内能能量守恒定律

1、内能能量守恒定律1、物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和。宏观上由物体的温度和体积标志。(1)分子的平均动能：概念：物体内分子动能的平均值。它是由于分子永不停息的运动而具有的能量，与物体宏观运动的速度无关。温度是分子平均动能的标志。温度越高，分子的平均动能越大。说明：温度是大量分子平均动能的标志，对单个分子是无意义的(组成物质的分子的速率在相同温度下呈正态分布)。对不同物质，只要温度相同，则它们分子的平均动能相同，但它们的分子的平均速率不同。(2)分子势能：分子势能是分子间由于有分子的作用力而产生的与它们的距离有关的能量。分子势能与分子间距的关系：分子力做正功，分子势能减小；克服分子力

2、做功，分子势能增加.a、当r=r0时，分子势能最小；b、r从ro起，无论增大还是减小，分子势能均增大。决定因素：微观上分子间距宏观上体积和状态(3)物体的内能内能是指物体内部所具有的能量，它包括物体内所有分子动能和势能。对一个确定的物体，其内能的大小是由宏观量一一温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。(4)理想气体的内能：只由温度唯一标志原因：分子间除碰撞外无相互作用力，它的内能不含分子势能。2、改变内能的两种方式：做功和热传递。(1)两种方式效果相同，但本质不同。做功：内能转化其它形式的能；热传递：内能转移内能。(2)做功使内能改变时，内能

3、的变化用功的数值量度；热传递使内能改变时，内能的变化用热量来量度。理解：功和热量是过程量。不能说物体含有热量是多少。3、热力学三定律：(1)第一定律：内容：AE=W+Q理解：A、W、Q正负的确定：对外做功及放热取负值，外界做功及吸热取正值。对气体：V增大，对外做功WV0;V减小，外界对气体做功W0OB、AE0,内能增加；AEV0,内能减少。(2)热力学第二定律：两种表述：A、不可能使热量由低温物体传向高温物体，而不引起其它变化。(或表述为热量不能自发地从低温物体传向高温物体。)理解： 热传导具有方向性。 热量从高温传向低温物体这一方向可自发的进行， 反之不能自发进行；要实现相反的过程，必须借助

4、外界的帮助，因而产生其它影响或引起其它变化。B、不可能从单一热源吸收热量使之全部用来做功，而不引起其它变化。(或表述为第二类永动机不可能制成的。)理解： 第二类永动机是指只从单一热源吸收热量， 使之全部用来做功， 而不引起其它变化的热机。它不可能制成，说明机械能和内能的转化过程具有方向性。机械能全部转化为内能可自发实现，而要把内能全部转化为机械能而不引起其它变化是不可能的。实质：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。(3)热力学第三定律：热力学零度不可达到，即温度的下限:T=t+273.15K(K为开尔文)4、能量守恒定律：(1)内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一种形

5、式转化为别的形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。(2)理解：物质的每种运动形式对应一种能。物质的运动形式多种多样且可相互转化，从而对应的能量也是多种多样并可相互转化。机械运动机械能分子运动内能化学运动一化学能电磁运动一电磁能生命运动生物能能量在转化和转移时，其总量不变，即守恒。5、能源的分类按能的来源以及可否重复利用分为:,再生能源一次能源：直投来自于目然界的能褴，如煤炭，石油等、()不至再生能海能源H/10K=-273.150C。二次能源：从一次能源直接或间接转化而来的能遁如电能.热能等按能源开发先后和技术成熟程度来分:常规能源：技术上出较成熟、使用

6、蝮普遍的能源喉炭、石油天然气等f乂新能源；近几十年才开始利用或正在研究开发的teiI如太阳能.核能.地热能等按能源利用转化的方式分:燃料能海；如煤炭 F 天然气等能源卜1/丰爆料肓器 3:如太阳能、地热能、然能、电能等表格：常见能源分类类别一次能源二次能源燃料能源核能沼气新能源非燃料能源太阳能、风能、海洋能、潮汐能、地热能常规能源燃料能源煤、原油、天然气、油砂、生物燃料煤气、焦炭、汽油、柴油、甲醇、酒精、丙烷、火药能量的转化.热机天然气常规能源石油燃烧内能,煤t匕匕八目新-一匕匕公目热能阳力力地核太水风匕匕公目械机匕匕AON电0为斥力，Fr。时，斥力小于引力6、下列说法中正确的是（）A.温度高

7、的物体比温度低的物体热量多B.温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多C.温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均速率大D.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等A.有可能使气体回到原来状态，且WIW2B.有可能使气体回到原来状态，且WI=W2D.上面A、B、C三种说法都不可能实现7、一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体（）A.从外界吸收了热量B.对外界做了功C.分子的平均动能增大D.密度增大8、如图所示伽利略设计的世界上第一个温度计示意图，上部是一个球形容器，里面有一定质量的空气，下部是一根细管，细管插入带色液体中，制作时先给球形容器微微加热，跑出一些空

8、气，插入液体时，带色液体上升到管内某一高度.测量时球形容器与所测物质接触.已知外界大气压为p,并保持不变，所测温度为ti时，管内液面在a位置，管内气体分子的平均动能为Eki,气体压强为pi,管内气体内能为Ei。所测温度为t2时，管内液面在b位置，其他三个量分别为Ek2、p2、E2,由此可知（）A.tit2B,pip2C.EkiE29、下面的叙述正确的是（）A.对气体加热，气体的内能不一定增大B.不论技术手段如何先进，绝对零度是不能达到的C.物体温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加D.压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，说明分子间距离越小，分子间斥力越大ii、如所

9、示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成两部分，K与气缸壁的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相IIa同温度的同种气体a、b,a的体积大于b的体积.气体分子之间相互作用势能的变化可忽略.现拔去销钉（不漏气），当a、b各自达到新的U平衡时（）A.a的体积小于b的体积B.a的体积等于b的体积C.在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同D.a的温度比b的温度高i2、下列说法中正确的是（）A.低温物体的内能一定少，高温物体的内能一定多B.低温物体的分子热运动的平均速率一定小，高温物体的分子热运动的平均速率一定大C.物体做加速运动时，速度越来越大，其分子的平均动能也越来越大，因此内能必然增

10、大D,速度大的物体其内部分子平均动能不一定大，速度小的物体其内部分子平均动能不一定小i3、如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则（）B.气体分子势能减少，内能增加D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中i4、如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小（）i0、第二类永动机不可能制成，是因为A.违背了能量守恒定律C.机械能不能全部转化为内能(B.）热量总是从高温物体传递到低温物体

11、D.内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化A.气体体积膨胀，内能增加C.气体分子势能增加，压强可能不变15、根据热力学第二定律判断，下列说法中正确的是（）A.热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体B.如果不考虑能量损失，热机能够把从单一热源吸收的热量全部转化为机械能C.随着科学技术的发展，热机的效率有可能达到100%D.热力学第二定律说明，一切能量转化过程都是不可逆的16、在温度均匀的水池中，有一只气泡（内部气体质量恒定，不考虑气体分子间相互作用力）从水池底部缓慢地向上运动直到浮到水面.在这一过程中下列说法中正确的是（）A.气泡内气体的内能减小，放出热量B.气泡内气体的内能不变，对外做功

12、，吸收热量C.气泡内气体的内能不变，不放热也不吸热D.气泡内气体的内能增大，对外做功，放出热量17、关于热力学第二定律的下列说法中正确的是（）A.热力学第二定律使我们认识到：自然界中进行的一切宏观过程都具有方向性，是不可逆的B.热力学第二定律使我们认识到：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C.热力学第二定律使我们认识到：内能不可能从低温物体转移到高温物体D.热力学第二定律和热力学第一定律是能量守恒定律的两种不同表达形式18、下列关于热现象的说法，正确的是（）A.外界对物体做功，物体的内能一定增加B.气体的温度升高，气体的压强一定增大C.任何条件下，热量都不会由低温物体传

13、递到高温物体D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能19、如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容器口后（A.温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B.温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C.温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D.温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加20、横截面积为3dm2的圆筒内装有0.62kg的水。测得太阳光垂直照射2.5min,能使这些水的温升高1C。设到达大气层

14、顶层的太阳能只有43%能到达地面，太阳与地球间的距离是1.5X1011mo试由以上数据估算太阳向外辐射能量的总功率。（水的比热为4200J/（kgK）A.筒内空气从外界吸热C.筒内空气向外界放热B.筒内空气内能增大D.筒内空气内能减小内能能量守恒定律典型例题答案1、下列关于分子动能的说法中正确的是（BD）A.物体温度升高，每个分子的动能都增加B.物体温度升高，分子的总动能增加12C.如果分子质量为m,平均速度为v,则分子平均动能Ekmv2D.分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与分子总数之比2、如图所示，甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系

15、如图中曲线所示，F0为斥力，Fr。时，斥力小于引力6、下列说法中正确的是（B）A.温度高的物体比温度低的物体热量多B.温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多C.温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均速率大D.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等7、一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体（D）A.有可能使气体回到原来状态，且WIW2B.有可能使气体回到原来状态，且WI=W2D.上面A、B、C三种说法都不可能实现A.从外界吸收了热量B.对外界做了功C.分子的平均动能增大D.密度增大8、如图所示伽利略设计的世界上第一个温度计示意图，上部是一个球形容器，里面有

16、一定质量的空气，下部是一根细管，细管插入带色液体中，制作时先给球形容器微微加热，跑出一些空气，插入液体时，带色液体上升到管内某一高度.测量时球形容器与所测物质接触.已知外界大气压为p,并保持不变，所测温度为ti时，管内液面在a位置，管内气体分子的平均动能为Eki,气体压强为pi,管内气体内能为Ei。所测温度为t2时，管内液面在b位置，其他三个量分别为Ek2、p2、E2,由此可知（D）A.tit2B,pip2C.EkiE29、下面的叙述正确的是（AB）A.对气体加热，气体的内能不一定增大B.不论技术手段如何先进，绝对零度是不能达到的C.物体温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加D

17、.压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，说明分子间距离越小，分子间斥力越大ii、如所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成两部分，K与气缸壁的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相IIa同温度的同种气体a、b,a的体积大于b的体积.气体分子之间相互作用势能的变化可忽略.现拔去销钉（不漏气），当a、b各自达到新的U平衡时（D）A.a的体积小于b的体积B.a的体积等于b的体积C.在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同D.a的温度比b的温度高i2、下列说法中正确的是（D）A.低温物体的内能一定少，高温物体的内能一定多B.低温物体的分子热运动的平均速率一定小，高温物体的分子

18、热运动的平均速率一定大C.物体做加速运动时，速度越来越大，其分子的平均动能也越来越大，因此内能必然增大D,速度大的物体其内部分子平均动能不一定大，速度小的物体其内部分子平均动能不一定小i3、如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则（D）i4、如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小（C）i0、第二类永动机不可能制成，是因为A.违背了能量守恒定律C.机械能不能全部转化为内能(B

19、.D）热量总是从高温物体传递到低温物体D.内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化A.气体体积膨胀，内能增加B.气体分子势能减少，内能增加C.气体分子势能增加，压强可能不变D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中A.筒内空气从外界吸热C.筒内空气向外界放热B.筒内空气内能增大D.筒内空气内能减小15、根据热力学第二定律判断，下列说法中正确的是（A.热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体B.如果不考虑能量损失，热机能够把从单一热源吸收的热量全部转化为机械能C.随着科学技术的发展，热机的效率有可能达到100%D.热力学第二定律说明，一切能量转化过程都是不可逆的16、在温度均匀的水池中，有一只气泡（内部气体质量恒定，不考虑气体分子间相互作用力）从水池底部缓慢地向上运动直到浮到水面.在这一过程中下列说法中正确的是（B）A.气泡内气体的内能减小，放出热量B.气泡内气体的内能不变，对外做功，吸收热量C.气泡内气体的内能不变，不放热也不吸热D.气泡内气体的内能增大，对外做功，放出热量17、关于热力学