高中物理选修 物体的内能课件

A.理论上讲温度可以低于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
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.
1atm=76cmHg=1.013×１０５Pa.
【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.
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
04年湖南16 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， （ D ） 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
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：
点拨：整个过程的内能不变， ΔE = 0
由热力学第一定律 ΔE=W总+Q总=0 Q总= - W总 ∴ Q1—Q2=W2—W1
分子力做正功,分子势能减小; 分子力做负功,分子势能增大.
3.物体的内能: 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． 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， 所以物体的内能跟物的温度和体积都有关系： 温度升高时，分子的平均动能增加， 因而物体内能增加； 体积变化时，分子势能发生变化， 因而物体的内能发生变化． 此外,还跟物体的质量和物态有关。
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三.热力学第一定律 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．
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5. 外界对一定质量的气体做了200J的功，同时
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 （ D
）
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
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 （ B C ） 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
热力学零度（绝对零度）不可达。 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：风能、水流能、太阳能、沼气、 原子能等，资源丰富，无(或者少)污染.
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.
①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，称为分子势能. ②分子势能的决定因素. 微观上： 决定于分子间距离和分子排列情况.
宏观上：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. 在平衡位置时,分子势能最小.
一.物体的内能 1.分子的动能: 物体内所有分子的动能的平均值 叫做分子的平均动能． 【说明】 ①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. ②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. ③分子的平均动能与物体机械运动的速率无关.
一.物体的内能 2.分子势能:
D
）
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年广西2
2．下列说法哪些是正确的 （ A D
）
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年天津15 15． 下列说法正确的是
（ D
）
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年北京理综15 15．下列说法正确的是 （
Δt = 0.5 ×1900/(126 ×0.1)=75.4 ℃
பைடு நூலகம்
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9. 横截面积为 2dm2的圆筒内装有0.6kg的水，太阳光 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1.5×1011m.) 解：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
气体又向外界放出了80J的热量，则气体的内能
增加
（ 填 “ 增 加 ” 或 “ 减 少 120） 了 ”
J 6、关于内能的概念下列说法中正确的是( C ). (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)100°C的水变成100°C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
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=t＋273K，用这两种温 标表示的温度变化量间关系是△T＝△t.
12.下列关于温度的一些叙述，不正确的是( A )
04年广西4 4．下列说法正确的是 （
D
）
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
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 A ） 个过程中一定有 （ A．Q1—Q2=W2—W1 C．W1=W2 B．Q1=Q2 D．Q1>Q2
c.分子间的势能变化的情况是 先 减少 ，后 增加 .
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3.比较100°C 时, 18g的水、18g的水蒸气和 32g氧气可知 （ A ） (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
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做功
二、改变 物体内 能的两 种方式 热传递
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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．
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．
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【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. (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.
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
P1= E1 /0.45=2.33×103 W/m2
太阳发出的总功率 P=4πr2P1= 4π×2.25×1022 ×2.33×103 =6×1026 W
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五、热力学第二定律 (1)两种表述：
）
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
六、热力学第三定律：
1. 下列说法正确的是: (
B.物体吸热温度一定升高 C.物体不吸热温度也可升高