专题物体的内能能量守恒热力学定律分子热运动

1、专题二 物体的内能·能量守恒·热力学定律 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。 级要求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。 级要求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。级要求4能源的开发和利用，环境保护。 级要求 基础知识落实 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。 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

2、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。知识点一、分子动能：1、分子的动能： （1）分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能 大量分子的运动速率不尽相同，以中等速率者占多数

3、（统计学原理） 在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的平均值 由于分子永不停息地做无规则运动，所以不论温度高低，分子动能不会为零；（2）分子平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能 平均动能是每个分子的动能而不是大量分子； 平均动能与物质种类无关，只与分子质量和平均速度（由温度决定）有关； 平均动能相同的分子其速度可能不同；（3）物体所含分子的总动能由两个因素决定： 分子的平均动能（由温度决定） 物体所含分子数目；【释例1】有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，则 C A甲气体温度，一定高于乙气体的温度 B甲气体温度，一定低

4、于乙气体的温度 C甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度 D甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快【解析】A认为气体分子平均速率大，温度就高，这是对气体温度的微观本质的错误认识，气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关本题涉及两种不同气体（即分子质量不同），它们的分子质量无法比较因而无法比较两种气体温度的高低故A、B错，C正确，速率的平均值大，并不一定每个分子速率都大，故D错【点评】2温度：（1） 宏观含义：温度是表示物体的冷热程度（2） 微观含义：（即从分子动理论的观点来看）：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物

5、体分子热运动的平均动能越大；温度越高，分子运动越激烈。（3） 同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同但由于不同物质的分子质量不一定相同所以分子热运动的平均速率也不一定相同（4） 温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同【释例1】质量相等的水、酒精和水银，如果它们的温度都是150C，那么 D A水分子的平均动能最大 B酒精分子的平均动能最大 C水银分子的平均动能最大D三者分子的平均动能一样大【解析】【点评】 温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲，温度无意义. 不同物质的物体，如果温度相同，则它们的分子平均动能相同，但它们的分子

6、平均速率不同. 分子的平均动能与物体机械运动的速率无关.【释例2】关于分子的动能与物体温度的关系，下列说法正确的是 ACD A温度升高，分子的平均动能一定增大 B温度升高，每个分子的动能一定增大 C温度降低，有些分子的动能有可能增大 D温度降低，大多数分子的动能要减少【解析】【点评】知识点二、分子势能：1分子势能：由于分子间存在相互作用力，并由它们的相对位置决定的能叫做分子势能2分子力做功跟分子势能变化的关系（类同于重力做功与重力势能变化的关系）r0rOEp··· 分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子势能增加3决定分子势能的因素：（1）从宏观上看：分

7、子势能跟物体的体积有关（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关 一般选取两分子间距离很大（r>10r0）时，分子势能为零 在r>r0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中，分子力做正功，分子势能减小 在r<r0的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小 结论：当两分子间距离r=r0时，分子势能最小（且为负值）【释例1】关于分子势能以下说法正确的是 B A分子势能只由分子引力决定B分子势能跟物体的体积有关C物体体积增大时，分子势能一定增加D物体体积减小时，分子势能一定减小【解析】【点评】【变式】用r表示两分子间的距离

8、，EP表示分子势能，当r=r0时引力等于斥力，设两分子相距大于十倍的r0时，EP=0，则 AB A当r>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变化D当r>r0时，EP=0【解析】【点评】知识点三、物体的内能：1物体的内能：物体中所有分子做热运动的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能也叫做物体的热力学能2任何物体都具有内能因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成3决定物体内能的因素：（1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定（2）从微观上看：物体内能的大小由组成物

9、体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定【释例1】一定质量的00C的冰熔解成00C的水，其总的分子动能EK，分子热能EP，以及内能E的变化是 C AEK、EP、E均变大 BEK、EP、E均变小CEK不变、EP变大、E变大DEK不变、EP变小、E变小选题目的：理解内能、势能、动能的相互影响【解析】冰熔解成水时，温度和质量没变，所以Ek不变，又冰在熔解过程中要吸热，内能E增加，EP必定增加 4、改变内能的两种方式：（1）做功可以改变物体的内能： 外界对物体做功，物体的内能增加 物体对外界做功，物体的内能减少 做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度外界对物体做多

10、少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少（2）热传递可改变物体的内能： 热传递：没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递 热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变是用热量来量度的物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少 热传递的三种方式：对流、传导、辐射。（3）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的（4）做功和热传递在本质上是不同的 做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化） 热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）【释例1】（1994全国卷·3）金属

11、制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是 A A迅速向里推活塞 B迅速向外拉活塞 C缓慢向里推活塞 D缓慢向外技活塞选题目的：做功快慢对内能的影响【解析】物体内能的改变有两种方式，做功和热传递，而且两者是等效的迅速向里推活塞，外界对气体做功，而且没来得及进行充分热交换，内能增加温度升高，如果达到燃点即点燃，故A正确迅速向外拉活塞气体对外做功，内能减小，温度降低，故B错缓慢向里推活塞，外界对气体做功，但由于缓慢推，可充分进行热交换无法确定温度情况，故C错同理D错 外界做功时，如果物体同时向外传热，则其内能有可能不发生变化，金属制成的气缸是题中的一个隐含条件，金属是热

12、的良导体，缸内气体与外界可发生热交换，缓慢向里推活塞，外界虽然做功，但金属气缸也会向外传热，气体温度虽会升高一些，但达不到柴油的燃点，只有迅速向里推活塞，金属气缸还来不及向外传热，气体内能急剧增加，温度升高，才有可能使缸内柴油达到燃点 【点评】【释例2】如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明对物体( B )A、做功可以增加物体的热量B、做功可以改变物体的内能C、做功一定会升高物体的温度D、做功一定可以使物态发生变化【解析】【点评】【释例3】（2007广东

13、物理·10）如图所示为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。关于这个实验，下列说法正确的是（ AC ）水绝热壁重物重物搅拌叶片A这个装置可测定热功当量B做功增加了水的热量C做功增加了水的内能D功和热量是完全等价的，无区别【解析】【点评】5、内能与热量的区别： 内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下有不同的内能，而热量是一个过程量，它表示由于热传递而引起的变化过程中转移的能量，即内能的改变量如果没有热传递，就无所谓热量，但此时物体仍有确定的内能例如，我们只能说“某物体在某温度时具有多少内能”而不能说“某物体在某温度时具有多少热量

14、”【释例1】关于物体内能，下列说法中正确的是 AC A手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功改变物体的内能 B将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体的内能增大 C阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能D用打气筒打气，简内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能【解析】【点评】【变式一】下面关于物体内能改变的说法中正确的是 B A、物体对外做功，其内能必定改变 B、物体对外做功，其内能不一定改变 C、物体吸收热量，其内能必增加 D、外界对物体做功，物体同时吸收热量，其内能必增加 【解析】【点评】【变式二】对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是 A

15、 A热量和功由过程决定，而内能由状态决定 B热量、功和内能的物理意义相同 C热量和功都可以作为内能的量度D内能大物体含有的热量多【解析】【点评】6、物体的内能跟机械能的区别：（1）能量的形式不同：物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形式相对应，内能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位置而使物体具有的能而机械能是由于整个物体的机械运动及其与它物体间相对位置而使物体具有的能（2）决定能量的因素不同：内能只与（给定）物体的温度和体积有关，而与整个物体的运动速度路物体的相对位置无关机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关，与物体的温度体积无关（3）一个具有机械能的物体，同

16、时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能【释例1】关于内能和机械能下列说法正确的是（ BD ）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。7、内能、热能、热量、温度、机械能的区别：（1）内能-物体内所有分子的动能和势能之和.（2）热能

17、-是物体内能的不确切的说法.（3）热量-在热传递中用来度量物体内能变化的多少. 热量不表示内能的多少,仅表示内能的改变量.（4）温度-物体分子平均动能的标志;指示着热传递的方向.（5）机械能-物体整体动能与势能的总和.知识点四、热力学第一定律·能量守恒定律：（一）热力学第一定律：1、改变物体内能的方式有两种：做功和热传递在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程。2、热力学第一定律内容：物体内能的增量U等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q的总和.3、表达式：U = W + Q4、符号法则：物体内能增加时，U为正，物体内能减少时，U为负；外界对物体做功时，W为正，物体对

18、外界做功时，W为负；物体吸收热量时，Q为正，物体放出热量时，Q为负5、几种特殊情况：（1）物体与外界没有热交换时（绝热过程）Q=0外界对物体做多少功，它的内能就增加多少，反之物体对外界做功多少，它的内能就减少多少， W = DU （2）物体与外界间没有做功时，物体从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少；物体向外界放出多少热量，它的内能就减少多少， Q = DU （3）若过程中始、末物体内能不变， DU =0，则W+Q=0或W=-Q外界对物体做的功等于物体放出的热量6、热力学第一定律是反映机械能与内能的转化和守恒的具体表现形式;【释例1】空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105

19、J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？【解析】放热；放出了5×104J热量【点评】【变式一】（2008江苏物理·12）(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J。试问：此压缩过程中，气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J【解析】放出；5×104J【点评】【释例2】在温度均匀的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地升至液面，上升过程中气泡的体积不断增大，则气泡在浮起过程中（ ）A、放出热量 B、吸收热

20、量 C、无吸热也不放热 D、无法判断【解析】【点评】【释例2】十七世纪七十年代，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，其结构如图所示：在斜面顶端放一块强磁铁M，斜面上、下端各有一个小孔P、Q，斜面下有一个连接两小孔的弯曲轨道。维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个铁球，那么在磁铁的引力作用下，铁球会沿斜面向上运动，当球运动到P孔时，它会漏下，再沿着弯曲轨道返回到Q，由于这时球具有速度可以对外做功。然后又被磁铁吸引回到上端，到P处又漏下 对于这个设计，下列判断中正确的是（ D ）PQM轨道A满足能量转化和守恒定律，所以可行B不满足热力学第二定律，所以不可行C不满足机械能守

21、恒定律，所以不可行D不满足能量转化和守恒定律，所以不可行【解析】【点评】（二）能量守恒定律：1、物质的不同运动形式对应不同形式的能，如机械能、内能等；2、各种形式的能在一定条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒。3、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变3、能量守恒定律的历史意义4、能的转化和守恒是自然界的普遍规律，违背该定律的永动机是永远无法实现的。它是没有条件的。5、理解：（1）某种形式的能减小，一定存在其他形式的能增加，且减小量和增加量一定相等。（2）某个物体的能减小，

22、一定存在其他物体的能量增加，且减小量和增加量一定相等。6、第一类永动机：（1）、永动机-不需要任何能量而能永远运动的装置。（2）、第一类永动机：人们把设想中的不消耗能量的机器叫做第一类永动机（3）、第一类永动机的设想由于违背了能量守恒定律，所以不可能制成 19世纪自然科学三大发现1、细胞学说:主要内容是：细胞是动、植物有机体的基本结构单位，也是生命活动的基本单位。这样，就论证了整个生物界在结构上的统一性，细胞把生物界的所有物种都联系起来了，生物彼此之间存在着亲缘关系。这是对生物进化论的一个巨大的支持。细胞学说的建立有力地推动了生物学的发展，为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据，恩格斯对此评价很

23、高，把细胞学说誉为19世纪自然科学的三大发现之一。2、生物进化论:1859年，英国生物学家和生物进化论的奠基者达尔文，在其巨著物种起源中提出了生物进化的自然选择学说。该学说的要点是群体中的个体具有性状差异，这些个体对其所处的环境具有不同的适应性；由于空间和食物有限，个体间存在生存竞争，结果，具有有利性状的个体得以生存并通过繁殖传递给后代，具有不利性状的个体会逐渐被淘汰(达尔文把自然界这种留优汰劣的过程称为自然选择)；由于自然选择的长期作用，分布在不同地区的同一物种就可能出现性状分歧和导致新物种的形成。3、能量守恒和转化定律:能量守恒和转化定律，是19世纪自然科学的一块重要理论基石。能量守恒的意

24、义首要的是建立物质运动变化过程中的某种物理量间的等量关系。对此，我们无需知道物质间实际的相互作用过程，也无需知道物质运动变化过程中的能量间的转化途径，只要建立和物质运动状态相对应的能量与物理量间的关系，就可以对物质运动变化过程中得初状态和终状态间建立一种等量关系，这样便于对物质运动变化过程的量求解。【释例1】指出下列物理现象中，能量转化情况：（1）两小球相碰后，粘合在一起而静止，是 能转化为 能。（2）燃料在气缸内燃烧，气缸内气体推动活塞运动，是_能转化为_能。（3）给电热水器内的电阻丝通电，使水的温度升高，是_能转化为_能。（4）汽车紧急制动后在地面上滑行直到静止的过程，是_能转化为_能。（

25、5）跳伞运动员打开降落伞后，匀速下降阶段是_能转化为_能。【解析】【点评】【释例2】下列说法正确的是 CD A、第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B、自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C、自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D、不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化【解析】【点评】理想气体【释例3】（2004两广物理·8）如图所示，密闭绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部。另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为EP

26、(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零)，现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程 D A、EP全部转换为气体的内能B、EP一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能C、EP全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D、EP一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能【解析】由于气缸和活塞密闭绝热,那么气体与外界就无热交换。活塞与器壁的摩擦忽略不计，则也没有摩擦生热的问题。最初弹簧的弹性势能比较大，绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态，说明弹簧的长度比断开前长，活塞上升

27、，重力势能增大。活塞有重力，气体对活塞有向下的压力，所以最终弹簧还是要被压缩，有弹性势能。弹簧形变量减小，气体体积较小，内能增加。选D。【点评】该题如果去分析中间的运动过程，问题将变得很复杂，用功能关系或能量守恒，问题一目了然。要有这种拨开乌云见太阳的结果，没有理解上的深度是不可能的。AB【释例4】（2007天津理综·20）A、B两装置，均由一支一端封闭，一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正

28、确的是（ B ）AA中水银的内能增量大于B中水银的内能增量BB中水银的内能增量大于A中水银的内能增量CA和B中水银体积保持不变，故内能增量相同DA和B中水银温度始终相同，故内能增量相同【解析】【点评】【释例5】在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将（ ）A、降低 B、不变 C、升高 D、无法判断【解析】【点评】【释例6】第一类永动机是不可能制成的，这是因为第一类永动机 （ ）A不符合机械能守恒定律 B违背了能的转化和守恒定律C没有合理的设计方案 D找不到合适的材料【解析】【点评】知识点五、热力学第二定律·热传导过程的方向

29、性： 热传导过程的方向性 1、不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化.2、热传导过程是有方向的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反方向不能自发地进行，要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。【释例1】热传导的方向性是指（ ）A热量只能从高温物体传递到低温物体，而不能从低温物体传递到高温物体B热量只能从低温物体传递到高温物体，而不能从高温物体传递到低温物体C热量既能从高温物体传递到低温物体，又可以从低温物体传递到高温物体D热量会自发地从高温物体传递到低温物体，而不会自发地从低温物体传递到高温物体【解析】【点评】【释例2】关于热传递的下列

30、说法中正确的是 AB A、热传递是物体间内能的转移 B、热量总是从温度高的物体传给温度低的物体而不引起其它变化 C、热量总是从内能多的物体传给内能少的物体 D、吸收热量的物体温度必上升【解析】【点评】 热力学第二定律 1、一种表述是：按热传递的方向性来表述(克劳修斯): 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。（1）内能可以自发地从高温物体传到低温物体；（2）内能可以从低温物体传到高温物体，但要引起其它变化，如电冰箱、空调等，但要引起其它变化。2、另一种表述是：按机械能与内能转化过程的方向性来表述（开尔文): 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。或第二

31、类永动机是不可能制成的，即热力学过程具有方向性。（1）机械能可以全部转化为内能；（2）内能不能全部转化为机械能；（3）“不引起其它变化”是指热机将获得的内能全部用来做功，而不向别处传递内能，或不跟其它形式的能发生转化；3、两种表述是等价的：可以从一种表述导出另一种表述，两种表述都称为热力学第二定律4、热力学第二定律的意义：提示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律【释例1】（2004天津理综·15）下列说法正确的是 D A、热量不能由低温物体传递到高温物体B、外界对物体做功，物体的内能必定增加 C、第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律

32、D、不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化【解析】热量可以从低温物体传递到高温物体，但要引起其它变化，如冰箱制冷要消耗电能。A错。 物体的内能的改变由做功和热传递两种方式共同决定，如果物体放出的能量大于外界对物体做功，物体内能减小，B错。 第二类永动机不可能制成，是因为违反了热传导的方向性。C错。【点评】【释例2】一种冷暖两用空调铭牌标注有如下指标：输入功率1kW，制冷能力1.2×104kJ/h，制热能力1.3×104kJ/h，这样，该空调在制热时，每消耗1J的电能，将放出约3J的热量。下列说法正确的是（ CD ）20090422A此数据违反了能量守恒

33、定律，所以铭牌标注的指标有错误B空调不论是制热还是制冷都是将热量从高温物体传给低温物体，所以不违反热力学第二定律C空调不论是制热还是制冷都是将热量从低温物体传给高温物体，而且不违反热力学第二定律D空调制热时放出的热量，一部分由电能转化而来的，另一部分则是从室外吸收的【解析】【点评】 第二类永动机 1第二类永动机：人们把想象中能够从单一热源吸收热量，全部用来做功而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机2第二类永动机不可能制成： 表示机械能和内能的转化过程具有方向性尽管机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化3第一类永动机和第二类永动机： 它们都不可能制成，第一类永动

34、机的设想违反了能量守恒定律；第二类永动机的设想虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热现象相联系的宏观过程具有方向性的自然规律 【释例1】关于第二类永动机，下列说法正确的是（AD ） A没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机 B第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成 C第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能 D第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能，同时不引起其他变化【解析】根据第二类永动机的定义可知A正确，第二类永动机不违反能量守恒定律，

35、但是违反第二定律，所以B选项错误.机械能可以全部转化为内能，内能在引起其他变化时是可能全部转化为机械能的，所以C错误，D选项正确.【点评】第二类永动机：能从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化的机械。如果这一类永动机能够制成，它就可以从外界诸如空气、海洋、土壤等单一热源中不断地吸取能量，而对外做功。众所周知在空气和海洋中内能是取之不尽的，这样的话飞机不用带油箱，轮船不用带燃料。人们为此做出了许多努力，做了大量的尝试，但是第二类永动机始终还是没能制成。伴随着一次次的失败，终于认识到第二类永动机是不可能制成的。这个结论是开尔文首先提出来的。 能量耗散 1能量耗散：流散的内能无法重新收集起来

36、加以利用的现象叫做能量耗散2能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性【释例1】下列对能量耗散理解正确的是（ ） A、能量耗散说明能量在不停减少 B、能量耗散遵循能量守恒 C、能量耗散说明能量不能凭空产生，但可凭空消失 D、能量耗散从能量转化角度反映出自然界的宏观过程具有方向性【解析】【点评】【释例2】下列说法正确的是（ BC ）A一个盛有一定质量气体的密闭容器，当容器做自由落体运动处于完全失重状态时，气体对容器底部的压力为零B对于一定种类的大量气体分子，在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占的百分比是确定的C能量的耗散是从能量的转化角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性

37、D只要有足够高的技术条件，绝对零度是可以达到的【解析】【点评】【释例3】（2007广东理科）下述做法能改善空气质量的是（ B ） A以煤等燃料作为主要生活燃料B利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源C鼓励私人购买和使用汽车代替公交车D限制使用电动车知识点六、热力学第三定律：1、内容：绝对零度不可达到：2、理解：T=t（数值上）【释例1】1997年诺贝尔物理学奖授与朱棣文等三人,以表彰他们在激光冷却和捕获原子的方法上所作出的贡献。目前已应用激光将原子的温度冷却到10-12k的数量级,已经非常接近0k,下列关于”0k”说法中正确的是( D)A、0k即00C，随着科学的发展是可以达到的B、0k即0

38、0C，只能无限接近，但不可能达到C、0k即绝对零度，随着科学的发展是可以达到的D、0k即绝对零度，只能无限接近,但不可能达到【解析】【点评】1题型关于内能的理解及应用： 方法指导 解题示范 一、分子动能：【例题2】质量相同的氢气和氧气，温度相同，下列说法正确的是 C A每个氧分子的动能都比每个氢分子的动能大B每个氢分子的速率都比每个氧分子的速率大C两种气体分子平均动能一定相等D两种气体分子的平均速率一定相等选题目的：理解不同的物质的分子动能情况【解析】因为温度相同，所以两种气体分子平均动能一定相等，但具体到每一个分子，其动能有大在小，无法比较，A错氢分子质量比氧分子质量小，氢分子的平均速率一定

39、比氧分子的平均速率大，D错氢气中有运动速率很小的分子，氧气中有运动速率很大的分子，B错。【点评】【例题3】质量、温度均相等的一杯水和一个钢球相比较，下列说法正确的是 BD A它们的内能一定相等 B它们的分子平均动能一定相等 C它们的分子平均速率一定相等 D把钢球浸没在水中，它们的内能一定不改变选题目的：理解温度是物体平均动能的量度【解析】因为它们的温度相同，分子平均动能一定相等，质量相等的水和铜分子数不同，它们的物态也不相同，故它们的内能不一定相等；水分子和铜分子质量不相等，它们的分子平均动能又相等，故它们的分子平均速率一定不相等；它们的温度相等，相互间不会发生热传递，此时又不存在外界对它们做

40、功或它们对外界做功，它们的内能一定不会改变。【点评】二、分子势能：【例题1】（关于分子势能与体积的关系）对于分子间势能与体积的关系，下列说法中正确的是 ACD A、物体体积不变，分子势能不改变B、物体体积增大，分子间势能必增大C、物体体积增大，分子间势能可能增大D、物体体积减小，分子间势能可能增大【解析】熟知分子势能与分子间距离的复杂关系，消除分子势能越大，体积越大的误解，才能正确解答本题【点评】【例题2】关于分子间的相互作用力及分子势能，下列说法中正确的是 AC A分子间不论分子距离远近，只要有引力一定有斥力B分子间距离越小，引力越小，斥力越大C分子间显示斥力时，距离越小，分子势能越大D分子

41、间显示引力时，距离越大，分子势能越小选题目的：分子间距与分子势能的关系【解析】分子间的引力和斥力是同时存在的，且随分子间距离的增大而减小，减小而增大，（B）错当分子间显示斥力时，距离越小，越要克服分子做功，分子势能越大，当分子间显示引力时，距离越大，也要克服分子力做功，分子势能也越大，（D）错。【点评】【例题3】两个分子甲和乙相距较远（此时它们之间的分子力可忽略），设甲固定不动，乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近为止的整个过程中 A分子力总是对乙做正功 B乙总是克服分子力做功C先是乙克服分子力做功；然后分子力对乙做正功D先是分子力对乙做正功；然后乙克服分子力做功选题目的：理解分子力随其间距变化情况【

42、解析】在乙分子逐渐向甲分子靠拢的过程中，r>r0时，分子力表现为引力，此时分子对乙做正功，r<r0时，分子力表现为斥力，阻碍乙分子靠拢，此时分子力做负功，即乙克服分子力做功所以，正确选项（D）【点评】【例题4】有两个分子，用r表示它们之间的距离，当r=r0时，两分子间的斥力和引力相等，使两分子从相距很远处（r>r0）逐渐靠近，直至不能靠近为止（r<r0）。在整个过程中两分子间相互作用的势能 A一直增加 B一直减小 C先增加后减小 D先减小后增加【解析】根据动和能的关系，分子势能的变化是和分子力和功相联系的分子力对分子做正功，分子势能减小；分子克服分子力做功，分子势能增加

43、当r=r0时，分子间引力和斥力相等，表现分子力等于零；当r>r0时，分子引力大于斥力，表现出的分子力为引力；当r<r0时分子引力小于斥力，表现出分子力为斥力，在两分子从rr0处靠近，直至r<r0为止的整个过程中，当r>r0时分子力做正功，使分子势能减少，当r<r0时，则分子克服分子力做功，分子势能增加，不难看出，当r=r0时分子势能最小。正确选项为D【点评】【例题5】若已知分子势能增大，则在这个过程中 A一定克服分子力做功 B分子力一定减小 C分子间距离的变化情况无法确定 D以上说法都不正确【解析】分子势能增大，说明分子力一定做负功，或者说一定克服分子力做功，所以

44、选项A正确我们知道，当r>r0时，分子势能增大说明r增大，分子力减小；当r<r0时，分子势能增大说明r减小，分子力增大，因题目未说明初始状态分子间的距离r是大于、小于或等于r0，所以对分子力和分子距离的变化情况无法确定，选项C正确，B和D错误【点评】【例题6】如图，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如图中曲线所示，F0为斥力，F0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（ BC ）A、乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动B、乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C、乙分子由a到b的过程

45、中，两分子相互间的分子势能一直减少D、乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加【解析】【点评】【例题7】（2003江苏高考·3）如图，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如图中曲线所示，F > 0为斥力，F < 0为引力，a、b、c、d 为x 轴上四个特定的位置，现把乙分子从a 处由静止释放，则 （ BC ） A乙分子从a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动 B乙分子由a 到c 做加速运动，到达c 时速度最大 C乙分子由a 到b 的过程中，两分子间的分子势能一直减少 D乙分子由b 到d 的过程中，两分子间的

46、分子势能一直增加【解析】【点评】【例题8】（2005江苏物理·7）下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是（ C ）A、当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B、当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C、当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D、当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小【解析】【点评】【例题9】（2007江苏物理·1）分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法中错误的是（ B ）A、 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则

47、运动，这反映了液体分子运动的无规则性B、 分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C、 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D、 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素【解析】【点评】r2rOEpr1··【例题10】（2010全国理综1·19）右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（ BC ）A当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C当r等于r2时，分子间的作用力为零D在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功【解析】分子间距等于r0时

48、分子势能最小，即r0= r2。当r小于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错BC对。在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D错误。【命题意图与考点定位】分子间距于分子力、分子势能的关系。【点评】【例题10】如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为0。则下列说法中正确的是( BD )A.乙分子在P点(x=x2)时，加速度最大B.乙分子在P点(x=x2)时，其动能为E0C.乙分子在Q点(x=x

49、1)时，处于平衡状态D.乙分子的运动范围为xx1【解析】【点评】三、物体内能：【例题1】下列说法正确的有 D A某气体的温度是00C，则该气体中每一个分子的温度也是00CB运动快的分子温度较高，运动慢的分子温度较低C如果一摩尔物质的内能为E，则每个分子的内能为E/NA（NA为阿伏伽德罗常数）D以上说法均不对选题目的：理解温度与内能的联系【解析】温度是物体内所有分子热运动的宏观表现，内能是物体内所有分子动能和势能的总和，对单个分子或少数分子，温度和内能均无意义 【点评】【例题2】已知某物体的温度升高了，那么下列哪些说法是正确的 C A该物体内所有分子的动能都增大了B该物体内所有分子的势能都增大了

50、C该物体内分子平均动能增大了D该物体热量增多了选题目的：理解温度与物体内能的关系【解析】物体内分子运动速率各不相同，有的快，有的慢，温度升高了，分子平均动能增大，只反映分子运动的整体表现，并不是所有分子的动能都增加了分子势能只与分子间距离有关与温度无关A、B均错分子动能和分子势能的改变，只会引起内能的变化，热量只有在热传递过程中才有意义，故D也错【点评】【例题3】关于物体的内能，下列说法正确的是 BC A相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能增量一定相同 B一定量00C的水结成00C的冰，内能一定减少 C一定量气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减少 D一定量气体吸收热量而保持体积不变

51、，内能一定减少【解析】内能是物体内所有分子的动能和相互作用的势能之和相同质量的两种物体，分子数不同，初始温度及分子间相互作用都不尽相同，升高相同的温度时，内能增量不一定相同，选项A不正确 0的水结成0的冰，既放出热量，又增大体积对外做功，因此，其内能一定减少，选项B正确 一定量气体经历绝热膨胀过程，对外做功，气体的内能一定减少，选项C正确。 一定量气体吸收热量而体积不变，气体不对外做功，内能一定增加而不可能减少，选项D错误 【点评】【例题4】锅炉中盛有1500kg的水，当对其加热使其内能增加1.26 ×107J时，温度将上升多少？水的比热容c= 4.2 ×103J/(kg·k) 【解析】水吸收的热量全部用来增加它的内能： Q=cmt【点评】【例题5】如图所示，直立的绝热容器中间有一导热隔板，容器的上部装有某种气体1mol，容器的下部装有2mol同种