3.3热力学定律

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【标准解答】系统损失的机械能转化为系统增加的内能.
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1 1 1 E 损 mv0 2 ( mv m 2 Mv M 2 ) 2 2 2 1 1 1 0.01 2002 J ( 0.01 402 J 2 0.82 J) 191.36 J, 2 2 2
V
10 1.4 10 0.05L 700 L. 3 10
4 3
答案：(1)1.4×103 J
(2)700 L
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3.太阳能的转化
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(1)不同形式的能量的转化,意味着不同的运动形 式之间可以转化. (2)能量之间的相互转化都是通过做功来实现的.
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【典例1】(双选)(2011·郑州高二检测)行驶中的汽车制动后
力不变,在此过程中子弹和木块共获得多少内能?若这些内能
有30%被子弹吸收,则可以使子弹升温多少度?子弹的比热容为
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1.3×102 J/(kg·℃).
【解题指导】(1)子弹穿过木块的过程，是把机械能转
化为内能的过程. (2)子弹升高的温度用公式Q=cmΔt计算.
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1.自然界中的运动形式多种多样.不同的运动形式对应不同的 能量,例如 (1)物体运动——机械能 (2)分子热运动——内能 (3)电荷和电场——电势能
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2.不同形式能பைடு நூலகம்之间的转化
(1)摩擦生热——机械能转化为内能 (2)水蒸气将壶盖顶起——内能转化为机械能 (3)用电炉子加热——电能转化为内能
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磁铁下落受到磁场阻力,因而物体都克服阻力做功,A项对.四
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个物体运动过程中,汽车是动能转化成了其他形式的能,流星、 降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能,总之是机 械能转化成了其他形式的能,D项对,故选A、D.
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【规律方法】能量守恒定律的应用技巧
能量守恒定律是自然界中一个最基本的规律,同时,它又可以
与很多其他物理规律(如:平抛运动、碰撞、圆周运动等)结合, 解决一些综合性很强的题目.解决这类题目应明确研究过程中
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哪些能量发生了转化、各种能量的表达形式,然后由相应物理
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一、不同形式的能量和能量之间的转化
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滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火 焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合 线圈,线圈中产生电流,上述不同现象中所包含的相同的物理 过程是( )
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A.物体克服阻力做功
B.物体的动能转化为其他形式的能量 C.物体的势能转化为其他形式的能量
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【典例】(2011·西城高二检测)某同学为测量地表植物吸收 太阳能的本领,做了如下实验:用一面积为0.1 m2的面盆盛
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6 kg的水,经太阳垂直照射15 min,温度升高5℃,若地表植物 每秒吸收太阳能的能力与水相等,试计算:
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二、对能量守恒定律的理解和应用
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1.某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量
和增加量一定相等.
2.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且 减少量和增加量一定相等.
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(1)每平方米绿色植物每秒吸收的太阳能为多少焦耳? (2)若绿色植物在光合作用下每吸收1 kJ的太阳能可放出 0.05 L的氧气,则每公顷绿地每秒可放出多少升的氧气?［1公 顷=104 m2,水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)］. 【解题指导】解答本题应掌握以下两点：
3.各种形式的能在转化和转移过程中总能量守恒无需任何条 件，而某种或几种形式的能的守恒是有条件的.例如，物体的 机械能守恒，必须是只有重力做功.
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4.能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机
器，只要对外做功，都要消耗能量，都只能使能量从一种形 式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而不 能无中生有地创造能量.不消耗能量，却可以源源不断地对外 做功的机器(第一类永动机)是不可能制成的.
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【标准解答】(1)单位面积单位时间吸收的太阳能为
cmt 4.2 103 6 5 W J 1.4 103 J. St 0.115 60
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(2)氧气的体积为
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D.物体的机械能转化为其他形式的能量
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【解题指导】本题列举的四个过程,都是能量的转化过
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程,并且都是通过克服阻力做功,把机械能转化为其他形式的
能,因此可以找到共同点.
【标准解答】选A、D.这四个现象中的物体运动过程都受到阻 力作用,汽车主要是制动阻力,流星、降落伞是空气阻力,条形
规律结合能量守恒定律求解,同时考虑以下两点:
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(1)某种形式的能量减少,一定有其他形式的能量增加,且减少 量和增加量一定相等. (2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减
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少量和增加量一定相等.
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在应用能量守恒定律分析问题时，应注意:
(1)哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加. (2)哪个物体的能量减少，哪个物体的能量增加.
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【典例2】一颗质量为10 g的子弹以200 m/s的速度射入放在 光滑水平面上质量为2 kg的木块并穿出;穿出木块时子弹的速 度变为40 m/s,木块速度为0.8 m/s,设子弹在木块中所受的阻
被子弹吸收的热量是 Q=ΔE损×30%=cmΔt, 所以 t
E 损 30% cm 191.36 30% ℃ 44.16℃ 2 1.3 10 0.01
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答案:191.36 J
44.16℃
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