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内能能量守恒定律.doc

内能能量守恒定律

cora欣欣
2019-05-23 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《内能能量守恒定律doc》,可适用于高等教育领域

内能 能量守恒定律(一)  主讲:熊涛一周强化一、一周知识强化、理解内能的特点理解温度和内能的关系。、理解改变物体内能的两种方式。二、重难点知识讲解(一)内能、热和功、内能:物体内所有分子热运动的动能和相互作用势能的总和。()分子动能:分子热运动所具有的动能。(单个分子动能无意义整体统计)分子平均动能的标志:温度T温度越高分子平均动能越大。()分子势能:由分子间相互作用和分子间距离决定的能量。分子间距离变化时分子势能变化。分子势能与宏观上物体体积有关。()物体内能:综合考虑:分子数N温度T体积V。理想气体内能:理想气体分子间无相互作用力无分子势能其内能仅是分子动能总和与分子数N温度T有关。对一定质量理想气体内能仅由温度T决定。()内能与机械能的区别:①物体内能是物体内大量分子所具有动能和势能的总和宏观上取决于分子数N温度体积。②物体机械能是物体整体运动具有动能和势能总和取决于质量m速度v高度h形变。、改变内能的两种方法:做功和热传递结果等效都能改变内能。()内能与热量区别:内能状态量热量是过程量只有发生热传递内能发生变化时才有吸收或放出热量。、内能变化状态变化过程通常是做功和热传递同时发生系统内能的增加等于外界对系统做功与热传递系统从外界吸收热量的总和。、能的转化和守恒定律:能量既不会凭空产生也不会凭空消失只能从一个物体转移到另一个物体(热传递)或从一种形式转化成另一种形式(做功)。、气体、压强、温度的关系()热力学第一定律应用:、在定义了温度后根据温度来了解分子热运动的情况.温度是一个宏观量可以直接测量温度又是分子热运动平均动能的标志因而可从物体温度的高低来分析物体分子运动的平均速率情况、分析物体的内能情况.(二)典型例题例、关于“温度”的概念下列说法中正确的是( )A.温度反映了每个分子运动的剧烈程度B.温度是分子平均动能的标志C.温度较高的物体每个分子的功能一定比温度较低的物体每个分子的动能大D.质量相同的℃的水和℃的冰具有相同的分子动能解析:温度是分子热运动平均功能的标志是分子平均功能大小的宏观反映但物体分子速率大小的分布呈“中间多两头少”的特征故每个分子的功能与温度无必然关系A、C错误B正确.物体内能中的分子动能指的是所有分子动能的总和由分子平均动能及分子个数决定水和冰都由水分子构成质量相同则分子个数相同温度同为℃则分子平均动能相等故它们具有相同的分子动能.答案:B、D点拨:温度是分子热运动平均动能的标志这里的平均动能指的是“物体内所有分子的动能之和与分子总数之比”即。弄清“平均动能”这个概念我们就能正确理解温度既不能反映某个分子的热运动动能又不能直接反映某个分子的运动速度大小.例、质量一定的物体在温度不变条件下体积膨胀时物体内能的变化是( )A.分子的平均势能增大物体的内能必增大B.分子的平均势能减小物体的内能必减小C.分子的平均势能不变物体的内能不变D.以上说法均不正确解析:错选A:总以为物体体积膨胀分子间距离增大分子引力作负功分子势能增大所以物体内能增大。基于分子力随分子距离的可变特性在物体体积膨胀时在分子间的距离由r<r增大到r>r的过程中分子间的势能先减小后增大。题设物体体积膨胀时却隐蔽了初始状态究竟体积膨胀时分子距离r在什么范围内变化没有交代故无法判断分子势能的变化也无法确定物体内能的物化。综上分析选项D正确。例、图中容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞活塞下面是水上面是大气大气压恒定A、B的底部由带有阀门K的管道相连.整个装置与外界绝热.原先A中水面比B中的高.打开阀门使A中的水逐渐向B中流最后达到平衡.在这个过程中( )A.大气压力对水做功水的内能增加B.水克服大气压力做功水的内能减少C.大气压力对水不做功水的内能不变D.大气压力对水不做功水的内能增加分析:打开阀门A中的水逐渐流向B最后A、B两容器中的水面相平.设在这个过程中A中水面下降hB中水面上升hA、B两容器的截面积分别设为S、S大气压为P.从容器A考虑大气压通过活塞对水做功(正功)W=PSh.从容器B考虑水通过活塞克服大气压做功即大气压通过活塞对水做负功W=PSh.由于水的总体积不变即hS=hS.所以大气压通过活塞对水做的总功为W=W+W=P(ShSh)=.答案:D说明:在这个过程中由于A、B两容器中水的整体重心位置下降重力势能减少由能的转化和守恒知水的内能应增加水温会微微上升.例、如图所示直立容器内部有一薄层隔板把容器分成体积相等的两部分A和BA中气体的密度较小B中气体的密度较大.若抽去隔板加热气体使A、B两部分气体均匀混合.设在此过程中气体共吸热Q气体内能增量为ΔE不考虑散热损失则( )A.ΔE=Q     B.ΔE<QC.ΔE>Q     D.无法比较分析:把A、B两部分气体作为一个整体开始时其公共重心在隔板下方.抽去隔板待气体均匀混合后其公共重心位于容器中央(原隔板位置处)因此这两部分气体的整体的重力势能增加.根据能的转化和守恒可知气体吸收的热量中有一部分转化为重力势能气体内能的增加量ΔE必小于吸收的热量Q.答案:B例、某种气体的温度是℃可以说( )A.气体中分子的温度是℃B.气体中分子运动的速度快的温度一定高于℃运动速度慢的温度一定低于℃所以气体平均温度是℃C.气体温度升高时速度小的分子数目减少速度大的分子数目增加D.该气体分子的平均动能是确定的解析:温度反映了物体的冷热程度是气体分子平均功能的标志温度的高低反映了分子运动的激烈程度它是建立在统计规律基础上的是对大量分子而言的对单个分子没有实际意义.在一定温度下各分子速率大小不同不同速率的分子个数按一定规律分布.温度升高时分子运动激烈平均动能增大但不是所有分子的动能都增大.某种气体的温度是℃该气体分子的平均动能确定的是正确的.答案:CD点拨:学习时要注意到:温度是大量分子热运动的集体表现具有统计意义对于个别分子谈其温度是多少是不具有实际意义的.

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