物体的内能教案(高三物理)

第二课时物体的内能温标

考点剖析

【教学要求】

1．知道物体的内能的概念，了解物体的内能与宏观物理量间的关系。

2．知道两种温标以及它们间的换算关系。

【知识再现】

一、内能

1．分子的平均动能：物体内分子动能的平均值叫分子平均动能．是分子平均动能的标志．温度越高，分子平均动能．

2．分子势能：由分子间的相互作用和决定的能量叫分子势能．分子势能的大小与物体的体积有关：①当分子间的距离r>r0时，分子势能随分子间的距离增大而增大；②当r

3．物体的内能：物体内所有分子的

的总和叫物体的内能．

4．改变物体的内能的两种方式是

和．

二、温度(T或t)

1．两种意义：宏观上表示物体的；微观上标志物体内分子热运动的.它是物体分子的标志．2．两种温标

摄氏温标：单位℃，在1个标准大气压下，水的冰点作为，沸点作为．

热力学温标T：单位K．把作为0K．绝对零度(0K)是的极限，只能接近不能达到．

两种温标的关系：每1度表示的冷热差别，两种温标是相同的，只是不同，所以二者关系为式：T＝t+273(K)，△T＝△t

重点突破

知识点一对分子动能的理解

对大量的分子的动能才有意义。分子的平均动能是所有分子动能的平均值，温度是分子平均动能的标志。物体内分子运动的总动能是所有分子动能的总和，也等于分子平均动能与分子总数的乘积。

【应用1】当物体温度升高时，下列说法中正确的是（）

A．每个分子的温度都升高

B．每个分子的运动都加剧

C．每个分子的动能都增大

导示:温度是物体分子平均动能的标志，不代表个别分子的情况，所以温度升高后，只能说物体的分子平均动能增大，而

D正确。

当温度一定是，物体内分子动能的分布呈正态分布，即分子动能大的和小的数目较少，而处于中间某定值的知识点二对分子势能的理解

分子力做正功，分子势能减少，分子力做负功，分子势能增加。在平衡位置时(r=r0),分子势能最小.分子势能的大小跟物体的体积有关系．

【应用2】（07苏州调研）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，纵轴表示分子间的相互作用力，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（）

A．乙分子由a到c的过程中，分子势能先减小后增大

B．乙分子由a到d的过程中，分子势能一直增加

C．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动

D．乙分子由a到c做加速运动，到c时速度最大

导示: 乙分子由a 向甲分子运动时，运动到c 之前一直为引力，分子力做正功，分子势能减少，速度增大，再靠近乙分子的过程中，分子间表现为斥力，分子力做负功，速度又要减小。故D 正确。 知识点三物体内能的决定因素

物体内能的决定因素是依据物体内能的定义：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和。所以物体的内能与物体的温度、体积、物态和物质的量有关。又可分为微观决定因素：分子势能、分子平均动能、分子的数目。宏观因素：体积、温度、物质的量。

【应用3】判断下列说法，正确的是（ ）

A ．温度高的物体，内能不一定大

B ．同样质量的水100℃时的内能比60℃时大

C ．内能相同的物体，温度一定相同

导示: 根据内能的决定因素可知，A 选项正确。物体的速度与分子热运动的速度无关，D 错，故选A 。

分子的平均动能由温度惟一决定，个别分子的动能是没有意义的。分子势能是由物体体积决定的，具有相

对性。物体的内能则由分子平均动能、总分子势能、分子数目共同决定。

知识点四温标间的换算

热力学温标与摄氏温标之间的换算关系为：T=t+273.15，温度每升高1ºC ，在热力学温标中就升高1K ，在量值上是相等的，只不过是规定的零起点不同而已。

【应用4】关于热力学温标的正确说法是（ ）

A ．—33 ºC=240K

B ．热力学温标零度为—273 º

C ，叫绝对零度

C ．摄氏温度与热力学温度都可以取负值

D ．温度由t ºC 升高到2t ºC ，对应的热力学温度升高了273K+t

导示:在热力学温标中，273.15近似地认为是273，根据换算，AD 正确，热力学温标零度为—273 º

C ，叫绝对零度是一

种正常的说法，但摄氏温度中有负值，热力学温度中是没有负值的。故选ABD 。

类型一内能、热量、机械能的比较

对于同一物体，机械能由物体的状态和位置决定，内能则与物体的温度、体积、物质的量有关，与物体宏观的机械运动无关。热量则是物体之间内能转移的一种量度。

【例1】关于机械能、内能、热量的说法正确的是（ ）

A ．机械能大的物体，内能多，热量也多

B ．物体机械能损失时，内能可以增加

C ．物体机械能可以为零，内能也可以为零

D ．物体温度不变，没有热量传递

导示:物体的机械能大，与内能无关，而热量则是热传递过程中量度内能转移的物理量，A 错。机械能损失了，有可能就转化为该物体的内能了，内能可能增加，B 对。物体的机械能可能为零，而内能为零是不可能的，C 错。物体温度不变的过程中，也有可能有热传递，如对物体做了功，要保持温度不变，必有热传递过程，D 错。故选B 。

能量是状态量，物理中状态量的还有：动能、速度等，热量和功一样是过程量，过程量是在状态量发生变

化过程中的一种量度。

类型二能量转化或转移的计算

辐射、熔解、汽化、液化、升华等物理过程中都伴随着能量的转化或转移，在能量转化和转移过程中往往涉及到有关能量计算问题，能的转化和守恒定律是该过程计算的依据。 【例2】 (07扬州期末)某校研究性学习小组为估测太阳对地面的辐射功率，制作了一个半径0.10m 的0ºC 的冰球，在环境温度为0ºC 时，用黑布把冰球包裹后悬吊在弹簧秤下放在太阳光中。经过40min 后弹簧秤的示数减少了3.5N 。已知冰的熔

化热λ＝3.35×105J/kg ，请你帮助这个小组估算太阳光垂直照射在每平方米面积上的辐射功率(冰的熔化热是指一个标准大

气压下1kg 0ºC 的冰熔化成0ºC 的水所吸收的热量。设冰融化成水后，全部滴离黑布包着的冰球。g ＝10m/s 2，结果保留两位

有效数字)。

导示: 太阳光垂直照射时间t=2400s

面积2r S π=＝21014.3-⨯m2

方法探究