鲁科版选修33 温度与内能 第1课时 学案.docx

第3节 温度与内能课前预习一、学习目标：1.了解分子的动能、平均动能，认识温度是分子平均动能的标志2知道分子势能跟物体的体积有关，了解分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律(难点)3理解内能的概念，了解物体的内能与哪些宏观量有关，知道改变内能的两种方式 二、学习重点及难点：重点：认识温度是分子平均动能的标志难点：了解物体的内能与哪些宏观量有关，知道改变内能的两种方式三、进行新课：情境导入1.铁匠师傅在打造刀具时，主要经过三个过程：锻烧、打制、淬火.这三个过程中分别是以什么方式改变了加工对象的内能的？简答：锻烧过程中，是采用热传递的方式增加了加工对象的内能，使其温度升高，分子热运动速度变大；打制过程中，一方面加工对象向外界放热内能减少，另一方面用铁锤打击加工对象对其做功内能增加；淬火过程中，把高温加工对象放入冷水中，加工对象把内能传递给冷水，自身内能减少，温度降低.2.人造卫星进入大气层时，为什么会被烧毁？图1-3-1简答：卫星被烧毁肯定是温度升高造成的，我们知道，做功可以改变物体的内能，克服摩擦做功，物体的内能增加，温度升高.卫星进入大气层后，由于速度相当大，与空气发生剧烈的摩擦，卫星的内能增加，温度急剧上升，因而被烧毁.知识预览1.宏观的热现象是大量分子热运动的整体表现，我们研究热现象，关心的不是单个分子的动能，而是大量分子动能的平均值，这个平均值叫做分子热运动的_.分子热运动的平均动能与物体的_成正比，或者说，_是物体内分子热运动平均动能的标志.这就是温度的微观本质.2.由于分子间存在着分子力，分子也具有由它们的_决定的势能，这种势能叫做分子势能.分子势能的变化可以根据分子力做功来确定，分子力做功，分子势能_；克服分子力做功，分子势能_.在图1-3-2中画出epr图线，注意图中虚线是分子力fr图线.图1-3-2物体的体积变化时，分子之间的距离会随之变化，分子势能也会发生改变.因此，分子势能与物体的_有关.3. _分子热运动的平均动能和分子势能的总和，叫做物体的内能.任何物体都具有内能.物体的内能与_、_和_有关._是改变物体内能的两种途径.通过做功改变物体的内能时，内能的变化量可以用_来量度.通过热传递而改变物体内能时，内能的变化量由_来量度.热传递和做功在改变物体内能上是_的，但这两种方式本质的_：做功是其他形式的能与内能的_；热传递是内能在物体之间或同一物体的不同部分之间的_.答案：1.平均动能 热力学温度 温度2.相对位置 减小 增加 体积3.所有 物体的质量 温度 体积 做功和热传递做功的多少 热量 等效 不同 转化 转移4.如果取分子间距离rr0(r01010 m)时为分子势能的零势能点，则rr0时，分子势能为_值(填“正”“负”或“零”)。按规定的零势能点，试着在图133上画出epr的图像。图133解析：当rr0时，分子势能最小，所以若规定此时分子势能为零，则无论rr0，分子势能均为正值。答案：正正如图所示综合检测一、选择题 1.关于热量、内能、温度的关系，下面说法中不正确的是()a温度是物体内能的标志b热量是热传递过程中物体内能转移量的量度c内能少的物体也可能将其部分内能转移到内能多的物体d内能总是从分子平均动能大的物体转移到分子平均动能小的物体上解析：选a温度是分子平均动能的标志，而不是物体内能多少的标志，因为决定内能的因素还有质量、体积等因素。可见选项a是错误的。选项b符合热量的定义，因此是正确的。内能少的物体若温度较高，而内能多的物体其温度较低，则根据热传递的条件和规律，知选项c正确。分子平均动能大的物体就是温度高的物体，根据热传递的条件和规律，知选项d正确。2关于机械能和内能，下列说法中正确的是()a机械能大的物体，其内能一定很大b物体的机械能损失时，内能却可以增加c物体的内能损失时，机械能必然减少d物体的内能为零时，机械能可以不为零解析：选b内能和机械能是两种不同形式的能量，两者并不存在必然联系。只有在系统的能量转化形式只发生在机械能与内能之间时，机械能的损失才等于内能的增加，故a、c错，b对；因为物体分子总在不停地做无规则运动，故内能不可能为零，d错。3(福建高考)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能ep随分子间距离r变化关系的图线是()图1解析：选b本题考查分子间作用力以及分子势能随分子间距离变化关系，意在考查考生对该部分知识的了解情况。当rr0时，分子间作用力f0，分子势能ep最小，排除a、c、d，选b。4对于物体的“热胀冷缩”现象，下列说法中正确的是()a物体受热后温度升高，分子的平均动能增大；温度降低后，分子的平均动能减小，分子势能没有变化b受热后物体膨胀，体积增大，分子势能增大；遇冷收缩后，体积减小，分子势能减小，分子的平均动能不会改变c受热膨胀，温度升高，分子的平均动能增大，体积增大，分子势能也增大；遇冷收缩，温度降低，分子的平均动能减小，体积减小，分子势能也减小d受热膨胀，分子的平均动能增大，分子势能也增大；遇冷收缩，分子的平均动能减小，但分子势能增大解析：选c物体受热后温度升高，分子平均动能增大，物体膨胀，体积增大，分子势能增大，遇冷后温度降低，体积减小，分子平均动能和分子势能都减小。5(多选)当氢气和氧气温度相同时，下列说法中正确的是()a两种气体分子的平均动能相等b氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率c两种气体分子热运动的总动能相等d两种气体分子热运动的平均速率相等解析：选ab因为温度是分子平均动能的标志，现在氢气和氧气温度相同，所以二者分子的平均动能相等，故a选项正确；因为氢气分子的质量较小，而氢气和氧气分子的平均动能相等，所以氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率，故b选项正确，d选项错误；因为两种气体的质量未知，所以二者的分子数目未知，故c选项错误。6(北京高考)下列说法中正确的是()a物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大b物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大c物体温度降低，其内能一定增大d物体温度不变，其内能一定不变解析：选b根据温度是分子平均动能的标志知，温度升高，分子热运动的平均动能增大；温度降低，分子热运动的平均动能减小，选项a错误，b正确。理想气体的温度升高，内能增大；温度降低，内能减小，选项c错误。晶体熔化或凝固时温度不变，但是内能变化，熔化时吸收热量，内能增大；凝固时放出热量，内能减小，选项d错误。7(多选)(新课标全国卷)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是()a分子力先增大，后一直减小b分子力先做正功，后做负功c分子动能先增大，后减小d分子势能先增大，后减小e分子势能和动能之和不变解析：选bce本题考查分子力、分子力做功和分子势能的概念，意在考查考生对分子力、分子力做功与分子势能关系的掌握情况。分子力应先增大，后减小，再增大，所以a选项错；分子力先为引力，做正功，再为斥力，做负功，b选项正确；根据动能定理可知分子动能先增大后减小，分子势能先减小后增大，分子动能和分子势能之和保持不变，所以c、e选项正确，d错误。二、非选择题8. (江苏高考)密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大。从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了。该气体在温度t1、t2时的分子速率分布图像如图2所示，则t1_(选填“大于”或“小于”)t2。图2解析：密闭在钢瓶中的理想气体的体积不变，当温度升高时，分子的平均动能增大，单位面积受到撞击的分子数不变，但每次撞击的作用力变大，所以压强增大；当温度升高时，气体分子的平均速率会增大，大多数分子的速率都增大，所以波峰应向速率大的方向移动，即t2t1。答案：平均动能小于91 g 100 的水和1 g 100 的水蒸气相比较，下列说法是否正确？(1)分子的平均动能和分子的总动能都相同。(2)它们的内能相同。解析：(1)温度相同，分子的平均动能就相同，又因为质量同为1 g且都由水分子组成，所以分子的总动能也相同，故该说法正确。(2)当100 的水变成100 的水蒸气时，该过程吸收热量，内能增加，所以1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能，故该说法错误。答案：见解析10用质量为0.5 kg的铁锤去打击质量为50 g的铁钉，已知铁锤打击铁钉时的速度为12 m/s，且每次打击后铁锤不再弹起。如果在打击时有80%的能量变成内能，并且这些能量有50%被铁钉吸收，现要使铁钉温度升高10，问要打多少次铁钉？不计铁钉的体积变化，铁的比热容为460 j/(kg)解析：这