《高中二年级物理物体的内能能的转化和守恒定律随堂讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中二年级物理物体的内能能的转化和守恒定律随堂讲义（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物体的内能能的转化和守恒定律要点疑点考点课 前 热 身能力思维方法延伸拓展要点疑点考点1.内能的概念(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.温度是分子平均动能的标志.温度越高，分子平均动能 越大.要点疑点考点【说明】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.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.分子的平均动能与物体机械运动的速率无关.要点疑点考点(2)分子势能：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.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.
2、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.要点疑点考点(3)物体的内能：物体中所有分子动能与势能的总和叫物体的内能.内能 是状态量.物体的内能是由物质的量、温度、体积等因素所决定 的.对于气体，只考分子动能，一定质量气体的内能只由 温度决定.要点疑点考点2.物体的内能的变化改变物体的内能有两种方式：(1)做功其他形式的能与内能相互转化的过程 ，内能改变可以用做功的数值来量度.(2)热传递是物体间内能转移的过程.内能改变 可以用传递的热量数值来量度.要点疑点考点热传递的条件：温度不同.热量自动地从高温物体 向低温物体传递
3、，当温度相等时达到动态平衡即热 平衡.热量是过程量，与物体的内能多少、温度高低无 关.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的.要点疑点考点二、能的转化和守恒定律1.热力学第一定律：(1)内容：物体内能的增量E等于外界对物体做的功W和物体 吸收的热量Q的总和.(2)表达式：W+Q=E，(3)符号法则：外界对物体做功物体体积减小，W取正值；物 体对外界做功物体体积增大，W取负值.物体吸收热量，Q取正 值；物体放出热量，Q取负值；物体内能增加， E取正值， 物体内能减少， E取负值.要点疑点考点2.能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种 形式转化为别的形式，或从一个物体转
4、移到别的物体.【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.要点疑点考点3.热力学第二定律(1)两种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他 变化.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.或：第二类永动机是不可能制成的.(2)意义：有大量分子参与的宏观过程有方向性.如“能量耗 散”要点疑点考点4.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
5、、水流能、太阳能、沼气、原子能等，资 源丰富，无(或者少)污染.课 前 热 身1.A、B两个分子，在外力作用下从相距10-6m处逐渐靠 近到不能再靠近的过程中，分子力对A、B两个分子( )A.始终做正功B.始终做负功C.先做正功后做负功D.先做负功后做正功课 前 热 身2.下列说法中正确的是(A)A.温度相等的物本内部分子的平均动能相等B.体积相等的物体内部分子的势能相等C.温度、体积相等的物体的内能相等D.吸收相等热量的物体的内能相等课 前 热 身3.内能可与其他形式的能互相转化，例如，通过电流的导 线温度升高，是 电 能转化为内能；燃料燃烧生热，是 化 学 能转化为内能；炽热的电灯灯丝发光
6、，是电能转化为 光 能.课 前 热 身4.设想发明一种热机，用它把物体与地面摩擦产生的 热量全部都吸过来，并再对该物体做功，将内能全部 转化为动能，使因摩擦而停止运动的物体重新运动起 来，而不引起其他变化，这是否违背了能量守恒定律 ? 不违背 ，那么这种热机能造出来吗? 不能 若不能 ，那么是违背了 热力学第二定律.课 前 热 身5.用活塞压缩气缸里的空气，对空气做了850J的功，同 时气缸向外散热200J，空气的内能将 增加 (填“增加”或 “减小”) 650J .能力思维方法【例1】关于分子势能，下列说法中正确的是(设两分子相距 无穷远时分子势能为0)(C)A.体积增大，分子势能增大，体积
7、缩小，分子势能减小B.当分子间距离r=r 0时，分子间合力为0，所以分子势能为0C.当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大D.当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大能力思维方法【解析】设想两个分子间距处于无穷远处(r10-9m)，此 时分子间势能为0.当两个分子越来越近，分子间引力做正 功，分子势能减小，当r=r 0时，分子势能减到最小为负值 ，故选项B错误.分子间为引力时，体积越大，分子间距越 大，分子间引力做负功，分子势能增大；分子间为斥力时 ，体积越大，分子间距越大，分子间斥力做正功，分子势 能减小.故选项A与D错，选项C正确能力思维方法【例2】关于物体内能及其变化，下列
8、说法正确的是(B)A.物体的温度改变时，其内能必定改变B.物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内 能不一定改变C.对物体做功，物体内能必定改变；物体向外传出一定热量， 其内能必定改变D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变能力思维方法【解析】一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定物 体的温度改变时，其内能不一定改变.所以A错误.做功和热传 递是改变物体内能的两种方式若物体对外做功W焦，同时吸 收Q焦的热量，且WQ，则物体的内能减少；WQ，则物 体的内能不变；WQ，则物体的内能增加，所以只有B正确 .能力思维方法【解题回顾】关于内能变化的讨论，一方面从内能的微观意
9、义和对应宏观表征量来看，取决于温度、体积和物质的量； 另一方面有两种物理过程做功和热传递都可以改变物体 的内能分析问题既要有发散思维选准思路，又要有全面的 观点注意思维的严密性.能力思维方法【例3】一定质量的气体从外界吸收了4.2105J的热量，同 时气体对外做了6105J的功，问：(1)物体的内能增加还是减少?变化量是多少?(2)分子势能是增加还是减少?(3)气体的温度是增加还是减少?能力思维方法【解析】(1)气体从外界吸热，Q=4.2105气体对外做功， W=-6105J.由热力学第一定律得：E=W+Q=(-6105)+(4.2105)J=-1.8105J.E为负，说明气体的内能减少了，减
10、少1.8105J(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离 增大了，考虑此时分子间相互作用为引力，分子力做负功，气 体分子势能增加了(3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分 子的平均动能一定减少了所以，气体温度增大.能力思维方法【解题回顾】本题中虽然判断出分子势能增加了，但无 法确定分子势能增加了多少，因而也无法确定分子动能 减少了多少还应注意研究对象不是理想气体.能力思维方法【例4】下面设想符合能量转化和守恒定律的是(D)A.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械B.做成一条船，利用流水的能量逆水航行C.通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D.利用核
11、动力，驾驶地球离开太阳系能力思维方法【解析】利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能 ，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动 停止，故A错，让船先静止在水中，设计一台水力发电机使 船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行 ；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转 化为飞机的动能，实现飞机起飞；故B、C可选；设计一种利 用反冲理论以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣 脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D可选.延伸拓展【例5】用两种不同的金属丝组成一 个回路，接触点1插在热水中，接触 2点插在冷水中，如图8-2-2所示， 电流计指针会发生偏转，这就是温 差发电现象这一实验是否违反热 力学第二定律?热水和冷水的温度是 否会发生变化?简述这过程中能的转 化情况.图8-2-2延伸拓展【解析】这一实验不违反热力学第二定律热力学第二定 律的开尔文表述为“不可能从单一热源吸取热量，使之完全 变为有用的功而不产生其他影响”此实验中热水为高温热 源，冷水为低温热源热水的温度下降，冷水的温度升高 这说明热水中的一部分内能转化为电流的能量，而一部 分电流能量在冷水中放热，又转化为冷水的内能，即产生 了其他影响.
