2010届物理内能 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 平均动能 增大。2分子势能跟分子 间距 有关，如图所示。 图3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U =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/（gC），g取10 ms2，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 t=1.3103 C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AA球吸收的热量较多 BB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2.58105J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=4.310420=8.6 105J, 而对外所做的功为2.58 105J，所以该热机的效率为：=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。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Ep0当rr0时两分子间斥力等于引力以下正确的是（ ）A当r0r0时，Ep随r的增大而增加 B当rr0时，Ep随r的减小而增加C当rr0时，Ep不随r而变 D当rr0时，Ep04.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（）子弹头损失的机械能等于木块内能的增加量子弹头损失的机械能等于木块和子弹内能的增加量木块的内能改变是由于做功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（）AE甲不变，E乙减小 BE甲增大，E乙不变图CE甲增大，E乙减小 DE甲不变，E乙减小7.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9.510-3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2105J的功，同时空气的内能增加了1.5105J，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=510J/kg,求重锤连续打击20次后,铁器的温度升高多少摄氏度?8质量m10g的子弹水平射入静止悬挂着的质量M1kg的沙袋内，沙袋摆过a60角，摆长llm，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C378J/kg，取g10ms2，不计空气阻力）图9. 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