定律可知，答案Ｂ正确

图８．２－２

点评：此题须结合系统的能量守恒来分析。

例4．某热机一小时燃烧20kg柴油，柴油完全燃烧的燃烧值为q=4.3×104J/kg，而该热机燃烧20kg柴油，只能对外做功2.58×105J的功，那么该柴油机的效率为多少？

解析：燃烧20千克柴油，所放出的热量为：Q=qM=4.3×104×20=8.6 ×105J, 而对外所做的功为2.58 ×105J，所以该热机的效率为：η=2.58 ×105/8.6 ×105=0.3。

点评：此题必须准确理解柴油的燃烧值和效率概念。

例５．关于内能和机械能下列说法正确的是（）

A．机械能大的物体内能一定很大 B．物体的机械能损失时内能可能增加C．物体的内能损失时机械能必然减少 D．物体的机械能为零而内能不可为零

解析：机械能和内能是两种不同形式的能。物体的机械能可为零，但物体的内能不可是零。

物体的机械能损失时内能可能增加。物体的内能损失时机械能可能增加也可能减少。

但两者之间没有直接的联系。所以答案B、D正确。

点评：此题要求学生正确理解内能和机械能两种不同形式的能的区别。

四、过关测试

1.人造地球卫星返回大气层时，表面温度不断变化。这是因为（）

A.卫星的速度不断增大，卫星中的所有分子动能都增加，所以卫星表面的温度不断升高

B.卫星的高度不断减少，卫星减少的重力势能全部转化为内能，所以卫星表面的温度不

断升高

C.卫星的机械能不断减少，机械能转化为内能，所以卫星表面的温度不断升高

D.在大气层中运行的卫星其表面由于空气的阻力，的温度不断升高，卫星表面的分子无

规则运动加剧

2.下列说法正确的是（）

A．热量能自发地从高温物体传给低温物体 B．热量不能从低温物体传给高温物体

C.热传导是有方向的 D．能量耗散说明能量是不守恒的

3.用r表示两个分子间的距离，E p表示两个分子相互作用的势能，设两分子相距很远时E p

＝0．当r＝r0时两分子间斥力等于引力．以下正确的是（）

A．当r0＞r0时，E p随r的增大而增加 B．当r＜r0时，E p随r的减小而增加

C．当r＞r0时，E p不随r而变 D．当r＝r0时，E p＝0