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1、1第七章分 子动理论和能量7.1 分子动理论 内能 热和功知识精要:知识精要:一、物质是由大量的分子组成的一、油膜法测分子的直径;分子直径数量级_m,分子质量数量级 1026kg;阿伏伽德罗常数NA=_mol1。2、油膜法:把一滴油酸滴到水面上,油酸在水面上散开形成_油膜,如果把分子看成球形,单分子油膜的厚度就可认为等于油酸分子的直径。油膜法进行了以下理想化处理:把滴在水上的油酸层当做单分子油膜。把分子看成球形。公式:d=_,V 是油滴的体积,S 是水面上形成的单分子油膜的面积。V 的测量。用滴管吸入一定体积的油,记下其体积 V0,然后均匀地往外滴出,数出油滴滴数 n,则每滴油的体积:V=_在

2、测量中,油滴体积的测量误差是最大的,为了提高测量的精确程度,往往不用纯油酸做实验,而是用酒精和油酸的混合液做实验,若油酸的浓度为的话,则一滴体积为 V的混合液中含净油酸的体积为:V=_这样,如果测量中油滴体积的误差为V,则实际误差就是:V,有效减小误差。3、分子质量每个分子的质量,因物质不同而质量大小也不一样,一般可由公式计算。M=_(MA代表摩尔质量,NA代表阿伏加德罗常数)二、分子永不停息地做无规则运动,实验基础 扩散现象;1 分子在永不停息地_的热运动。(1)实验依据:_现象和_运动。(2)扩散现象。定义:两种不同的物质接触后,彼此进入到对方中去的现象,叫做扩散现象。具体实验:棕色的二氧

3、化氮扩散,蓝色的硫酸铜扩散。(3)布朗运动。布朗运动:是 1827 年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉,发现这些花粉颗粒不停地做无规则的运动,这种运动叫做布朗运动。追踪一个微粒的运动,每隔 30s 记录一次这个微粒的位置,然后用直线把这些位置依次连接起来。图中记录了三个微粒运动的径迹(不是轨迹!),实际上,就是在短短的 30s内,小颗粒也不是沿着图中的直线运动的。布朗微粒三个相同概念:“小颗粒”、“微粒”和“布朗微粒”。微粒(小,小到肉眼看不见,在显微镜下能看到),凡是能用肉眼直接看到的粒子所做的运动,都不能称为布朗运动,更不是分2子的运动。布朗微粒的大小约为m610,分子直径约1

4、010。说明布朗微粒中包含大量的分子(约为2110个)。三、分子间存在相互作用力与分子势能1、分子间的相互作用力研究表明,分子间同时存在着引力和斥力,它们的大小都跟分子间的距离有关。引力和斥力与分子间的距离 r 的关系如图所示。由图可知,分子间的引力随 r 的增大而_,斥力随 r 的增大而_,_的变化快。分子之间的距离大约为分子直径的数量级(m1010)时,引力和斥力的_,分子处于平衡状态,分子力为零,这个距离用0r表示。当分子间的距离0rr 时,分子引力小于分子斥力,分子力显为_。当分子间的距离0rr 时,分子引力与分子斥力相等,分子力为零。如固体。当分子间的距离0rr 时,分子引力大于分子

5、斥力,分子力显为_如液体和实际气体。当分子间距离大于 10 倍分子直径的数量级时, 分子引力和分子斥力都趋于_, 分子力近似为零。如理想气体。注意:分子力是短程力。分子力不是万有引力,也不是静电力。2分子的势能由于分子之间存在着相互作用力,并且它们具有相对位置,因此分子之间也存在势能,这种3势能叫分子势能。分子的势能在微观上由分子间的距离决定, 在宏观上是由物体的体积决定。 当物体体积改变时,分子间的距离会变化,所以分子势能也改变。大多数物质是体积越大,分子的势能也越大;也有少数反常物质(如冰、铸铁、锑等),体积大,可能分子势能反而小。分子势能与物体宏观位置无关。四、能的转化和能量守恒定律1、

6、以多种形式存在于自然界,每一种形式的能对应于一种运动形式;2、各种形式的能是可以相互的;3、改变内能的两种方式:_。4、做功是_,热传递是_。5、热力学第一定律:外界对物体所做的功 W 加上物体从外界吸收的热量 Q 等于物体内能的增加U,即U=_。6、能量守恒定律:能量既不能,也不能,它只能从转化为, 或者从转移到, 在转化或转移的过程中,其总量;7、能量守恒定律的另一种表述:第一类永动机是不可能造成的。五、能转化的方向性和能源开发1、自然界的一切实际变化过程都具有,能的转化也是如此;2、热力学第二定律*:热不可能自发地、不付代价地从传到(第二类永动机是不可能造成的);3、能源危机的起因:能量

7、的与;4、能够提供可利用能量的物质资源叫做;5、目前,世界上消费的能源主要是等矿物类燃料;6、如今能源形势比较严峻。热身练习:热身练习:1、酒精和水混合后的体积小于原来酒精和水体积之和的实验,说明了()4A物质是由分子构成的B分子在永不停息地运动C分子间存在着相互作用的引力和斥力D分子间存在着空隙2、一木块从斜面上匀速下滑,在下滑过程中,木块的(不考虑木块的热膨胀) ()A分子势能减小,分子平均动能不变B机械能减小,内能增大C机械能不变,内能增大D分子势能不变,分子平均动能增大3、 对于液体和固体,如果用M表示摩尔质量,表示物质密度,V表示摩尔体积,V0表示分子体积,NA表示阿伏加德罗常数,那

8、么下列关系式中正确的是()MVMVVVNVVNAADCB A004、物体吸收了热量后,下列说法中正确的是 ()A温度一定升高B内能一定增加C状态一定发生变化D温度、内能、状态都可能不发生变化5、一定量气体膨胀做功 l00J,同时对外放热 40J,气体内能的增加U 是 ()A60JB-60JC-140JD140J26、在用油膜法估算分子大小的实验中:(1)下面是一些实验步骤及注意事项:A在准备实验时,油酸酒精溶液要提前一天配制,以免因溶液不均匀产生误差;B一定要仔细清洗浅盘,充分洗去油污、粉尘,以免给实验带来误差;C用注射器(或滴管)将 V1 毫升油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中,并记下滴数 n

9、,计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积 V0Vn;D向浅盘里注入适量的水,并将痱子粉(或石膏粉)从盘的中央加入,使粉扩散至均匀,再用注射器(或滴管)从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上;E等待油酸薄膜的形状稳定后,用数格子法测算出面积 S;5F根据一滴油酸酒精溶液的体积 V0和膜的面积 S 计算出油酸薄膜的厚度 LV0S;G重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值,即可认为就是油酸分子的直径其中错误的是:_;不必要的是:_(只填前面的字母)(2)这个实验中产生误差的主要原因有:_.精解名题:精解名题:例题例题 1.下列叙述正确的是()一、若分子间距离 r=ro 时,两分子间分子力 F=0,则当两

10、分子间距离由小于 ro 逐渐增大到10ro 分程中,分子间相互作用的势能先减小后增大B.对一定质量气体加热,其内能一定增加C.物体的温度越高,其分子的平均动能越大D.布朗运动就是液体分子热运动解答:解答:(1)当 rro 增大到 ro 的过程中,分子力表现为斥力,分子力作正功,分子势能减小;当 r 由 ro 增大到 10ro 时,分子力表现为引,分子力作包功,分子势能增大.故选项 A 正确.(2)在对气体加热的同时,如果气体对外作功(膨胀),其内能的变化情况不能确定,故选项 B 错误.(3)温度是分子平均动能的标志,物体温度越高,其分子的平均动能越大,C 正确.(4)布朗运动是布朗 微粒在液体

11、分子撞击下的无规则运动,而不是液体分子的运动,D 错误.最终答案为 A、C.例例 2.做布朗运动实验,得到某个观测记录如图。图中记录的是A分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹C某个微粒做布朗运动的速度时间图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线6解析解析:布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,而非分子的运动,故 A 项错误;既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹,故 B 项错误,对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的, 所以无法确定其在某一个时刻的速度, 故也就无法描绘其速度-时间图线,故 C 项错误;故只有 D 项正确。例例 3. 已知水的密度1.

12、0103kg/m3、摩尔质量 M1.8102kg,阿伏加德罗常数 NA6.01023mol1.一滴露水的体积大约是 6.0105cm3, 它含有_个水分子 如果一只极小的虫子来喝水,每分钟喝进 6.0107个水分子,那么它每分钟喝进水的质量是_kg(结果保留两位有效数字)解析解析:水分子个数为 NVMNA1.01036.010111.81026.01023个2.01018个,喝进水的质量为 mnNAM1.81018kg.例 例例 4.用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓度为 0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为 0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的 4550 cm2浅盘、痱子

13、粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤 CA用滴管将浓度为 0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入 1 mL 油酸酒精溶液时的滴数 N.B将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为 0.05%的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入, 直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止, 记下滴入的滴数 n.C_.D将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积 S.(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小_(单位:cm)解析:解析:(1)将玻璃

14、板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(2)1 滴油酸溶液中含有的油酸体积为0.05%NmL,向浅盘中共滴入油酸的体积 V0.05%nNcm3,所以单个油酸分子的直径为 dVS0.05%nNScm7方法小结:方法小结:规律与方法1三个关系式阿伏加德罗常数AN是联系宏观量和微观量的桥梁。在寻找宏观与微观量的联系时,常用到下面三个关系式:已知某物质的摩尔质量AM、摩尔体积AV或密度,如何求得该物质分子的质量、体积、直径?1一个分子的质量:2一个分子的体积:分子的直径:(球形模型),(立方体模型)(两种计算方式相差多大?)3物体所含的分子数:AANMm AAAANMNVv36vd 3vd

15、AAAAAAAANVmNMVNVVNMmn2分子大小的估算对固体和液体,可以近似地认为分子是一个挨一个紧密排列在一起的。处理固、液分子的大小,有两个途径:可以把分子看成球体,则每个分子的体积为63433dRv;也可以把分子看成正方体,则每个分子的体积3av 。若考查气体分子间距,不能认为气体分子紧密排列在一起,求解分子间的平均距离,只能根据一个气体分子占据的空间体积求解。无论是将分子看成球体还是立方体,都只是一种简化的模型,是一种近似处理的方法。由于建立的模型不同,得出的结果稍有不同,但数量级都是1010。处理这类问题,我们遵循的原则是:在估算固体或液体分子线度或分子间距离时,一般采用球模型,

16、在估算气体分子间的距离时,一般采用立体模型。巩固练习:巩固练习:81(2002 广东物理)分子间同时存在吸引力和排斥力,下列说法正确的是()(A)固体分子的吸引力总是大于排斥力(B)气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力(C)分子间的吸引力和排斥力都随分子间距的增大而减小(D)分子间的吸引力随分子间距离的增大而增大,而排斥力都随分子间距离的增大而减小2、如图,直立容器内部有被隔开的 A、B 两部分气体,A 的密度小,B 的密度较大,抽去隔板,加热气体,使两部分气体均匀混合,设此过程中气体吸热 ,气体内能增量为 ,则()AU=QBUQD无法比较3、 氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压,

17、假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变,氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气 ()A分子总数减少,分子总动能不变B密度降低,分子平均动能不变C吸收热量,膨胀做功D压强降低,不对外做功4、某种油的摩尔质量为 M,它的密度为,现将一滴体积为 V 的油滴滴于水面上,若可展成面积为 S 的单分子油膜,由此可估算出阿伏加德罗常数为.5、铝的密度为 2.7103kg/m3,它的摩尔质量为 0.027 kg/moL,阿伏加德罗常数为 61023mol-1体积为 0.17 m3的铝块中所含的原子数约为个(保留一位有效数字)6、(1997 年全国)在下列叙述中,正确的是 ()(A)物体的温度越高,

18、分子热运动越剧烈,分子平均动能越大(B)布朗运动就是液体分子的热运动(C)对一定质量的气体加热,其内能一定增加(D)分子间的距离 r 存在某一值 r0,当 rr0时,斥力小于引力7、下列涉及分子动理论的表述中,正确的是(A) 物质是由大量分子组成的(B) 物体内分子的无规则运动,在通常条件下也可能停止(C) 物体内分子之间的作用力一定表现为引力(D) 物体内分子之间的作用力一定表现为斥力18、把 V1mL 的油酸倒入适量的酒精中,稀释成 V2mL 的油酸酒精溶液,测出 1 mL 油酸酒精溶液共有 N 滴取一滴溶液滴入水中,最终在水中形成 S cm2的单分子油膜则该油酸分子的直径大约为()A.V

19、1NV2SmB.NV2V1SmC.V2NV1ScmD.V1NV2Scm91自我测试:自我测试:1、通常情况下的固体在拉力的作用下发生拉伸形变时,关于分子间的作用力的变化,下列说法正确的是()A分子间的斥力增大,引力减小,分子力为斥力B分子间的引力增大,斥力减小,分子力为引力C分子间的引力和斥力都增大,但斥力比引力增加得快,分子力为斥力D分子间的引力和斥力都减小,但斥力比引力减小得快,分子力为引力2、关于分子势能的下面说法中,正确的是()A当分子距离为平衡距离时分子势能最大B当分子距离为平衡距离时分子势能最小,但不一定为零C当分子距离为平衡距离时,由于分子力为零,所以分子势能为零D分子相距无穷远

20、时分子势能为零,在相互靠近到不能再靠近的过程中,分子势能逐渐增大3、 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()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4、用如下哪些组数据,可求出阿伏加德罗常数()A水的密度和水的摩尔质量B水的摩尔质量、水的密度和水分子的体积C水分子的质量和体积D水的摩尔质量和水分子的质量5、下面的叙述正确的是()A分子之间既有引力作用,又有斥力作用B当分子之间距离增大

21、时,分子间的引力和斥力都减小C气体分子平均动能越大,其压强一定越大D温度相同时,分子质量不同的两种气体,其分子平均动能一定相同1049 6、在用油膜法估测分子的大小实验中,已知一滴溶液中油酸的体积为 V油酸,配制的油酸溶液中,纯油酸与溶液体积之比为 1500,1 mL 溶液滴 250 滴,那么 1 滴溶液的体积是_mL,所以一滴溶液中油酸体积为 V油酸_cm3.若实验中测得结果如下表所示,请根据所给数据填写出空白处的数值,并与公认的油酸分子长度值 L01.121010m 作比较,并判断此实验是否符合数量级的要求.7、下列说法中正确的是()A热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高

22、温物体B机械能可以全部转化为内能而不引起其他变化C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D凡是不违背能量守恒定律的过程都一定能实现8、室内有一盛满水的高大容器,水温等于室温,现有一个气泡从容器底部缓慢上升,那么上升过程中,对泡内的气体(视为理想气体),下列说法中不正确的是()A体积不断增大B内能不断减小C要不断吸热D压强不断减小9、假设在一个完全密封绝热的室内,放一台打开门的电冰箱,然后遥控接通电源,令电冰箱工作一段较长时间后再遥控断开电源, 等室内各处温度达到平衡时, 室内气温比接通电源前:()A一定升高了B一定降低了C一定不变D可能升高,可能降低,也可能不10.如图所

23、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 轴上四个特定次数S/cm2LVS/cmL 平均值15332493356311的位置,现把乙分子从 a 处由静止释放,则()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,两分子间的分子势能一直增加参考答案参考答案知识精要知识精要一、1、10106.02102

24、32、单分子、d=V/S、V=V0/n、V3、MA/NA二、1、做无规则三、1、分子间引力和斥力同时存在,都随距离增大而减小。r0=1010m; r = r0时,f引=f斥;rr0时,f引f斥;rr0时,f引f斥。四、2、转化3、做功和热传递4、能量的转化能量的转移5、W+Q6、创生消失一种形式另一种形式一个物体另一个物体不变五、1、方向性2、低温物体高温物体3、耗散退化4、能源5、煤炭、石油、天然气12热身热身练习练习1、BCD2、BD3、B4、D5、C6、答案:(1)FA(2)计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积时,由于一滴油酸酒精溶液的体积和浓度测不准产生误差;用数格子法求油酸薄膜的面积

25、本身就是一种估算方法方法小结方法小结MA/ NAAA/NV36AANVd 3AA/NVd巩固训练巩固训练1、C2、B3、BC4、6MS3/V35、110206、A7、A8、D自我测试自我测试1、D2、B3、B4、BD5、ABD6、答案:410381061.51081.621081.421081.511010m符合要求7、BC8、B9、A10、BC137.2 热力学第一、第二定律热力学第一、第二定律知识精要:知识精要:一、能的转化和能量守恒定律1、以多种形式存在于自然界,每一种形式的能对应于一种运动形式;2、各种形式的能是可以相互的;3、改变内能的两种方式:_。4、做功是_,热传递是_。5、热力

26、学第一定律:外界对物体所做的功 W 加上物体从外界吸收的热量 Q 等于物体内能的增加U,即U=_。6、能量守恒定律:能量既不能,也不能,它只能从转化为, 或者从转移到, 在转化或转移的过程中,其总量;7、能量守恒定律的另一种表述:第一类永动机是不可能造成的。二、能转化的方向性和能源开发1、自然界的一切实际变化过程都具有,能的转化也是如此;2、热力学第二定律*:热不可能自发地、不付代价地从传到(第二类永动机是不可能造成的);3、能源危机的起因:能量的与;4、能够提供可利用能量的物质资源叫做;5、目前,世界上消费的能源主要是等矿物类燃料;6、如今能源形势比较严峻。热身预习:热身预习:1、对下列过程

27、判断错误错误的是()A电流的能可能全部变为内能B在火力发电机中,燃气的内能不可能全部变为电能C热机中,燃气内能可能全部变为机械能D在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温度物体2、下列说法中正确的是()A物体放出热量,温度一定降低B物体内能增加,温度一定升高C热量能自发地从低温物体传给高温物体D温度越高,物体分子热运动的平均动能一定越大143、能量转化是非常普遍的现象,下列关于能量转化的叙述中正确的是()A洗衣机甩干衣服时,将内能转化为机械能B内燃机的做功冲程,将机械能转化为内能C炉灶中煤气燃烧时,将化学能转化为内能D用电热水器烧水时,将电能转化为机械能4、关于能源的利用,下列说法中正

28、确的是 ()A由于我国煤和石油的储量十分丰富,所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要B能源的利用过程,实质上是能的转化和传递过程C现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气D煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能5、直升飞机在空中匀速下降,以下说法正确的是()A.直升机的动能不变,机械能不变B.直升机的重力势能减小,机械能也减小C.直升机的动能转化为重力势能D.直升机的重力势能转化为动能6、通讯卫星板状的两翼是太阳电池板,它的作用是把能转化为能,供卫星使用。7、由于自然界中自发的能量转移和转化是有的。所以,在利用能量的过程中,总有一部分能量散失掉,可利用的能量会逐渐减少,这势必导致。8

29、、古代人“钻木取火”是通过摩擦生热的方式将机化为,电路中实现其他形式的能向电能转化的装置是。精解名题:精解名题:1、如图,甲、乙两金属球完全相同,若将两球从相同的初温加热到相同的末温,且不计悬线和支持面的吸热,则().A甲球吸热较多B乙球吸热较多C两球吸热一样多D无法比较哪只球吸热较多答案:B(提示:两球受热后,体积都要膨胀,甲球因放在不导热的水平面上,受热膨胀后,球的重心升高,要克服重力做功,而耗费一部分能量,所以用来提高球体温度的能量就减少了一些(严格地讲,是甲球内能的增量就减少了一些).乙球情况刚好与甲球相反,乙球莺心的下降引起乙球重力势能的减少,重力对乙球做了功,所以乙球内能的增量要大

30、于”供给的热量”,而两球因膨胀而引起的对大气的做功情况是几乎相同的,所以t 甲t 乙,选项 B 正确)2、说明下列能源利用方式中的能量转化过程:15(1)水力发电:_.(2)电动水泵抽水:_.(3)柴油机车牵引列车前进:_.(4)火箭发射人造卫星:_.答案:(1)机械能电能(2)电能机械能(3)化学能内能机械能(4)化学能内能机械3、某瀑布落差为 50 m,顶部流速为 2 m/s,水流面积为 6 m2,用它发电有 65%的机械能转化为电能,其电功率为多大?答案:设在时间 t 内落下的水的质量为 m,则 m=Svt.质量为 m 的水落下时损失的机械能为:E机=mgh+21mv2由题意 65%E机

31、=E电=Pt所以 P=tvghSvttmvmghtE)21(65. 0)21%(65%6522机=3.9106W4、什么是第二类永动机?为什么第二类永动机不可能造成?答案: 能够从单一热源吸收热量并把它全部用来做功, 而不引起其他变化的热机称为第二类永动机。第二类永动机是不可能制成的,因为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成内能,但内能却不能全部转化成机械能,而不引起其他变化方法小结:方法小结:1、理解自然界中能量的转化和转移遵从能量守恒定律。2、了解自然界中能量的转化和转移具有方向性。巩固练习巩固练习:1、外界压缩气体做功 20J,下列说法中正确的是 ()A气体内能一定

32、增加 20JB气体内能增加必定小 20JC气体内能增加可能小于 20JD气体内能增加可能大于 20J2、物体吸收了热量后,下列说法中正确的是 ()A温度一定升高16B内能一定增加C状态一定发生变化D温度、内能、状态都可能不发生变化3、一定量气体膨胀做功 l00J,同时对外放热 40J,气体内能的增加U 是 ()A60JB-60JC-140JD140J4、下列说法中正确的是 ()A热量不仅可以从高温物体传到低温物体,也可自发地从低温物体传到高温物体B空调等设备就是利用了热传导的方向性C. 无论采用什么方法,都不可能把热量从低温物体传递给高温物体D热量能自发地传递的条件是必须存在“温差”5、如图,

33、直立容器内部有被隔开的 A、B 两部分气体,A 的密度小,B 的密度较大,抽去隔板,加热气体,使两部分气体均匀混合,设此过程中气体吸热 ,气体内能增量为 ,则()AU=QBUQD无法比较6、氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压,假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变,氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气 ()A分子总数减少,分子总动能不变B密度降低,分子平均动能不变C吸收热量,膨胀做功D压强降低,不对外做功7、 有人设想用降低海水的温度可以得到大量的能量,相当于一个很好的永动机,关于这样的永动机,下列说法中正确的是().A这样做可以成功,因为它符合能量守恒定律B这样做不能成功,因为它

34、违反能量守恒定律C这样做没有违反能量守恒定律,但是不能成功D这样做不能成功,因为它违反热力学第二定律8、下列说法中正确的是()A做功和热传递对改变物体内能是等效的,但它们在能量转换的方式上有所不同B热传递是将热量从热量多的物体转移到热量少的物体C从微观观点来看,热传递是外界物体分子无规则运动的能量与系统内分子无规则运动能量的转移过程D物体机械运动越快,分子运动也越快,内能越大自我测试:自我测试:171、用下述方法改变物体的内能,哪些属于做功的方式()A物体在火炉旁被烤热B用锯子锯木头,锯条变热C阳光照在湖面上,使湖水升温D电流通过灯丝使灯丝发热2、下列燃料中不属于化石燃料的是()A煤B木柴C石

35、油D天然气3、下列关于对能的转化和守恒定律的认识正确的是()A某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加B某个物体的能减少,必然有其他物体的能增加C不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器永动不可能制成D石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了4、利用下列哪种能源时,给人类带来的污染较小()A煤B石油C天然气D核能5、 对于在一个大气压下 1 100的水变为 1 100的水蒸气的过程中, 下列说法中正确的是()A水的内能增加,对外界做功,一定是吸热过程B水的内能不变,对外界做功,向外界吸热C水的内能减少,对外界不做功,向外界放热D水的内能增加,对外界做功,向外界放热6、根据能量守恒,

36、下列说法正确的是()A物体对外界做功 2J,并从外界吸收 2J 的热量,则物体内能增加 4JB外界对物体做功 2J,物体从外界吸收 2J 热量,则物体内能增加 4JC外界对物体做功 2J,物体向外界放出 2J 的热量,则物体内能不变D物体对外界做功 2J,并向外界放出 2J 的热量,则物体内能减少 4J7、相互作用的两个物体没有发生热传递,这是因为它们具有有相同的()A体积B热量C温度D比热8、 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()A做功可以

37、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18D做功一定可以使物态发生变化9、下列改变物体内能的物理过程中,属于对物体做功来改变物体内能的有()A用锯子锯木料,锯条温度升高B阳光照射地面,地面温度升高C搓搓手就感觉手暖和些D擦火柴时,火柴头燃烧起来10、下列过程中,由于热传递而使物体内能改变的是()A用打气筒给自行车打气时,打气筒下部温度升高B太阳光照在物体上,物体温度升高C食品放入冰箱,温度降低D用铁锤连续打击物体使物体温度升高11、下列说法中正确的是()A热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体B机械能可以全部转化为内能而不引起其他变化C不可能从单

38、一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化D凡是不违背能量守恒定律的过程都一定能实现12、室内有一盛满水的高大容器,水温等于室温,现有一个气泡从容器底部缓慢上升,那么上升过程中,对泡内的气体(视为理想气体),下列说法中不正确的是()A体积不断增大B内能不断减小C要不断吸热D压强不断减小13、假设在一个完全密封绝热的室内,放一台打开门的电冰箱,然后遥控接通电源,令电冰箱工作一段较长时间后再遥控断开电源,等室内各处温度达到平衡时,室内气温比接通电源前:()A一定升高了B一定降低了C一定不变D可能升高,可能降低,也可能不14、下列说法中,正确的是:()A热力学第二定律是热力学第一定律的另一种

39、表达方式B热力学第二定律实质上就是能量守恒定律C内能可以全部转化为机械能,而不引起其他变化D机械能可以全部转化为内能,而不引起其他变化15、下列过程中,可能发生的是:()A某工作物质从高温热源吸收 20kJ 的热量,全部转化为机械能,而没有其他任何影响19B打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发溢进去,恢复原状C利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高D将两瓶不同液体自发互融,然后又自发地各自分开16、空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对空气做功为 1.2105J,空气的内能增加了 0.8105J,则空气_(选填”吸收”或”放出”)热量为_J.17、用气筒给自行车打气,每次对活

40、塞加 75N 的压力,活塞行程为 40cm,每压一次,被压缩气体的内能都增加 8.5J,则过程中被压缩气体是_热(填“吸”或“放”),传递的热量是_J。18、两人共同拉锯伐木,每人在 180s 内拉动 60 次,每次拉动的距离为 75cm,两人用的力均为 20N,做功的 40%转变为热,则每秒钟产生的热量是多少?若产生的热量 20%被钢锯吸收,则 60s 后钢倨的温度将升高多少度? (设钢锯的比热为 1.2102J/kg0C, 钢锯的质量为 0.5kg)19、横截面积为 3dm2的圆桶内装有 0.6 的水,太阳光垂直照射了 2 分钟,水温升高了 1,设大气层的太阳能只有 45到达地面,试估算太

41、阳的全部辐射功率为多少?(保留 1 位有效数字,设太阳与地球之间平均距离为 1.51011m)20、风力发电作为一种无污染,低成本的电力产生,发展前景广阔,我国风力资源丰富,到2000 年底我国风力发电机的总装机容量已达 2.64106KW,风力发电的原理是利用风推动叶轮转动将风的动能转化为叶轮的动能,再将叶轮的动轮转化为电能(1)设空气的密度为,叶轮每个车叶的长度均为 L,通过叶轮的风速为 v,整个发电机的效率为,那么每台发电机发出的电功率 P 是多少?(2)我国研制 Wb646 型风力发电机每个车叶的长度 L22m。当风速达到 v15m/s 时,其输出功率可达 P600KW,求该风力发电机

42、将风的动能转化为电能的总效率(空气密度1.29kg/m3)20参考答案:知识精要知识精要一、2、转化3、做功和热传递4、能量的转化能量的转移5、W+Q6、创生消失一种形式另一种形式一个物体另一个物体不变二、1、方向性2、低温物体高温物体3、耗散退化4、能源5、煤炭、石油、天然气热身预习热身预习1、C2、D3、C4、BCD5、B6、太阳电7、方向性能源危机8、机械能内能电源精解名题精解名题见上面题目后巩固练习巩固练习1、CD2、D3、C4、D5、B6、BC7、CD8、AC自我测试自我测试1、BD2、B3、ABC4、CD5、A6、BCD7、C8、B9、ACD10、BC11、BC12、B13、A14

43、、D15、C16、放出0.410517、放21.518、40%40% 60 2 200.754180nFsNmPWts 02020%20% 4600.81.2 10/0.5PtWstCcmJ kg Ckg 2119、230011 2226445%4.2 10/0.614(1.5 10 )45%0.031204 10cm trSPtJ kg CkgCmsW20、2222311()222mvvt L vL vPtt 52332322 6 1018.1%1.29/(22 )(15/ )PWL vkg mmm s 22本章复习本章复习基础训练1下列哪个实例说明做功改变了系统的内能()A热水袋取暖B用双

44、手摩擦给手取暖C把手放在火炉旁取暖D用嘴对手呵气给手取暖2物体获得一定初速度后,沿着粗糙斜面上滑,在上滑过程中,物体和斜面组成的系统()A机械能守恒B动能与内能之和守恒C机械能和内能都增加D机械能减少,内能增加3有一个小气泡从水池底缓慢地上升,气泡跟水不发生热传递,而气泡内气体体积不断增大,小气泡上升过程中()A由于气泡克服重力做功,则它的内能减少B由于重力和浮力的合力对气泡作功,则它的内能增加C由于气泡内气体膨胀做功,则它的内能增加D由于气泡内气体膨胀做功,则它的内能减少4用金属制成的气缸中装有柴油和空气的混合物,有可能使气缸中的柴油达到燃点的过程是()A迅速向里推活塞B迅速向外拉活塞C缓慢

45、向里推活塞D缓慢向外拉活塞5如图所示,瓶内装有少量的水,瓶口已塞紧,水上方空气中有水蒸气,用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳出时,瓶内出现“白雾”,这一现象产生的原因可以用下面三句话解释:甲,水蒸气凝结成小水珠;乙,瓶内气体推动瓶塞做功,内能减小;丙,温度降低。三句话正确的顺序是()A甲乙丙B乙丙甲C丙甲乙D乙甲丙6一个飞行速度是 500m/s 的子弹,当它射入物体时,产生热量的一半被子弹吸收,则子弹升高的温度是_。子弹是铜质的,铜的比热是 390J/(kg)7冬季,由于温度太低,很难启动摩托车(在农村启动 195 型拖拉机也会遇到类似情况)。这时驾驶者往往先关闭油门,连续踏下启动摇杆若干次,

46、然后再打开油门,踏下启动摇杆即可23启动,运用的原理是什么?8如图所示,绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,S与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用可忽略不计。现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡状态。试分析a、b两部分气体与初状态相比,体积、压强、温度、内能各如何变化?能力提升1如图所示,活塞将气缸分成甲、乙两气室,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甲不变,E乙增大CE甲增大,E乙不变DE甲

47、增大,E乙减小2 如图所示, 一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体_。(填选项前的字母)。A温度升高,压强增大,内能减少B温度降低,压强增大,内能减少C温度升高,压强增大,内能增加D温度降低,压强减小,内能增加3.如图所示,汽缸放置在水平地面上,质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室,两气室中均充有气体,汽缸、活塞是绝热的且不漏气。开始活塞被销钉固定,现将销钉拔掉,活塞最终静止在距原位置下方h处,设活塞移动前后甲气体内能

48、的变化量为E,不计气体重心改变的影响,下列说法正确的是()24AEmghBEmghCEmghD以上三种情况均有可能4金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气,打开筒的开关,筒内高压空气迅速向外溢出, 待筒内外压强相等时, 立即关闭开关。 在外界保持恒温的条件下, 经过一段较长的时间后,再次打开开关,这时出现的现象是()A筒外空气流向筒内B筒内空气流向筒外C筒内外有空气交换,处于动平衡态,筒内空气质量不变D筒内外无空气交换5.如图所示,绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用力),用电阻丝缓慢对其加热时,绝热活塞无摩擦地上升,下列说法正确的是()A单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少B电

49、流对气体做功,气体对外做功,气体内能可能减少C电流对气体做功,气体又对外做功,其内能可能不变D电流对气体做功一定大于气体对外做功6如图所示,带有活塞的气缸中封闭着一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能),气缸和活塞均具有良好的绝热性能。将一个热敏电阻置于气缸中,热敏电阻与气缸外的欧姆表连接,气缸固定不动,缸内活塞可自由移动且不漏气,活塞下挂一沙桶,沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现将沙桶底部钻一小洞,细沙缓缓漏出。则下列说法正确的是()A外界对气体做功,气体的内能增大B气体对外界做功,气体的内能减小25C气体的压强增大,体积减小D欧姆表的指针逐渐向右偏转7汽车内胎放完气后,气门的温度可达到 0以下

50、,请你解释一下原因。8用 5N 的力垂直于活塞推动压缩绝热汽缸的气体,活塞的位移为 0.1m 时,气体内能的变化量是多少?内能增加了还是减少了?第二节热和内能基础训练1当物体的内能增加时,下列说法正确的是()A物体一定吸收了热量B外界一定对物体做了功C不可能是物体放出热量,同时对外做功D有可能是物体放出热量,同时外界对物体做功2下列说法中正确的是()A做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程:做功使物体的内能改变,是其他形式的能和内能之间的转化;热传递则不同,它是物体内能的转移B外界对物体做功,物体的内能一定增大C物体向外界放热,物体的内能一定增大D热量是在热传递中,从一个物体向另一

51、个物体或物体的一部分向另一部分转移的内能的多少3二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用,行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获,最后使大气升温,大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样,只准太阳的辐射进来,却26不让“室内”的长波热辐射出去, 大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应。 这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点,根据这种观点,以下说法成立的是()A在地球形成的早期,火山活动频繁,排出大量的二氧化碳,当时地球的气温很高B经过漫长的年代,地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应,导致二氧化碳减少,地球上出现了生命C由于工业的发展和人类的活动,导致二氧化碳在空气中的含量增大,地球上的气温正

52、在升高D现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加,使电能和其他形式的能转化为内能4物体的内能增加了 20J,下列说法中正确的是()A一定是外界对物体做了 20J 的功B一定是物体吸收了 20J 的热量C一定是物体分子动能增加了 20JD物体的分子平均动能可能不变5 (1)远古时代,取火是一件困难的事,火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步, 出现了“钻木取火”等方法。 “钻木取火”是通过_方式改变物体的内能,把_转变为内能。(2)某同学做了一个小实验:先把空的烧瓶放到冰箱冷冻,一小时后取出烧瓶,并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起

53、来,如图。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_,温度_,体积_。6某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一面积为 0.1m2的水盆盛 6kg 的水,经太阳垂直照射 15min,温度升高 5,若地表植物每秒接收太阳能的能力与水相等,试计算:(1)每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳?(2)若绿色植物在光合作用下每吸收 1kJ 的太阳能可放出 0.05L 的氧气,则每公顷绿地每秒可放出多少氧气?(1 公顷104m2)27能力提升1如图所示,A、B是两个完全相同的球,分别浸没在水和水银的同一深度内,A、B两球用同一种材料制成, 当温度稍微升高时, 球的体积会明显变大, 如果开始水和

54、水银的温度相同,且两液体温度同时缓慢升高同一值,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C两球吸收的热量一样多D无法确定2有关物体的内能,以下说法中正确的是()A1g 温度为 0水的内能比 1g 温度为 0冰的内能大B电流通过电阻后电阻发热,它的内能增加是通过热传递方式实现的C气体膨胀,它的内能一定减小D橡皮筋被拉伸时,分子间势能增加3关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有()A热水的内能比冷水的内能多B温度高的物体其热量必定多,内能必定大C在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等D热量是热传递过程中内能转移的量度4

55、器壁透热的汽缸放在恒温环境中,如图所示。汽缸内封闭着一定量的气体,气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计,当缓慢推动活塞Q向左运动的过程中,有下列说法:28活塞对气体做功,气体的平均动能增加;活塞对气体做功,气体的平均动能不变;气体的单位分子数增大,压强增大;气体的单位分子数增大,压强不变。其中正确的是()ABCD5若对物体做 1200J 的功,可使物体温度升高 3,改用热传递的方式,使物体温度同样升高 3,那么物体应吸收_J 的热量,如果对该物体做 3000J 的功,物体的温度升高 5,表明该过程中,物体还_(填“吸收”或“放出”)热量_J。6阳光照暖了大地,地面辐射又对地面附近的空气加热,

56、形成暖气团升往高空。于是有人认为高山顶上的气温要比地面的高,但实际情况正好相反。你怎么理解这种现象?7某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量,他用一个横截面积S3.2dm2的保温圆筒,内装有质量为m0.4kg 的水,让太阳光垂直照射t3min,水升高的温度t2.2,已知水的比热容c4.2103J/(kg),地球半径为R6400km,试求出太阳向地球表面辐射能量的功率。29基础训练1至今为止,第一类永动机从来没有成功过,其原因是()A机械制造的技术没有过关B违反了牛顿运动定律C违反了电荷守恒定律D违反了能量守恒定律2行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火

57、焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是()A物体克服阻力做功B物体的动能转化为其他形式的能量C物体的势能转化为其他形式的能量D物体的机械能转化为其他形式的能量3在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门,冰箱正常工作,过一段时间房间内的温度将()A降低B升高C不变D无法确定4如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N 两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿 N 的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在 M 向下滑动的过程中()A外界对气体做功,气体内能增大B外界对气体做功,气体内能减小30C气体对外界做功,气体内

58、能增大D气体对外界做功,气体内能减小5 (1)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体。下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是_。(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了 24 kJ 的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶内空气的质量保持不变,且放出了 5 kJ 的热量。在上述两个过程中, 空气的内能共减小_kJ, 空气_(选填“吸收”或“放出”)的总热量为_kJ。6喷雾器内有 10L 水,上部封闭有 1atm 的空气 2L。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入 1atm 的空气 3L(设外界环境温度一定,空气可

59、看作理想气体)。(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因。(2)打开喷雾阀门, 喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀, 此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。31能力提升1.如图所示,某容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体,A的密度小,B的密度大,抽出隔板并加热气体,使两气体混合均匀,设在此过程A、B两部分气体吸热为Q,内能的增量为E,则()AEQD无法比较2给旱区送水的消防车停于水平地面。在缓慢放水过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体()A从外界吸热B对外界做负功C分子平均动能减小D内能增加3如图所示容器中,A,B

60、各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下是水,上为空气,大气压恒定。A、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热。原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡。在这个过程中,下面说法正确的是()A大气压力对水做功,水的内能增加B水克服大气压力做功,水的内能减少C大气压力对水不做功,水的内能不变D大气压力对水不做功,水的内能增加4如图所示,活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中,活塞上堆放细沙,活塞处于静止,现逐渐取走细沙,使活塞缓慢上升,直到细沙全部取走。若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略,则在此过程中()A气体对外做功,气体温度可能不变B气体对外做功,内能一定减

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