高中物理選修物體的內能

高中物理選修物體的內能課件第1頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四

一.物體的內能

物體內所有分子的動能的平均值叫做分子的平均動能．1.分子的動能:③分子的平均動能與物體機械運動的速率無關.【說明】①溫度是大量分子的平均動能的標志，對個別分子來講，溫度無意義.②不同物質的物體，如果溫度相同，則它們的分子平均動能相同，但它們的分子平均速率不同.第2頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四

一.物體的內能

2.分子勢能:在平衡位置時,分子勢能最小.分子力做正功,分子勢能減小;分子力做負功,分子勢能增大.分子勢能的大小與物體的體積有關，但和溫度與分子平均動能的關系不同，分子勢能隨物體的體積的變化并不是單調的.①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位置決定的能，稱為分子勢能.②分子勢能的決定因素.微觀上：宏觀上：決定于分子間距離和分子排列情況.第3頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四第4頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四3.物體的內能:體積變化時，分子勢能發(fā)生變化，因而物體的內能發(fā)生變化．溫度升高時，分子的平均動能增加，因而物體內能增加；所以物體的內能跟物的溫度和體積都有關系：由于分子熱運動的平均動能跟溫度有關系，分子勢能跟體積有關系，物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能．此外,還跟物體的質量和物態(tài)有關。第5頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四

1.下列說法正確的是:()A.溫度是分子內能大小的標志

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第6頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四c.分子間的勢能變化的情況是先

，后

.2.兩個分子之間的距離由r＜r0開始向外移動，直至相距無限遠的過程中：減小增加減小正負減少增加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

；返回第7頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四

3.比較100°C時,18g的水、18g的水蒸氣和32g氧氣可知（）(A)分子數相同,分子的平均動能也相同(B)分子數相同,內能也相同(C)分子數相同,分子的平均平動不相同(D)分子數不同,內能也不相同A返回第8頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四二、改變物體內能的兩種方式熱傳遞做功能量的轉化能量的轉移具有等效性第9頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四44、關于物體內能及其變化，下列說法中正確的是 []

A、物體的溫度改變時，其內能必定改變B、物體對外做功，其內能不一定改變；向物體傳遞熱量，其內能不一定改變C、對物體做功，其內能必定改變；物體向外傳出一定熱量，其內能必定改變D、若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內能必定不改變B返回第10頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四在一般情況下，如果物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程，那么，外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內能的增加△U，即△U=W+Q上式所表示的功、熱量跟內能改變之間的定量關系，在物理學中叫做熱力學第一定律．三.熱力學第一定律返回第11頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四6、關于內能的概念下列說法中正確的是().(A)溫度高的物體,內能一定大(B)物體吸收熱量,內能一定增大(C)100°C的水變成100°C水蒸氣,內能一定增大(D)物體克服摩擦力做功,內能一定增大C返回5.外界對一定質量的氣體做了200J的功，同時氣體又向外界放出了80J的熱量，則氣體的內能

（填“增加”或“減少”）了

J增加120第12頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體．這就是能量守恒定律．四.能量守恒定律功是能量轉化的量度．熱力學第一定律表示，做功和熱傳遞提供給一個物體多少能量，物體的內能就增加多少，能量在轉化或轉移中守恒．返回第13頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四(2)物質的不同運動形式對應不同的形式的能.各種形式的能在一定條件下可以轉化或轉移，在轉化或轉移過程中，能的總量守恒.【說明】（1)能的轉化和守恒定律是自然界的普遍規(guī)律.違背該定律的永動機每類永動機是永遠無法實現的.第14頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四

8.一粒質量為100g的鉛彈的，以200m/s的水平速度射入靜止在光滑水平面、質量為1.9kg的物體而未穿出，求：,(1)鉛彈損失的動能(2)若整個系統(tǒng)損失的動能全部轉變?yōu)闊?，且?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·℃)Δt=0.5×1900/(126×0.1)=75.4℃解；(1)由動量守恒定律mv=(M+m)VV=0.1×200/2=10m/sΔEK子=1/2mv

2-1/2mV2=1995J(2)系統(tǒng)損失的總能量

ΔEK=1/2mv

2-1/2(M+m)V2=1900J由能量守恒定律50%×ΔEK=cmΔt返回第15頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四

9.橫截面積為2dm2的圓筒內裝有0.6kg的水，太陽光垂直照射了2分鐘，水溫升高了1℃，設大氣頂層的太陽能只有45%到達地面，試估算出太陽的輻射功率為多少？（保留一位有效數字，日地平均距離為1.5×1011m.)

P=4πr2P1=4π×2.25×1022×2.33×103=6×1026W解：水溫升高吸熱Q=cmΔt=4200×0.6×1=2.52×103J地面單位面積單位時間接收的能量E1=Q/St=2.52×103/(0.02×120)=1.05×103J/m2s太陽照射到地面單位面積的功率P1=E1/0.45=2.33×103W/m2太陽發(fā)出的總功率返回第16頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四(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：第二類永動機是不可能制成的.（3）注：熱傳遞的方向性、機械能與內能轉化的單向性第17頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四04年廣東高考44．下列說法正確的是（）

A．機械能全部變成內能是不可能的

B．第二類永動機不可能制造成功的原因是因為能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，只能從一個物體轉移到另一個物體，或從一種形式轉化成另一種形式。

C．根據熱力學第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體

D．從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的

D第18頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四七、能源與環(huán)境常規(guī)能源有：煤、石油、天然氣等，存量有限，利用時對環(huán)境有污染.

新能源有：風能、水流能、太陽能、沼氣、原子能等，資源豐富，無(或者少)污染.六、熱力學第三定律：熱力學零度（絕對零度）不可達。第19頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四一、溫度(T)1.意義：從宏觀上看，溫度表示物體的冷熱程度；從分子動理論的觀點來看，溫度反映的是物體內大量分子無規(guī)則運動的激烈程度，是物體內大量分子平均動能的標志.

2.溫標：即數值表示法：(1)攝氏溫標(t)，單位0℃.(2)熱力學溫標(T)，單位K，絕對零度(0K)是低溫的極限，只能接近不能達到，更不可能有比絕對零度更低的溫度.攝氏溫標與熱力學溫標的關系：T=t＋273K，用這兩種溫標表示的溫度變化量間關系是△T＝△t.第20頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四12.下列關于溫度的一些敘述，不正確的是()A.理論上講溫度可以低于0K，技術上尚未實現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能的標志D.溫度可以用攝氏溫標表示，也可以用熱力學溫標表示A第21頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四二、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，總會充滿整個容器的空間.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；在標準狀況下，1mol任何氣體的體積都是22.4L.第22頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四三、壓強(p)

1.氣體的壓強是由于大量分子無規(guī)則運動碰撞器壁而產生的.(氣體壓強的成因)2.氣體分子的平均速率越大、氣體分子的密度越大，氣體分子對容器壁碰撞的作用力和頻繁程度也越大，所以，一定質量的某種氣體的壓強，既與氣體的溫度有關，還與氣體的體積有關.氣體中各處向各個方向的壓強大小都相等.3.壓強的國際單位是Pa，常用的還有atm、cmHg.它們之間換算關系為：

1atm=76cmHg=1.013×１０５Pa.第23頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四【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(設大氣壓強為76cmHg)圖8-3-1第24頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四【例2】如圖所示8-3-2所示，固定在水平地面上的氣缸內封閉著一定質量的氣體，活塞與氣缸內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，缸內氣體對活塞的平均壓力為F2=1200N，則缸內氣體的壓強p=

Pa，缸外大氣壓強p0=

Pa.圖8-3-2第25頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四四、溫度、壓強、體積的關系：第26頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四04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第27頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四04年江蘇高考5甲、乙兩個相同的密閉容器中分別裝有等質量的同種氣體，已知甲、乙容器中氣體的壓強分別為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能小于乙容器中氣體分子的平均動能D.甲容器中氣體分子的平均動能大于乙容器中氣體分子的平均動能BC第28頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四16．一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對外做功，則此過程的末態(tài)與初態(tài)相比，（）A．氣體內能一定增加 B．氣體內能一定減小C．氣體內能一定不變D．氣體內能是增是減不能確定04年湖南16D第29頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四15．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．外界對物體做功，物體的內能必定增加C．第二類永動機不可能制成，是因為違反了能量守恒定律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15D第30頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四15．下列說法正確的是 （）A．外界對氣體做功，氣體的內能一定增大B．氣體從外界只收熱量，氣體的內能一定增大C．氣體的溫度越低，氣體分子無規(guī)則運動的平均動能越大D．氣體的溫度越高，氣體分子無規(guī)則運動的平均動能越大04年北京理綜15D第31頁，共34頁，2022年，5月20日，10點18分，星期四2．下列說法哪些是正確的（）A．水的體積很