内能 热和功

内能 热和功 一、考点聚焦 1．分子热运动的动能。温度是物体分子热运动平均动能的标志。物体的分子势能。物体的内能。                                                       2．做功和热传递是改变内能的二种方式。热量，能量守恒定律。        3．热力学第一定律。热力学第二定律。永动机的不可能。绝对零度的不可达到。 4．能源的开发和利用，环境保护。                                 二、知识扫描 r0 r O Ep1．温度是表示物体的 冷热程度     ，是物体分子运动平均动能的  标志    。物体的温度升高，表明它的分子热运动  平均动能      增大。 2．分子势能跟分子 间距     有关，如图所示。 图８．２－１3．物体内能是  物体内所有分子动能和分子势能的总   和   ，      与物体的 温度和体积   以及物体的摩尔数有关。 4．改变物体内能的方法有两种：  热传递和做功     。 5．热力学第一定律关系式为ΔU =Q+W               。注  意正负符号。第一类永动机是   不能       制成的。 6．热力学第二定律一种表述是： 不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其它变化  。这是按照热传导的方向性来表述的。 另一种表述是：  不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化    。这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的，它也可以表述为：第二类永动机是   不可能    制成的。 三、典型例题 例1 下列说法正确的是（     ） A．温度低的物体内能小 B．温度低的物体分子的平均速率小 C．一定质量00C的水结成00C 的冰，内能一定减少 D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加 解析：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，但不是内能的标志。所以A是错误的。 温度低，分子的平均动能小，但分子质量大小不清楚，因而B是错误的。C答案中要放热，由能量守恒可知，内能一定减少。由热力学第一定律可知，在热传递不清楚的情况下，内能不一定增加。故C、D是正确的。 点评：本题要求考生掌握分子热运动的平均动能、分子势能和物体内能等概念，并要正确理解热力学第一定律。 例2 一个小铁块沿半径为0.2m的固定半球内壁的上端边缘由静止下滑，当滑到半球底部时，底部所受到的压力为铁块重力的1.5倍，设此下滑过程中损失的机械能全部转化为内能，并有40％被铁块吸收，已知铁的比热容为0.46J/（g·ºC），g取10 m／s2，求铁块升高的温度？ 解析：设铁块的质量为m，则N一mg= ，铁块在半球底部的动能 EK= ，据能量守恒有 ，解得   Δt=1.3×10—3  ºC 点评：对于由多种形式组成的较复杂问题，应先搞清物理过程，注意从能量的角度，把能量转化和转移的情况搞清． 例3 如图所示，两相同的容器装同体积的水和水银，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度，A、B两球用同一种特殊的材料制成，当温度稍升高时，球的体积会明显的变大，如果开始时水和水银的温度相同，且两液体同时缓慢地升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则 A．A球吸收的热量较多       B．B球吸收的热量较多 B 水银 水C．两球吸收的热量一样多     D．无法确定 A                                                                      　　解析：本题小球吸热用于小球内能的增加和膨胀对外做功， 图８．２－２对外做功等于液体重力势能的增加．因此，由热力学 第一定律可知，答案Ｂ正确 点评：此题须结合系统的能量守恒来分析。 例4．某热机一小时燃烧20kg柴油，柴油完全燃烧的燃烧值为q=4.3× 104J/kg，而该热机燃烧20kg柴油，只能对外做功2.58×105J的功，那么该柴油机的效率为多少？ 解析：燃烧20千克柴油，所放出的热量为：Q=qM=4.3×104×20=8.6 ×105J, 而对外所做的功为2.58 ×105J，所以该热机的效率为：η=2.58 ×105/8.6 ×105=0.3。 点评：此题必须准确理解柴油的燃烧值和效率概念。 例５．关于内能和机械能下列说法正确的是（      ） A．  机械能大的物体内能一定很大            B．物体的机械能损失时内能可能增加 C．物体的内能损失时机械能必然减少         D．物体的机械能为零而内能不可为零 解析：机械能和内能是两种不同形式的能。物体的机械能可为零，但物体的内能不可是零。物体的机械能损失时内能可能增加。物体的内能损失时机械能可能增加也可能减少。但两者之间没有直接的联系。所以答案B、D正确。 点评：此题要求学生正确理解内能和机械能两种不同形式的能的区别。