青海高f2物理課_靈棺夜行-物體的內(nèi)能課件

1、 一一.物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能 物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值 叫做分子的平均動(dòng)能叫做分子的平均動(dòng)能1.分子的動(dòng)能分子的動(dòng)能:分子的平均動(dòng)能與物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速率無關(guān)分子的平均動(dòng)能與物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速率無關(guān). .【說明說明】溫度是大量分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，對溫度是大量分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，對 個(gè)別分子來講，溫度無意義個(gè)別分子來講，溫度無意義.不同物質(zhì)的物體，如果溫度相同，則它們的分不同物質(zhì)的物體，如果溫度相同，則它們的分子平均動(dòng)能相同，但它們的分子平均速率不同子平均動(dòng)能相同，但它們的分子平均速率不同. 一一.物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能 2.分子勢能分子勢能:在平衡位置時(shí)在平衡位置

2、時(shí),分子勢能最小分子勢能最小.分子力做正功分子力做正功,分子勢能減小分子勢能減小;分子力做負(fù)功分子力做負(fù)功,分子勢能增大分子勢能增大.分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)，但和分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)，但和溫度與分子平均動(dòng)能的關(guān)系不同，分子勢溫度與分子平均動(dòng)能的關(guān)系不同，分子勢能隨物體的體積的變化并不是單調(diào)的能隨物體的體積的變化并不是單調(diào)的. .意義：意義： 由于分子間存在著引力和斥力，所以分子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，稱為分子勢能具有由它們的相對位置決定的能，稱為分子勢能.分子勢能的決定因素分子勢能的決定因素.微觀上：微觀上：宏觀上：宏觀上：決定于分子

3、間距離和分子排列情況決定于分子間距離和分子排列情況.3.物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能: 體積變化時(shí)，分子勢能發(fā)生變化，體積變化時(shí)，分子勢能發(fā)生變化， 因而物體的內(nèi)能發(fā)生變化因而物體的內(nèi)能發(fā)生變化溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增加，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增加， 因而物體內(nèi)能增加；因而物體內(nèi)能增加；所以物體的內(nèi)能跟物的溫度和體積都有關(guān)系所以物體的內(nèi)能跟物的溫度和體積都有關(guān)系：由于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能跟溫度有關(guān)系，由于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能跟溫度有關(guān)系， 分子勢能跟體積有關(guān)系，分子勢能跟體積有關(guān)系， 物體中物體中所有所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的分子勢能的總和總和，叫做物體的內(nèi)能，叫做

4、物體的內(nèi)能此外此外,還跟物體的質(zhì)量和物態(tài)有關(guān)還跟物體的質(zhì)量和物態(tài)有關(guān)。 1. 下列說法正確的是下列說法正確的是: ( ) A.溫度是分子內(nèi)能大小的標(biāo)志溫度是分子內(nèi)能大小的標(biāo)志 B.物體吸熱溫度一定升高物體吸熱溫度一定升高 C.物體不吸熱溫度也可升高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溫度高的物體具有較多的熱量C靈棺夜行靈棺夜行 靈棺夜行看門狗靈棺夜行看門狗 http:/ 靈棺夜行黑巖靈棺夜行黑巖c.分子間的勢能變化的情況是分子間的勢能變化的情況是 先先 ，后，后 .2.兩個(gè)分子之間的距離由兩個(gè)分子之間的距離由rr0開始向外移動(dòng)，開始向外移動(dòng)，直至相距無限遠(yuǎn)的過程中：直至相距無

5、限遠(yuǎn)的過程中：減小減小增加增加減小減小正正負(fù)負(fù)減少減少增加增加b.分子力做功的情況是分子力做功的情況是 先做先做 功，后做功，后做 功；功；a.分子力的大小變化的情況是分子力的大小變化的情況是 先先 ，后，后 ， 再再 ；返回返回 3.比較比較100C 時(shí)時(shí), 18g的水、的水、18g的水蒸氣和的水蒸氣和32g氧氣可知氧氣可知 （ ）(A)分子數(shù)相同分子數(shù)相同,分子的平均動(dòng)能也相同分子的平均動(dòng)能也相同(B)分子數(shù)相同分子數(shù)相同,內(nèi)能也相同內(nèi)能也相同(C)分子數(shù)相同分子數(shù)相同,分子的平均平動(dòng)不相同分子的平均平動(dòng)不相同(D)分子數(shù)不同分子數(shù)不同,內(nèi)能也不相同內(nèi)能也不相同A返回返回二、改變二、改變

6、物體內(nèi)物體內(nèi) 能的兩能的兩 種方式種方式熱傳遞熱傳遞做功做功能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)移能量的轉(zhuǎn)移具有等效性具有等效性44、關(guān)于物體內(nèi)能及其變化，下列說法中正確的、關(guān)于物體內(nèi)能及其變化，下列說法中正確的是是 A、物體的溫度改變時(shí)，其內(nèi)能必定改變、物體的溫度改變時(shí)，其內(nèi)能必定改變 B、物體對外做功，其內(nèi)能不一定改變；向物體傳、物體對外做功，其內(nèi)能不一定改變；向物體傳遞熱量，其內(nèi)能不一定改變遞熱量，其內(nèi)能不一定改變 C、對物體做功，其內(nèi)能必定改變；物體向外傳出一對物體做功，其內(nèi)能必定改變；物體向外傳出一定熱量，其內(nèi)能必定改變定熱量，其內(nèi)能必定改變 D、若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定若

7、物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不改變不改變B返回返回 在一般情況下，如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生在一般情況下，如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程，那么，外界對物體所做做功和熱傳遞的過程，那么，外界對物體所做的功的功W加上物體從外界吸收的熱量加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體等于物體內(nèi)能的增加內(nèi)能的增加U，即，即U = W + Q上式所表示的功、熱量跟內(nèi)能改變之間的定量上式所表示的功、熱量跟內(nèi)能改變之間的定量關(guān)系，在物理學(xué)中叫做關(guān)系，在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律三三. .熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律返回返回6、關(guān)于內(nèi)能的概念下列說法中正確的是、關(guān)于內(nèi)能的概念下列說法中正確

8、的是( ).(A)溫度高的物體溫度高的物體,內(nèi)能一定大內(nèi)能一定大(B)物體吸收熱量物體吸收熱量,內(nèi)能一定增大內(nèi)能一定增大(C)100C的水變成的水變成100C水蒸氣水蒸氣,內(nèi)能一定增大內(nèi)能一定增大(D)物體克服摩擦力做功物體克服摩擦力做功,內(nèi)能一定增大內(nèi)能一定增大C返回返回5. 外界對一定質(zhì)量的氣體做了外界對一定質(zhì)量的氣體做了200J的功，同時(shí)的功，同時(shí)氣體又向外界放出了氣體又向外界放出了80J的熱量，則氣體的內(nèi)能的熱量，則氣體的內(nèi)能 （填（填“增加增加”或或“減少減少”） 了了 J增加增加120陰緣來遲陰緣來遲 陰緣來遲黑巖陰緣來遲黑巖 /html

9、/7/7926/陰緣來遲歌怨陰緣來遲歌怨能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體這就是能量守恒定律體轉(zhuǎn)移到別的物體這就是能量守恒定律四四.能量守恒定律能量守恒定律功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度熱力學(xué)第一定律表示，做功和熱傳遞提供給一熱力學(xué)第一定律表示，做功和熱傳遞提供給一個(gè)物體多少能量，物體的內(nèi)能就增加多少，能個(gè)物體多少能量，物體的內(nèi)能就增加多少，能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移中守恒量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移中守恒返回返回(2)(2)物質(zhì)的不同運(yùn)動(dòng)形式對應(yīng)不同的形式的能物質(zhì)的不同

10、運(yùn)動(dòng)形式對應(yīng)不同的形式的能. .各種形式的能在一定條件下可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，各種形式的能在一定條件下可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能的總量守恒在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能的總量守恒. .【說明說明】（1)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界的普遍規(guī)律能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界的普遍規(guī)律.違背該定律的永動(dòng)機(jī)每類永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)的違背該定律的永動(dòng)機(jī)每類永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)的. 8. 一粒質(zhì)量為一粒質(zhì)量為100g的鉛彈的，以的鉛彈的，以200m/s的水的水平速度射入靜止在光滑水平面、質(zhì)量為平速度射入靜止在光滑水平面、質(zhì)量為1.9kg的的物體而未穿出，求：物體而未穿出，求：, (1) 鉛彈損失的動(dòng)能鉛彈損失的動(dòng)

11、能(2) 若整個(gè)系統(tǒng)損失的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，且有若整個(gè)系統(tǒng)損失的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，且?0%被鉛彈吸收被鉛彈吸收, 那么鉛彈溫度升高多少度那么鉛彈溫度升高多少度? (鉛鉛彈比熱容為彈比熱容為126J/kg )t = 0.5 1900/(126 0.1)=75.4 解解； (1) 由動(dòng)量守恒定律由動(dòng)量守恒定律 mv=(M+m)VV=0.1200/2=10m/sEK子子=1/2mv 2-1/2mV2=1995J(2)系統(tǒng)損失的總能量系統(tǒng)損失的總能量 EK = 1/2mv 2-1/2(M+m)V2=1900J由能量守恒定律由能量守恒定律50% EK = cm t返回返回 9. 橫截面積為橫截面積為

12、2dm2的圓筒內(nèi)裝有的圓筒內(nèi)裝有0.6kg的水，太陽光的水，太陽光垂直照射了垂直照射了2分鐘，水溫升高了分鐘，水溫升高了1 ，設(shè)大氣頂層的太陽，設(shè)大氣頂層的太陽能只有能只有45%到達(dá)地面，試估算出太陽的輻射功率為多少？到達(dá)地面，試估算出太陽的輻射功率為多少？（保留一位有效數(shù)字，日地平均距離為（保留一位有效數(shù)字，日地平均距離為1.51011m.) P=4r2P1= 42.251022 2.33103 =61026 W解解：水溫升高吸熱：水溫升高吸熱 Q=cm t=42000.61=2.52103 J地面單位面積單位時(shí)間接收的能量地面單位面積單位時(shí)間接收的能量E1=Q/St= 2.52103 /(

13、0.02120)=1.05103 J/m2s太陽照射到地面單位面積的功率太陽照射到地面單位面積的功率P1= E1 /0.45=2.33103 W/m2太陽發(fā)出的總功率太陽發(fā)出的總功率返回返回(2)(2)意義：有大量分子參與的宏觀過程有方向性意義：有大量分子參與的宏觀過程有方向性. . 如如“能量耗散能量耗散”五、熱力學(xué)第二定律五、熱力學(xué)第二定律(1)兩種表述：兩種表述： 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不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，而不引起其他變化功，而不引起其他變化

14、.或：第二類永動(dòng)機(jī)是不或：第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的可能制成的.（3）注：熱傳遞的方向性、）注：熱傳遞的方向性、 機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的單向性機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的單向性04年廣東高考年廣東高考44下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ）A機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的B第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功的原第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功的原因是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空因是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式?；驈囊环N形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。C根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不根據(jù)熱

15、力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體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從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的是可能的 D 七、能源與環(huán)境七、能源與環(huán)境 常規(guī)能源有：煤、石油、天然氣等，存量有常規(guī)能源有：煤、石油、天然氣等，存量有限，利用時(shí)對環(huán)境有污染限，利用時(shí)對環(huán)境有污染. . 新能源有：風(fēng)能、水流能、太陽能、沼氣、新能源有：風(fēng)能、水流能、太陽能、沼氣、原子能等，資源豐富，無原子能等，資源豐富，無( (或者少或者少) )污染污染. .六、熱力學(xué)第三定律：六、熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度（絕對零度）不可達(dá)。熱力學(xué)零度（絕對零度）不可達(dá)。一、溫度一、溫度(T)(

16、T) 1. 1.意義：從宏觀上看，溫度表示物體的冷熱意義：從宏觀上看，溫度表示物體的冷熱程度；從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，溫度反映的程度；從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，溫度反映的是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度，是是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度，是物體內(nèi)大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志物體內(nèi)大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志. . 2.2.溫標(biāo)：即數(shù)值表示法：溫標(biāo)：即數(shù)值表示法：(1)(1)攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)(t)(t)，單位單位0.(2)0.(2)熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)(T)(T)，單位，單位K K，絕對零，絕對零度度(0K)(0K)是低溫的極限，只能接近不能達(dá)到，更是低溫的極限，只能接近不能達(dá)到，更不可能有比絕對零

17、度更低的溫度不可能有比絕對零度更低的溫度. .攝氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系：熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系：T=tT=t273K273K，用這兩種溫，用這兩種溫標(biāo)表示的溫度變化量間關(guān)系是標(biāo)表示的溫度變化量間關(guān)系是T Tt.t.12.12.下列關(guān)于溫度的一些敘述，不正確的是下列關(guān)于溫度的一些敘述，不正確的是( )( )A.A.理論上講溫度可以低于理論上講溫度可以低于0K0K，技術(shù)上尚未實(shí)現(xiàn)，技術(shù)上尚未實(shí)現(xiàn)B.B.溫度是表示物體冷熱程度的物理量溫度是表示物體冷熱程度的物理量C.C.溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志D.D.溫度可以用攝氏溫標(biāo)表示，也可以用熱力學(xué)溫溫度可以用攝氏溫標(biāo)表

18、示，也可以用熱力學(xué)溫標(biāo)表示標(biāo)表示A二、體積二、體積(V)(V) 1. 1.氣體分子間平均距離大于氣體分子間平均距離大于10r10r0 0，分子力接近，分子力接近0 0，因而可以自由移動(dòng)，總會(huì)充滿整個(gè)容器的空間因而可以自由移動(dòng)，總會(huì)充滿整個(gè)容器的空間. .所所以氣體的體積就是指氣體所充滿的容器的容積以氣體的體積就是指氣體所充滿的容器的容積. . 2. 2.體積的單位有體積的單位有:m:m3 3、cmcm3 3、mmmm3 3、L L、mLmL等，等， 1cm 1cm3 3=1L,1mm=1L,1mm3 3=1mL=1mL；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol1mol任任何氣體的體積都是何氣體的

19、體積都是22.4L.22.4L.三、壓強(qiáng)三、壓強(qiáng)(p)(p)1.1.氣體的壓強(qiáng)是由于大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞氣體的壓強(qiáng)是由于大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞器壁而產(chǎn)生的器壁而產(chǎn)生的.(.(氣體壓強(qiáng)的成因氣體壓強(qiáng)的成因) ) 2. 2.氣體分子的平均速率越大、氣體分子的密度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(zhì)量的某種氣體的壓強(qiáng)，度也越大，所以，一定質(zhì)量的某種氣體的壓強(qiáng)，既與氣體的溫度有關(guān)，還與氣體的體積有關(guān)既與氣體的溫度有關(guān)，還與氣體的體積有關(guān). .氣體氣體中各處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小都相等中各處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小都相等. . 3. 3.壓強(qiáng)的國際單位是壓強(qiáng)的國際單位是PaPa，常用的還有，常用的還有atmatm、cmHg.cmHg.它們之間換算關(guān)系為：它們之間換算關(guān)系為： 1atm=76cmHg=1.013 1atm=76cmHg=1.013Pa.Pa.【例例1 1】如圖如圖8-3-18-3-1所示的所示的( (甲甲) )、( (乙乙) )、( (丙丙) )、( (丁丁) )中玻璃管中都灌有水銀，分別求出四種情況中玻璃管中都灌有水銀，分別求出四種情況被封閉氣體被封閉氣體A A的壓強(qiáng)的壓強(qiáng)( (設(shè)大氣壓強(qiáng)為設(shè)大氣壓強(qiáng)為76cmHg)76cmHg)