内能热和功 教学设计

PAGEPAGE1专心爱心用心内能热和功一、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r0rOEp1．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r0rOEp2．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。图８．２－１4．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10m／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—3ºC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B水银水AA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，由热力学图８．２－２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（）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。四、过关测试1.人造地球卫星返回大气层时，表面温度不断变化。这是因为（）A.卫星的速度不断增大，卫星中的所有分子动能都增加，所以卫星表面的温度不断升高B.卫星的高度不断减少，卫星减少的重力势能全部转化为内能，所以卫星表面的温度不断升高C.卫星的机械能不断减少，机械能转化为内能，所以卫星表面的温度不断升高D.在大气层中运行的卫星其表面由于空气的阻力，的温度不断升高，卫星表面的分子无规则运动加剧2.下列说法正确的是（）A．热量能自发地从高温物体传给低温物体B．热量不能从低温物体传给高温物体C.热传导是有方向的D．能量耗散说明能量是不守恒的3.用r表示两个分子间的距离，Ep表示两个分子相互作用的势能，设两分子相距很远时Ep＝0．当r＝r0时两分子间斥力等于引力．以下正确的是（）A．当r0＞r0时，Ep随r的增大而增加B．当r＜r0时，Ep随r的减小而增加C．当r＞r0时，Ep不随r而变D．当r＝r0时，Ep＝04.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡向下匀速运动，在这过程中（）A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．机械能逐渐转化为内能，总能量守恒D．机械能逐渐转化为内能，总能量逐渐减小5.子弹头射入置于光滑水平面上的木块中，以下说法正确的是（）Ａ．子弹头损失的机械能等于木块内能的增加量Ｂ．子弹头损失的机械能等于木块和子弹内能的增加量Ｃ．木块的内能改变是由于做功Ｄ．木块和子弹组成的系统的总能量守恒6.图中活塞将气缸分成两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中（）

A．E甲不变，E乙减小B．E甲增大，E乙不变图８．２－３C．E甲增大，E乙减小D．E甲不变，E乙减小图８．２－３7.从某高处下落的水，总势能的20％用来升高水的温度，若发现水温升高了9.5×10-3则水下落的高度为多少？8.空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105J的功，同时空气的内能增加了1.5×105J，则它从外界吸收了热量还是放出了热量？传递的热量是多少？7．质量M=4kg的重锤锻打铁器，铁器质量m=0.6kg,已知打铁器前重锤的速度v=10米/秒,设打击时有60%的机械能转化为内能，其中50%使铁器升温,已知铁的比热c=5×10２J/kg℃,求重锤连续打击20次后8．质量m＝10g的子弹水平射入静止悬挂着的质量M＝1kg的沙袋内，沙袋摆过＝60角，摆长l＝lm，子弹射入沙袋时产生热量的80％被子弹吸收，子弹的温度升高多少度？（子弹的比热为C＝378J/kg·℃，取g＝10m／s2，不计空气阻力）图８．２－４9.如右图所示，在质量为m1的细玻琉管中盛有少量乙醚液体，用质量为m2的软木塞将管口封闭。加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸气的压力下水平飞出，玻璃管悬于长为l的轻杆上，细杆可绕上端o轴无摩擦转动．图８．２－４欲使玻璃管在竖直平面内做圆周运动，在忽略热量损失的条件下，乙醚最少要消耗多少内能?10.如图,两端足够长的敞口容器被固定住,有两个可以自由滑动的光滑活塞A、B,中间封有一定量的气体,现有一块粘泥C,以EK0的动能沿水平方向撞到A并粘在一起.由于活塞的压缩,使密封的气体的内能增加.