魯科版選修33 溫度與內(nèi)能 第1課時(shí) 學(xué)案.docx

第3節(jié) 溫度與內(nèi)能課前預(yù)習(xí)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解分子的動能、平均動能，認(rèn)識溫度是分子平均動能的標(biāo)志2知道分子勢能跟物體的體積有關(guān)，了解分子勢能隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律(難點(diǎn))3理解內(nèi)能的概念，了解物體的內(nèi)能與哪些宏觀量有關(guān)，知道改變內(nèi)能的兩種方式 二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：認(rèn)識溫度是分子平均動能的標(biāo)志難點(diǎn)：了解物體的內(nèi)能與哪些宏觀量有關(guān)，知道改變內(nèi)能的兩種方式三、進(jìn)行新課：情境導(dǎo)入1.鐵匠師傅在打造刀具時(shí)，主要經(jīng)過三個(gè)過程：鍛燒、打制、淬火.這三個(gè)過程中分別是以什么方式改變了加工對象的內(nèi)能的？簡答：鍛燒過程中，是采用熱傳遞的方式增加了加工對象的內(nèi)能，使其溫度升高，分子熱運(yùn)動速度變大；打制過程中，一方面加工對象向外界放熱內(nèi)能減少，另一方面用鐵錘打擊加工對象對其做功內(nèi)能增加；淬火過程中，把高溫加工對象放入冷水中，加工對象把內(nèi)能傳遞給冷水，自身內(nèi)能減少，溫度降低.2.人造衛(wèi)星進(jìn)入大氣層時(shí)，為什么會被燒毀？圖1-3-1簡答：衛(wèi)星被燒毀肯定是溫度升高造成的，我們知道，做功可以改變物體的內(nèi)能，克服摩擦做功，物體的內(nèi)能增加，溫度升高.衛(wèi)星進(jìn)入大氣層后，由于速度相當(dāng)大，與空氣發(fā)生劇烈的摩擦，衛(wèi)星的內(nèi)能增加，溫度急劇上升，因而被燒毀.知識預(yù)覽1.宏觀的熱現(xiàn)象是大量分子熱運(yùn)動的整體表現(xiàn)，我們研究熱現(xiàn)象，關(guān)心的不是單個(gè)分子的動能，而是大量分子動能的平均值，這個(gè)平均值叫做分子熱運(yùn)動的_.分子熱運(yùn)動的平均動能與物體的_成正比，或者說，_是物體內(nèi)分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志.這就是溫度的微觀本質(zhì).2.由于分子間存在著分子力，分子也具有由它們的_決定的勢能，這種勢能叫做分子勢能.分子勢能的變化可以根據(jù)分子力做功來確定，分子力做功，分子勢能_；克服分子力做功，分子勢能_.在圖1-3-2中畫出epr圖線，注意圖中虛線是分子力fr圖線.圖1-3-2物體的體積變化時(shí)，分子之間的距離會隨之變化，分子勢能也會發(fā)生改變.因此，分子勢能與物體的_有關(guān).3. _分子熱運(yùn)動的平均動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能.任何物體都具有內(nèi)能.物體的內(nèi)能與_、_和_有關(guān)._是改變物體內(nèi)能的兩種途徑.通過做功改變物體的內(nèi)能時(shí)，內(nèi)能的變化量可以用_來量度.通過熱傳遞而改變物體內(nèi)能時(shí)，內(nèi)能的變化量由_來量度.熱傳遞和做功在改變物體內(nèi)能上是_的，但這兩種方式本質(zhì)的_：做功是其他形式的能與內(nèi)能的_；熱傳遞是內(nèi)能在物體之間或同一物體的不同部分之間的_.答案：1.平均動能 熱力學(xué)溫度 溫度2.相對位置 減小 增加 體積3.所有 物體的質(zhì)量 溫度 體積 做功和熱傳遞做功的多少 熱量 等效 不同 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移4.如果取分子間距離rr0(r01010 m)時(shí)為分子勢能的零勢能點(diǎn)，則rr0時(shí)，分子勢能為_值(填“正”“負(fù)”或“零”)。按規(guī)定的零勢能點(diǎn)，試著在圖133上畫出epr的圖像。圖133解析：當(dāng)rr0時(shí)，分子勢能最小，所以若規(guī)定此時(shí)分子勢能為零，則無論rr0，分子勢能均為正值。答案：正正如圖所示綜合檢測一、選擇題 1.關(guān)于熱量、內(nèi)能、溫度的關(guān)系，下面說法中不正確的是()a溫度是物體內(nèi)能的標(biāo)志b熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能轉(zhuǎn)移量的量度c內(nèi)能少的物體也可能將其部分內(nèi)能轉(zhuǎn)移到內(nèi)能多的物體d內(nèi)能總是從分子平均動能大的物體轉(zhuǎn)移到分子平均動能小的物體上解析：選a溫度是分子平均動能的標(biāo)志，而不是物體內(nèi)能多少的標(biāo)志，因?yàn)闆Q定內(nèi)能的因素還有質(zhì)量、體積等因素?？梢娺x項(xiàng)a是錯誤的。選項(xiàng)b符合熱量的定義，因此是正確的。內(nèi)能少的物體若溫度較高，而內(nèi)能多的物體其溫度較低，則根據(jù)熱傳遞的條件和規(guī)律，知選項(xiàng)c正確。分子平均動能大的物體就是溫度高的物體，根據(jù)熱傳遞的條件和規(guī)律，知選項(xiàng)d正確。2關(guān)于機(jī)械能和內(nèi)能，下列說法中正確的是()a機(jī)械能大的物體，其內(nèi)能一定很大b物體的機(jī)械能損失時(shí)，內(nèi)能卻可以增加c物體的內(nèi)能損失時(shí)，機(jī)械能必然減少d物體的內(nèi)能為零時(shí)，機(jī)械能可以不為零解析：選b內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能量，兩者并不存在必然聯(lián)系。只有在系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化形式只發(fā)生在機(jī)械能與內(nèi)能之間時(shí)，機(jī)械能的損失才等于內(nèi)能的增加，故a、c錯，b對；因?yàn)槲矬w分子總在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，故內(nèi)能不可能為零，d錯。3(福建高考)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()圖1解析：選b本題考查分子間作用力以及分子勢能隨分子間距離變化關(guān)系，意在考查考生對該部分知識的了解情況。當(dāng)rr0時(shí)，分子間作用力f0，分子勢能ep最小，排除a、c、d，選b。4對于物體的“熱脹冷縮”現(xiàn)象，下列說法中正確的是()a物體受熱后溫度升高，分子的平均動能增大；溫度降低后，分子的平均動能減小，分子勢能沒有變化b受熱后物體膨脹，體積增大，分子勢能增大；遇冷收縮后，體積減小，分子勢能減小，分子的平均動能不會改變c受熱膨脹，溫度升高，分子的平均動能增大，體積增大，分子勢能也增大；遇冷收縮，溫度降低，分子的平均動能減小，體積減小，分子勢能也減小d受熱膨脹，分子的平均動能增大，分子勢能也增大；遇冷收縮，分子的平均動能減小，但分子勢能增大解析：選c物體受熱后溫度升高，分子平均動能增大，物體膨脹，體積增大，分子勢能增大，遇冷后溫度降低，體積減小，分子平均動能和分子勢能都減小。5(多選)當(dāng)氫氣和氧氣溫度相同時(shí)，下列說法中正確的是()a兩種氣體分子的平均動能相等b氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率c兩種氣體分子熱運(yùn)動的總動能相等d兩種氣體分子熱運(yùn)動的平均速率相等解析：選ab因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆幽艿臉?biāo)志，現(xiàn)在氫氣和氧氣溫度相同，所以二者分子的平均動能相等，故a選項(xiàng)正確；因?yàn)闅錃夥肿拥馁|(zhì)量較小，而氫氣和氧氣分子的平均動能相等，所以氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率，故b選項(xiàng)正確，d選項(xiàng)錯誤；因?yàn)閮煞N氣體的質(zhì)量未知，所以二者的分子數(shù)目未知，故c選項(xiàng)錯誤。6(北京高考)下列說法中正確的是()a物體溫度降低，其分子熱運(yùn)動的平均動能增大b物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動的平均動能增大c物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大d物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變解析：選b根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志知，溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能增大；溫度降低，分子熱運(yùn)動的平均動能減小，選項(xiàng)a錯誤，b正確。理想氣體的溫度升高，內(nèi)能增大；溫度降低，內(nèi)能減小，選項(xiàng)c錯誤。晶體熔化或凝固時(shí)溫度不變，但是內(nèi)能變化，熔化時(shí)吸收熱量，內(nèi)能增大；凝固時(shí)放出熱量，內(nèi)能減小，選項(xiàng)d錯誤。7(多選)(新課標(biāo)全國卷)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動，直至不再靠近。在此過程中，下列說法正確的是()a分子力先增大，后一直減小b分子力先做正功，后做負(fù)功c分子動能先增大，后減小d分子勢能先增大，后減小e分子勢能和動能之和不變解析：選bce本題考查分子力、分子力做功和分子勢能的概念，意在考查考生對分子力、分子力做功與分子勢能關(guān)系的掌握情況。分子力應(yīng)先增大，后減小，再增大，所以a選項(xiàng)錯；分子力先為引力，做正功，再為斥力，做負(fù)功，b選項(xiàng)正確；根據(jù)動能定理可知分子動能先增大后減小，分子勢能先減小后增大，分子動能和分子勢能之和保持不變，所以c、e選項(xiàng)正確，d錯誤。二、非選擇題8. (江蘇高考)密閉在鋼瓶中的理想氣體，溫度升高時(shí)壓強(qiáng)增大。從分子動理論的角度分析，這是由于分子熱運(yùn)動的_增大了。該氣體在溫度t1、t2時(shí)的分子速率分布圖像如圖2所示，則t1_(選填“大于”或“小于”)t2。圖2解析：密閉在鋼瓶中的理想氣體的體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均動能增大，單位面積受到撞擊的分子數(shù)不變，但每次撞擊的作用力變大，所以壓強(qiáng)增大；當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體分子的平均速率會增大，大多數(shù)分子的速率都增大，所以波峰應(yīng)向速率大的方向移動，即t2t1。答案：平均動能小于91 g 100 的水和1 g 100 的水蒸氣相比較，下列說法是否正確？(1)分子的平均動能和分子的總動能都相同。(2)它們的內(nèi)能相同。解析：(1)溫度相同，分子的平均動能就相同，又因?yàn)橘|(zhì)量同為1 g且都由水分子組成，所以分子的總動能也相同，故該說法正確。(2)當(dāng)100 的水變成100 的水蒸氣時(shí)，該過程吸收熱量，內(nèi)能增加，所以1 g 100 的水的內(nèi)能小于1 g 100 的水蒸氣的內(nèi)能，故該說法錯誤。答案：見解析10用質(zhì)量為0.5 kg的鐵錘去打擊質(zhì)量為50 g的鐵釘，已知鐵錘打擊鐵釘時(shí)的速度為12 m/s，且每次打擊后鐵錘不再彈起。如果在打擊時(shí)有80%的能量變成內(nèi)能，并且這些能量有50%被鐵釘吸收，現(xiàn)要使鐵釘溫度升高10，問要打多少次鐵釘？不計(jì)鐵釘?shù)捏w積變化，鐵的比熱容為460 j/(kg)解析：這