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文档简介
1、第4节温度和温标教学目标.知道什么是状态参量,什么是平衡态.明确热平衡的概念,理解热平衡定律及热平衡与温度的关系。.掌握温度与温标的定义,理解温度意义以及热力学温度的表示,理解摄 氏温度与热力学温度的关系.一、状态参量与平衡态.系统:在热学中,把由大量分子组成的应研究对象称为一个热力学系 统,简称系统。.状态参量:热学中描述回系统状态的物理量。常用状态参量为幽压 强、画体积、回温度。通常用 画体积描述它的几何性质,用 回压强描述 力学性质,用圆 温度描述热学性质。.平衡态:对于一个不受外界影响的系统,无论其初始状态如何,经过足 够长的时间后,必然达到一个宏观性质不再随时间变化的回稳定状态,这种
2、状 态叫平衡态。二、热平衡与温度.热平衡:两个相互接触的热力学系统的参量回不再变化,此时两个系 统达到了热平衡。.热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统达到回热平衡,那么这 两个系统彼此之间也必定处于热平衡。.温度:两个系统处于热平衡时,它们具有一个“画_共同性质”,我们 就把表征这一 “回共同性质”的物理量定义为温度。一切达到热平衡的系统都 具有相同的国温度。三、温度计与温标.如果要定量地描述温度,就必须有一套方法,这套方法就是回温标;确定一个温标时首先要选择一种测温物质,根据这种物质的某个特性来制造温度 计。确定了测温物质和这种物质用以测温的某种性质以后,还募确定温度的画 零点和回 分度
3、的方法。 .画 热力学温标表示的温度叫做圆 热力学温度,它是国际单位制中七个 基本物理量之一,用符号T表示,单位是开尔文,简称开,符号为K。3.摄氏温标与热力学温标的关系:摄氏温标由热力学温标导出,摄氏温标 所确定的温度用,表示,它与热力学温度T的关系是X/+273.15 Ko判一判(1)温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量。() (2)温度升高了 1 就是升高了 1 K。()(3)物体的温度由本身决定,数值与所选温标无关。()提示:JJ (3)X课堂任务”对状态参量、平衡态与热平衡的理解.热力学系统的状态参量(1)体积匕系统的几何参量,它可以确定系统的空间范围。(2)压强
4、p:系统的力学参量,它可以描述系统的力学性质。(3)温度T:系统的热学参量,它可以确定系统的冷热程度。.对平衡态的理解(1)热力学的平衡态是一种动态平衡,组成系统的分子仍在不停地做无规则 运动,只是分子运动的平均效果不随时间变化,表现为系统的宏观性质不随时间 变化,而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动的状态。(2)平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。 系统处于平衡态时,由于涨落,仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。.对热平衡的理解(1)热平衡定律即热力学第零定律,决定系统是否达到热平衡的最主要参量 是温度,也就是说只要温度不再发生变化,那么这两个系统
5、就达到了热平衡。理 解热平衡定律一定要抓住温度这一状态量。(2)平衡态不是热平衡:平衡态是对某一系统而言的,热平衡是对两个接触 的系统而言的;分别处于平衡态的两个系统在相互接触时,它们的状态可能会发 生变化,直到温度相同时,两系统便达到了热平衡。达到热平衡的两个系统都处 于平衡态。.对温度的理解(1)温度的宏观物理意义:决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态。(2)与热平衡的关系:处于热平衡的每个系统内部各部分的温度相同;两系 统达到热平衡后,两系统的温度相同。国回画国例1 ”在测定铜块的比热容时,先把质量已知的铜块放入沸水中加热,经 过一段时间后把它迅速放入质量已知、温度已知的水中,并用
6、温度计测量水的温 度。当水温不再上升时,这时的水温就是铜块与水的共同温度。根据实验数据就 可以计算铜块的比热容。”以上这段叙述中,哪个地方涉及了 “平衡态”和“热平衡”的概念?规范解答区分“平衡态”和“热平衡”的关键在于:热平衡是对于两个 或两个以上系统而言,而平衡态是指一个系统所处的状态。铜块放入沸水中加热,经过一段时间后,铜块就和沸水达到“热平衡”,铜 块的温度就等于此时沸水的温度。铜块、温度计放入另一已知质量和温度的水中, 当温度计的温度不再上升时,水、温度计、铜块三个系统此时乂达到了 “热平 衡”,三者的温度相同,此时温度计的示数就是水和铜块的共同温度。把铜块从沸水中取出到迅速放入已知
7、温度和质量的水中,此过程中可认为铜 块处于“平衡态”,备用水处于“平衡态”。完美答案见规范解答一娓律点拨.解决平衡态问题三要点(1)平衡态与热平衡不同,平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡。(2)必须要经过较长一段时间,直到系统内所有性质都不随时间变化为止。(3)系统与外界没有能量的交换。.处理热平衡问题时应把握的两点,(1)发生热交换时,高温物体放出的热量 等于低温物体吸收的热量。(2)达到热平衡时,系统一定具有相同的温度,其他状态参量未必相同。变式训练1有关热平衡的说法正确的是()A.如果两个系统在某时刻处于热平衡状态,则这两个系统永远处于热平衡 状态B.热平衡定律只能研究三个系统的
8、问题C.如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化,这两个系统乂不受外 界影响,那么这两个系统一定处于热平衡状态D.两个处于热平衡状态的系统,温度可以有微小的差别答案C解析本题考查的知识点是热平衡。处于热平衡状态的系统,如果受到外界 的影响,状态参量会随之变化,温度也会变化,故A错误;热平衡定律对多个 系统也适用,故B错误;由热平衡的意义知,C正确;温度相同是热平衡的标志, 必须相同,故D错误。课堂任务温度计与温标课堂任务温度计与温标1. “温度”含义的两种说法(1)宏观角度:表示物体的冷热程度。(2)热平衡角度:两个处于热平衡的系统存在一个数值相等的物理量,这个 物理量就是温度。2,温度计测
9、量原理一切互为热平衡的系统都具有相同的温度,温度计与待测物体接触,达到热 平衡,其温度与待测物体相同。3.摄氏温标与热力学温标的比较摄氏温标热力学温标提出者摄尔修斯英国物理学家开尔文零度的 规定一个标准大气压下 冰水混合物的温度-273. 15温度名称摄氏温度热力学温度温度符号tT单位名称摄氏度开尔文单位符号K关系T=/ + 273. 15 K,粗略表示:T=/ + 273 K蟒成证国(1)热力学温度的零度叫绝对零度,它是低温的极限,可以无限接近但不能到达。(2)热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一,因此它的单位属基本 单位。例2 (多选)有关温标的说法正确的是()A.温标不同,测量时得
10、到同一系统的温度数值可能是不同的B.不同温标表示的温度数值不同,则说明温度不同C.温标的规定都是人为的,没有什么理论依据D.热力学温标是从理论上规定的规范解答相同的冷热程度,温度相同,用不同温标表示的数值可以是不 同的,A正确,B错误;热力学温标是从理论上作出的规定,故C错误,D正确。完美答案AD一牝律点拨热力学温度与摄氏温度对于热力学温度和摄氏温度的关系,易出现以下两点错误: (1)单位混淆。(2)错用公式T=/+273.15 K,把物体的温度和物体升高的温度混淆,认为摄 氏温度升高1,热力学温度升高T=4+273.15 K从而出错。弄清二者关系 一要强调二者的单位,二要明确热力学温标和摄氏
11、温标表示的温差相同,即 =2。变式训练2(多选)关于热力学温度,下列说法中正确的是()一33 相当于 240 KB.温度变化1 C,也就是温度变化1 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.温度由/C升至2fC,对应的热力学温度升高了 273 K+r答案AB解析热力学温标和摄氏温标是温度的两种不同的表示方法,对同一温度来 说,用不同的温标表示数值不同,这是因为它们零值的选取不同,但两种温标表 示的温差一定相同。由7=/+273 K知A正确;由47=加知B正确;摄氏温度可取负值,但热 力学温度没有负值,C错误;温度由/升高到2/C,摄氏温度升高了 3热力 学温度也升高了 7, D错误。课后作业
12、A组:合格性水平训练.(状态参量)(多选)在热学中,要描述一定气体的宏观状态,需要确定下列 哪些物理量()A.每个气体分子的运动速率B.压强C.体积D.温度答案BCD解析 描述系统的宏观状态,其参量是宏观量,每个气体分子的运动速率是 微观量,不是气体的宏观状态参量。气体的压强、体积、温度分别是从力学、几 何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述,是确定气体宏观状态的三个状 态参量。显然B、C、D正确。.(热平衡状态、热平衡定律)(多选)下列说法正确的是()A.两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的热量B.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统也必定处 于热平衡C.温度是决定
13、两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量D.热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理答案BCD解析 热平衡的系统都具有相同的状态参量温度,故A错误,C正确; 由热平衡定律可知,若物体与A处于热平衡,它同时也与8处于热平衡,则A 的温度便等于B的温度,这也是温度计用来测量温度的基本原理,故B、D正确。.(热平衡状态)(多选)关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的是()A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,说明这两个系统原来的温度 是相等的C.热平衡就是平衡态D.处于热平衡的几个系统的温度一定相等答案BD解析一般来说,描述系统的状态参量不止一个,
14、仅仅根据温度不变且处处 相等不能得出系统一定处于平衡态的结论,A错误。根据热平衡的定义可知B 和D是正确的。平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的 最终结果,可见C错误。.(热力学温度和摄氏温度)(多选)下列关于热力学温度的说法正确的是 ()A.热力学温度的零点是一273.15 C一 136 比136 K温度高0等于 273.15 K1 就是1 K答案ABC解析 热力学温度的零点是一273.15 C, A正确;由热力学温度与摄氏温度 的关系 7=273.15 K+/可知,一136 等于 137.15 K,0 等于 273.15 K就 是274.15 K,故B、C正确,D错误。.
15、(热力学温度和摄氏温度)(多选)物体的温度从27 C降低到0 C,用热力 学温度表示,以下说法正确的是()A.物体的温度降低了 27 K.物体的温度降低了 300 KC.物体的温度降低到273 KD.物体的温度降低到0K答案AC解析 由7=/+273 K知0 C时对应的热力学温度为273 K,温度降低27 , 对应的热力学温度降低27 K。故A、C正确。.(热力学温标)(多选)下列关于热力学温标的说法正确的是()A.热力学温标是一种更为科学的温标B.热力学温标的零度为一273.15 C,叫绝对零度C.气体温度趋近于绝对零度时其体积为零D.在绝对零度附近气体已液化答案ABD解析 热力学温标在科学
16、计算中,特别是在热力学方程中,使方程更简单、 更科学,故A正确;B项是热力学温标的常识,故正确;气体趋近于绝对零度 时,已液化,但有体积,C错误,D正确。.(温度计)(多选)如图所示,一个有细长管的球形瓶倒插在装有红色液体的 槽中,细管中的液面清晰可见,如果不考虑外界大气压的变化,就能根据液面的 变化测出温度的变化,则()A.该温度计的测温物质是槽中的红色液体.该温度计的测温物质是细管中的红色液体C.该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D.该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的答案CD解析细管中的红色液体用来显示球形瓶中空气的体积随温度的变化情况, 测温物质是球形瓶中封闭的空气,该温度计是利
17、用空气的热胀冷缩的性质制造 的,故A、B错误,C、D正确。B组:等级性水平训练8.(热平衡状态)(多选)两个原来处于热平衡状态的系统分开后,由于外界的 影响,其中一个系统的温度升高了 5 K,另一个系统温度升高了 5 C,则下列说 法正确的是()A.两个系统不再是热平衡系统了.两个系统此时仍是热平衡状态C.两个系统的状态都发生了变化D.两个系统的状态没有变化答案BC解析两个系统原来温度相同而处于热平衡状态,分开后,由于升高的温度 相同,两者仍处于热平衡状态,新的热平衡状态下温度比以前升高了,两个系统 的状态都发生了变化。B、C正确。.(温度计和温标)温度计是生活、生产中常用的测温装置,如图所示
18、为一 个简易温度计,一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内,封 闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时,水柱位置将上下变化。已知A、D 间的测量范围为2080 C, A、。间刻度均匀分布。由图可知,A、。及有色水 柱下端所示温度分别为()20 、80 、64 B. 20 、80 、68 C. 80 、20 C、32 D. 80 、20 C、34 答案C解析 由热胀冷缩原理可知4点为8。C,。点为20 C,由题意可知,每小 格表示4C,则有色水柱下端表示32 C,选C。10.(热平衡定律)(多选)关于热平衡定律,下列理解正确的是()A.两系统的温度相同时,才能达到热平衡A、8两系统
19、分别与。系统达到热平衡,则A、8两系统处于热平衡C.甲、乙、丙物体温度不相等,先把甲、乙接触,最终达到热平衡,再将 丙与乙接触,最终也达到热平衡,则甲、丙是热平衡的D.热平衡时,系统的温度相同答案ABD解析 乙与丙达到新的热平衡时,其各状态参量发生了变化,不再与甲热平 衡,C错误;由热平衡含义可知A、B、D均正确。.(温度计)(多选)实际应用中,常用到一种双金属温度计,它是利用铜片 与铁片钾合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的,如图所示。 已知图甲中双金属片被加热时,其弯曲程度会增大,则下列各种相关叙述中正确 的有()A.该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属B.双金
20、属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C.由图中可知,铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D.由图乙可知,其双金属片的内层一定为铜,外层一定为铁答案ABC解析双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的双金属 片,其弯曲程度随温度而变化,A、B正确;如题图甲所示,加热时,双金属片 的弯曲程度增大,即进一步向上弯曲,说明双金属片下层热膨胀系数较大,即铜 的热膨胀系数较大,C正确;如题图乙所示,温度计示数是顺时针方向增大,说 明当温度升高时,温度计指针按顺时针方向转动,则其双金属片的弯曲程度在增 大,故可以推知双金属片的内层一定是铁,外层一定是铜,D错误。.(热平衡状态)一金属棒的一端
21、与0C冰接触,另一端与100 C水接触, 并且保持两端冰、水的温度不变。问:当经过充分长的时间后,金属棒所处的状 态是否为热平衡状态?为什么?答案 否,因金属棒各部分温度不相同,存在能量交换。解析 因金属棒一端与0 冰接触,另一端与100 C水接触,并且保持两端 冰、水的温度不变时,金属棒两端温度始终不相同,虽然金属棒内部温度分布处 于一种从低到高逐渐升高的稳定状态,但其内部总存在着沿一定方向的能量交 换,所以金属棒所处的状态不是平衡态。.(温度计)根据温度计的测温原理,回答下列问题:(1)测温物质应具备怎样的特性?(2)测温物质具有怎样的特性,刻度才能均匀?(3)使用时应注意哪些问题?答案见
22、解析解析(1)测温物质的特性(细管中水银柱高度、封闭气体的体积、热敏电阻 的电流等)随温度发生单调的、显著的变化。(2)测温物质的特性随温度线性变化时,温度计刻度是均匀的。(3)使用时应使温度计的测温物质部分与待测物体充分接触,读数时温度计 一般不离开待测物体等。14、(委选)下列有关温度的说法正确的是()A.用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B.用两种温标表示温度的变化时,两者的数值相等1 K就是1 D.当温度变化1 时,也可以说成温度变化274 K解题探究(1)热力学温度与摄氏温度的关系式为.(2)1。(2与1 K意义相同吗?解析温标是用来定量描述温度的方法,常用的温标有摄
23、氏温标和热力学温标,A项 正确:两种温标表示同一温度时,数值不同,但在表示同一温度变化时,数值是相同的,B 项正确;摄氏温度变化1 C与热力学温度变化1 K是等效的,D错误:在数值上7=1 + 273 K=274 K, 1 C对应 274 K, C 错误.答案AB15.关于热力学温标和摄氏温标,下列说法正确的是()A,热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 C大小相等B.热力学温度升高1K大于摄氏温度升高C.热力学温度升高1 K小于摄氏温度升高1 D.某物体摄氏温度10,即热力学温度10K解析:选A.热力学温标和摄氏温标的起点是不同的,但是热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 大小相等,故热
24、力学温度升高1 K等于摄氏温度升高C;选项A正确,B、 C错误;某物体摄氏温度10,即热力学温度(273+10 )K=283 K,选项D错误.第5节内能教学目标.知道什么是分子动能,知道温度是分子热运动平均动能的标志。.知道什么是分子势能,知道分子势能与分子距离、分子力做功的关系.知 道分子势能跟物体的体积有关.知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积有关.能够区别内能和机械能.一、分子动能1.定义:分子由于画永不停息地做无规则运动而具有的能。2.分子热运动的平均动能:所有画分子的热运动的动能的2.分子热运动的平均动能:所有画分子的热运动的动能的画平均值。3.温度的微观意义:温度是圆分子热运
25、动的平均动能的标志。二、分子势能.定义:分子间由于存在回分子力,因此分子组成的系统具有由分子间 的画相互位置决定的势能,这种势能叫做分子势能。.分子势能的决定因素(1)微观上:分子势能与分子之间的画距离有关。(2)宏观上:分子势能的大小与物体的画体积有关。三、内能.定义:物体中所有分子的热运动 画 动能与 画 分子势能的总和。2.决定因素分子热运动的平均动能由 画暹度决定。(2)分子的势能与物体的回傕积有关。(3)物体的内能由 画物质的量、国 温度、叵1体积共同决定。判一判温度高的物体,分子的平均动能一定大。()(2)分子势能可以为正值、负值、零值。()物体所处的位置越高,分子势能就越大,内能
26、也越大。()提示:(1 (2” (3)X课堂任务U对分子动能的理解回回圆国.单个分子的动能由于分子运动的无规则性,在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一,就 是同一个分子,在不同时刻的动能也是不同的,所以单个分子的动能没有意义。.分子热运动的平均动能(1)热现象研究的是大量分子运动的宏观表现,有意义的是物体内所有分子 热运动的平均动能。特别提醒(2)温度是分子热运动的平均动能的标志,这是温度的微观意义,在相同温 度下,各种物质分子热运动的平均动能都相同,由于不同物质分子的质量不一定 相同,因此相同温度时不同物质分子热运动的平均速率不一定相同。特别提醒物体温度升高,分子热运动加剧。分子热运动的平
27、均动能 增大,但并不是每一个分子的动能都变大。例1当物体的温度升高时,下列说法中正确的是()A.每个分子的温度都升高B.每个分子的热运动都加剧C.每个分子的动能都增大D.物体分子的平均动能增大规范解答温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大。 温度对单个分子无意义。物体的温度升高,分子运动加剧,分子的平均动能增大,但不否认某些分子动能 减小,故答案选D。完美答案D一规律点拨分子动能与温度的关系温度是分子热运动的平均动能的标志。温度是0,物体中分子热运动的平 均动能并非为零,因为分子无规则运动不会停止;温度降低时分子热运动的平均 动能减小,但并非每个分子动能都减小;物体温度升高时,
28、分子热运动的平均动 能增大,分子热运动的平均速率增大,速率小的分子数目减少,速率大的分子数 目增多。变式训练1关于分子动能,下列说法正确的是()A.某种物体的温度是。,说明物体中分子热运动的平均动能为零B.物体温度升高时,每个分子的动能都增大C.物体温度升高时速率小的分子数目减少,速率大的分子数目增多D.物体的运动速度越大,则物体的温度越高答案C解析 某种物体温度是0C,物体中分子热运动的平均动能并不为零,因为 分子在永不停息地运动,从微观上讲,分子运动快慢是有差别的,各个分子运动 的快慢无法跟踪测量,而温度的概念是建立在统计规律的基础上的,在一定温度 下,分子速率大小按一定的统计规律分布,当
29、温度升高时,分子热运动激烈,分 子热运动的平均动能增大,但并不是所有分子的动能都增大;物体的运动速度越 大,说明物体的动能越大,这并不能代表物体内部分子的热运动,则物体的温度 不一定高,故C正确。课堂任务对分子势能的理解课堂任务对分子势能的理解.分子势能与分子间距离有关分子势能的大小随分子间距离的变化规律,在平衡位置(r=,o)两侧是有所不 同的:(1)当时,分子力表现为引力,随着,的增加,需不断克服分子引力做 功,分子势能增大;(2)当y,o时,分子力表现为斥力,随着,的减小,需不断克服分子斥力做 功,分子势能增大;(3)当,二/0时,分子力为零,分子势能为最小值。分子势能随分子间距离的变化
30、类似于弹簧,弹簧在原长的基础上无论拉伸还 是压缩,势能都会增大。分子势能曲线如图所示,规定:无穷远(,一8)处,分子势能为零。从曲线上 可看出,当衣八)时,曲线比较陡,这是因为分子间的斥力随分子间距离的减小而 增加得很快,分子势能的增加也就很快;当,0时.,曲线比较缓,这是因为分子 间的引力随分子间距离的增大而变化得慢,分子势能的增加也就慢。.分子势能与物体的体积有关物体的体积发生变化时,分子间的相对位置也发生变化,因而分子势能也随 着发生变化。由于物体分子间距变化的宏观表现为物体的体积变化,所以微观的分子势能 变化对应于宏观的物体体积变化。例如,同样是物体体积增大,有时体现为分子 势能增大(
31、在范围内),有时体现为分子势能减小(在,ro范围内);一般我们 说,物体体积变化了,其对应的分子势能也变化了。特别提醒(1)特别提醒(1)分子力做功是分子势能变化的唯一原因。(2)势能的大小与物体间距离的关系有一个共同的规律:不论是重力势能、 弹性势能、电势能、还是分子势烧,当它们之间的距离发生变化时,它们之间的 相互作用力如果是做正功,势能都要减小;如果是做负功,势能都要增大。(3)分子势能最小与分子势能为零绝不是一回事,分子势能的正、负代表大 小,如 p=-10J 小于 Ep = 5J。-例2甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略),设甲固定 不动,在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠
32、近的过程中,关于分子势能的变化情况, 下列说法正确的是()A.分子势能不断增大B.分子势能不断减小C.分子势能先增大后减小D.分子势能先减小后增大规范解答此题可以从分子力做功的角度进行分析,也可以由分子势能与 分子间距离的关系的图线进行分析。从分子间的作用力与分子间的距离的关系知道,当分子间距离大于八)时, 分子力表现为引力;当分子间距离小于,办时,分子力表现为斥力;当分子间距 离大于10,。时,分子间的作用力十分小,可以忽略。所以,当乙从较远处向甲 逐渐靠近的过程中,分子力先是对乙做正功,而由做功与分子势能变化的关系知道,分子力做正功,分子势能减小;后是分子力 对乙做负功或者乙克服分子力做功
33、,而由做功与分子势能变化的关系知道,分子 力做负功,分子势能增加,因此在乙逐渐向中靠近的过程中,分子势能是先减小 后增大。答案为D。完美答案D一牝律点拨分子势能图象问题的解题技巧首先要明确分子势能、分子力与分子间距离关系图象中拐点意义的不同。分 子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离八),而分子力图象的最 低点(引力最大值)对应的距离大于,A;分子势能图象与,轴交点的距离小于,A, 分子力图象与厂轴交点表示平衡距离roo其次要把图象上的信息转化为分子间距 离,再求解其他问题。变式训练2(多选)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的
34、距离的关系如图中曲线所示。Q0为 斥力,F0为引力。a、b、c、d为x轴上的四个特定的位置。现把乙分子从 处由静止释放,则()(I(IA.乙分子由。到做加速运动,由到c做减速运动B.乙分子由。到c做加速运动,到达c时速度最大C.乙分子由。到的过程中,两分子间的分子势能一直减小D.乙分子由到”的过程中,两分子间的分子势能一直增大答案BC解析 乙分子由。运动到c的过程,一直受到甲分子的引力作用而做加速运 动,到C时速度达到最大,而后受甲的斥力作用做减速运动,A错误,B正确。 乙分子由。到人的过程所受引力做正功,分子势能一直减小,C正确。而乙分子 从8到”的过程,先是引力做正功,分子势能减少,后来克
35、服斥力做功,分子势 能增加,故D错误。课堂任务物体的内能课堂任务物体的内能i.热能是内能通俗而不确切的说法,热量是物体在热传递过程中内能转移 的多少。2.物体温度升高,内能不一定增加;温度不变,内能可能改变;温度降低, 内能可能增加。3.内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和。机械能是指 整个物体发生机械运动时具有的能量。一个物体可以同时具有内能和机械能。回圆国园例3下列说法正确的是()A.分子动能与分子势能的和叫做这个分子的内能B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定C.物体的速度增大时,物体的内能增大D.物体的动能减小时,物体的温度可能增加规范解答内能是针对物体中所有分子,单个
36、分子无内能可言,A错误; 物体的分子势能由分子间距离决定,宏观上反映为由物体的体积决定,故B错 误;物体的内能与物体做宏观的机械运动的速度无关,故c错误;物体的温度 由分子的平均动能决定,与物体宏观运动的动能无关,因此D正确。完美答案D规律点拨1.分子热运动的(平均)动能、分子势能、物体的内能分子的 (平均)动能定义分子的 (平均)动能定义分子由于无规 则运动所具有 的能分子 势能分子间由于存在 分子力,因此分 子系统具有由它 们的相对位置所 决定的能物体的 内能物体内所有分 子动能与分子 势能的总和微观决定因素宏观决定因素分子无规则 运动的剧烈 程度与温度 有关分子间距离与物体 的体积 有关
37、分子数、分 子热运动的 剧烈程度和 分子间距离与物质的量、 温度、体积 有关项目内能机械能项目内能机械能1对应的 运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动能量常见 形式分子动能、分子势能物体动能、重力势能或 弹性势能能量存在 原因物体内大量分子的 热运动和分子间存 在分子力物体做机械运动、物体 发生弹性形变、被举高影响因素物质的量物体的温度和体积物体的质量、机械运动 的速度、离地高度、弹 性形变量、劲度系数联系在一定条件下可以相互转化)2.内能和机械能的区别和联系变式训练31下列说法中正确的是()A.温度低的物体内能小B.温度低的物体分子热运动的平均速率小C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,
38、因此物体分子的平均动能越来 越大D.物体的体积改变,内能不一定改变答案D解析内能是物体内所有分子的动能和势能的总和,温度低只表示物体分子 平均动能小,而不表示分子势能一定也小,也就是所有分子的动能和势能的总和 不一定也小,所以A错误;温度低的物体,分子热运动的平均动能小,但不同 物质的分子质量一般不同,而分子动能不仅与分子速率有关,也与分子质量有关, 所以B错误;分子无规则运动的剧烈程度只与物体的温度有关,而与物体的宏 观运动情况无关,故C错误;物体体积改变,分子势能改变,但内能不一定变, D正确。变式训练32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
39、却可以增加C.物体的内能损失时,机械能必然减少D.物体的分子动能总和为零时,机械能可以不为零答案B解析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错误,B正确;因为物质分子总在不停地做无规则热运动,故 分子动能总和不可能为零,D错误。03课后课时作业 KEHOUKESHIZUOYE一A组:合格性水平训练.(温度、分子动能)下列说法中正确的是()A.温度是分子平均动能的标志,物体的温度越高,则分子的平均动能越大B.温度是分子平均动能的标志,物体的温度升高,则物体的每一个分子的 动能都增大C.
40、某物体当其内能增大时,则该物体的温度一定升高D.甲物体的温度比乙物体的温度高,则甲物体内分子的平均速率比乙物体 内分子的平均速率大答案A解析 温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,有的 分子动能可能减小,A正确,B错误;物体内能增大,也可能是分子势能增大, 如果分子平均动能不变,这时温度不变,因而C错误;由于甲、乙两物体的分 子质量无法确定,故D错误。.(温度、分子动能)(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答案AB
41、解析 因温度是分子平均动能大小的标志,现在氢气和氧气温度相同,所以 二者分子的平均动能相等,A正确。因为氢气和氧气的分子质量不同,平均动能 1又相等,由可得,两种气体分子的平均速率不同,分子质量大的平均速率小,故B正确,D错误。虽然两种气体分子平均动能相等,但由于两种气 体的质量不清楚,即分子数目关系不清楚,故C错误。.(温度、分子动能)(多选)有一块铜温度升高了,下列说法中正确的是()A.铜块内所有分子的动能都增大了B.铜块内分子的平均动能增大了C.铜块内某些分子的动能可能减小了D.铜块内分子的平均速率增大了答案BCD解析 温度是分子热运动平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大, 但并
42、不能说明每个分子的动能都变大,再者研究单个分子动能变大是毫无意义 的。.(分子力、分子势能)关于分子势能,下列说法中正确的是(设两分子相距 无穷远时分子势能为零)()A.体积增大,分子势能增大,体积缩小,分子势能减小B.当分子间距离,,=,()时,分子间合力为零,所以分子势能为零C.当分子间作用力为引力时,体积越大,分子势能越大D.当分子间作用力为斥力时,体积越大,分子势能越大答案C解析设想两个分子相距无穷远,此时分子间势能为零,当两个分子越来越 近时,分子间引力做正功,分子势能减小,当,二,()时,分子势能减小到最小为 负值,故B错误;分子力为引力时,体积增大,分子间距增大,分子间引力做 负
43、功,分子势能增大,故C正确;分子力为斥力时,体积增大,分子间距增大, 分子间斥力做正功,分子势能减小,故A、D错误。.(分子力、分子势能)下列关于分子力和分子间势能的说法中,正确的是 ()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 减小答案C解析当分子间距离,()时,分子力表现为引力,距离增大,分子力先增 大后减小,最后减小为零。分子力一直做负功,分子势能一
44、直增大,A、B错误。 当分子间距rVro时,分子力表现为斥力,距离减小,分子力增大。分子力一直 做负功,分子势能一直增大,C正确,D错误。.(物体的内能)(多选)关于物体的内能,下述说法中正确的是()A.物体的内能只与物体内分子的动能有关B.物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能一个物体,当它的机械能发生变化时,其内能也一定发生变化一个物体内能的多少与它的机械能多少无关答案BD解析根据内能的定义,内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和,A 错误,B正确。机械能变化时,内能不一定变化,二者没有必然联系,因而C 错误,D正确。.(综合)下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是()
45、A.物体的温度越高,所含热量越多.物体的内能越大,所含热量越多C.物体的温度越高,它的分子热运动的平均动能越大D.物体的动能越大,其内能越大答案C解析 分子热运动的平均动能与温度有关,温度越高,分子热运动的平均动 能越大,内能由物质的量、温度和体积共同决定,并且内能是状态量,而热量是 过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量。故A、B错误, C正确。内能的大小与物体的动能无关,D错误。8.(分子势能)分子势能随分子间距离厂的变化情况可以在如图所示的图象中 表现出来,就图象回答:(1)从图中看到分子间距离在打)处,分子势能最小,试说明理由。(2)图中分子势能为零的点选在什么位置,
46、在这种情况下分子势能可以大于 零,也可以小于零,也可以等于零,对吗?(3)如果选两个分子相距八)时分子势能为零,分子势能有什么特点?答案见解析解析(1)如果分子间作用力的合力为零,此距离为/Go当分子间距离小于 ,o时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必须克服斥力做功,因 此,分子势能随分子间距离的减小而增大。如果分子间距离大于m时,分子间 的相互作用表现为引力,要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此,分子势 能随分子间的距离增大而增大。从以上两种情况综合分析,分子间距离以为数值基准,分子间距离不论 减小或增大,分子势能都增大。所以说,分子在平衡位置处是分子势能最低点。(2)由图
47、可知,分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置。因为 分子在平衡位置处是分子势能最低点,据图也可以看出:在这种情况下分子势能 可以大于零,也可以小于零,也可以等于零是正确的。(3)因为分子在平衡位置处是分子势能最低点,显然,选两个分子相距,。时 分子势能为零,其他位置分子势能将大于零。B组:等级性水平训练9.(温度、分子动能、内能)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,其内能一定不变答案B解析温度是物体分子平均动能的标志,温度升高则其分子平均动能增大, 反之,则其分子平均动能减小,故A错误,B正确。物体的内能是物体内所有 分子动能和分子势能的总和,宏观上取决于物体的温度、体积和物质的量,故C、 D错误。10.(综合)(多选)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
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