高二物理第一講分子內(nèi)能講義學(xué)生版.

1、第一講 內(nèi)能和能量守恒教學(xué)目的和要求：1.知道分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能跟溫度有關(guān)，知道分子平均動(dòng)能的概念。掌握溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。2.了解分子勢(shì)能的定義知道改變分子間的距離必須克服分子力做功，分子勢(shì)能發(fā)生變化，知道分子勢(shì)能與物體體積有關(guān)。3.了解物體的內(nèi)能，以及內(nèi)能的影響因素，區(qū)分內(nèi)能與機(jī)械能。重點(diǎn)：物體的內(nèi)能和決定物體內(nèi)能的因素。難點(diǎn)：分子力做功跟分子勢(shì)能變化的關(guān)系。高一內(nèi)容復(fù)習(xí)：一、分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容：分子理論是認(rèn)識(shí)微觀世界的基本理論，主要內(nèi)容有三點(diǎn)。1、物質(zhì)是由大量分子組成的。我們說物質(zhì)是由大量分子組成的，原因是分子太小了。一般把分子看成球形，分子直徑的數(shù)量級(jí)是米。1摩爾的任何物質(zhì)

2、含有的微粒數(shù)都是6.02×1023個(gè)，這個(gè)常數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。記作：阿伏加德羅常數(shù)是連接宏觀世界和微觀世界的橋梁。已知宏觀的摩爾質(zhì)量M和摩爾體積V，通過常數(shù)NA可以算出每個(gè)分子的質(zhì)量和體積。每個(gè)分子的質(zhì)量每個(gè)分子的體積根據(jù)上述內(nèi)容我們不難理解一般物體中的分子數(shù)目都是大得驚人的，由此可知物質(zhì)是由大量分子組成的。2、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)間接地說明了分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因：被液體分子或氣體分子包圍著的懸浮微粒（直徑約為mm，稱為“布朗微粒”），任何時(shí)刻受到來自各個(gè)方向的液體或氣體分子的撞擊作用不平衡，顆粒朝向撞擊作用較強(qiáng)的方向運(yùn)動(dòng)，使微粒發(fā)生了無

3、規(guī)則運(yùn)動(dòng)。應(yīng)注意布朗運(yùn)動(dòng)并不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是分子運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)。影響布朗運(yùn)動(dòng)明顯程度的因素：固體顆粒越小，撞擊它的液體分子數(shù)越少，這種不平衡越明顯；固體顆粒越小，質(zhì)量也小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易于改變，因此固體顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著。液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。熱運(yùn)動(dòng)：分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，因此分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)又叫做熱運(yùn)動(dòng)。例1 下列現(xiàn)象中能說明分子在不停地運(yùn)動(dòng)的有 A室內(nèi)掃地時(shí)，在陽光下看見塵土飛舞B墻內(nèi)開花墻外香C揚(yáng)子江水東流去D兩滴水合成一滴例1 下列現(xiàn)象中能說明分子在不停地運(yùn)動(dòng)的有 A室內(nèi)掃地時(shí)，在陽光下看見塵土飛舞B墻內(nèi)開花墻外香C揚(yáng)子江水東流去D兩滴水合成一滴策略 抓住擴(kuò)散現(xiàn)象的本

4、質(zhì)是解答此題的關(guān)鍵D項(xiàng)是同一種物質(zhì)；而擴(kuò)散現(xiàn)象是發(fā)生在不同物質(zhì)之間的A與C是“塵土”、“江水”作為一個(gè)整體在運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)只有B項(xiàng)才能說明分子在不停地運(yùn)動(dòng)解答 B總結(jié) 1易錯(cuò)分析：錯(cuò)選A與C的是誤把塵土當(dāng)分子，把江水整體的運(yùn)動(dòng)當(dāng)成了分子的運(yùn)動(dòng)沒有認(rèn)識(shí)到微觀的分子運(yùn)動(dòng)我們?nèi)庋劭床灰姟皦m土飛舞”、“江水東流”都是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)錯(cuò)選D是對(duì)擴(kuò)散條件不清楚，把分子之間的引力當(dāng)成了分子的運(yùn)動(dòng)2同類變式：在下列事例中，不屬于分子運(yùn)動(dòng)的是 A將糖加入開水中，開水變甜B(yǎng)雞蛋加鹽封存變成咸雞蛋C夜晚，看見手電筒光柱中粉塵飛揚(yáng)D未進(jìn)廚房，先聞?dòng)拖?3思維延伸：下列事實(shí)中，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的是 A墻邊放煤球，墻里也

5、變黑B桌上的水變干C臟水中有很多細(xì)菌在活動(dòng)D面粉放在水中使水變混濁3、分子間存在著相互作用的引力和斥力。分子間同時(shí)存在著引力和斥力，實(shí)際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力。分子間相互作用的引力和斥力的大小都跟分子間的距離有關(guān)。當(dāng)分子間的距離m時(shí)，分子間的引力和斥力相等，分子間不顯示作用力；當(dāng)分子間距離從增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小，但斥力小得快，分子間作用力表現(xiàn)為引力；當(dāng)分子間距離從減小時(shí)，斥力、引力都增在大，但斥力增大得快，分子間作用力表現(xiàn)為斥力。分子力相互作用的距離很短，一般說來，當(dāng)分子間距離超過它們直徑10倍以上，即m時(shí)，分子力已非常微弱，通常認(rèn)為這時(shí)分子間已無相互作用。例2 如

6、圖21所示，將兩塊表面干凈光滑的鉛塊壓緊后，會(huì)使它們結(jié)合在一起，并能吊起一定重量的物體，該實(shí)驗(yàn)說明 A分子不停地運(yùn)動(dòng)B分子間有引力，無斥力C分子間有引力D分子間引力大于斥力例3 下面對(duì)分子運(yùn)動(dòng)論的理解中正確的是 A擴(kuò)散現(xiàn)象說明了一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B擴(kuò)散現(xiàn)象只能發(fā)生在氣體之間，不可能發(fā)生在固體之間C由于壓縮液體十分困難，這說明液體的分子間沒有空隙D有的固體很難被拉伸，這說明這些物體的分子間只存在著引力例4 分子之間存在著相互作用力，當(dāng)分子之間的距離十分靠近，小于平衡時(shí)的相互距離時(shí)，分子之間 A只有引力B只有斥力C引力和斥力同時(shí)存在，但是斥力大于引力D引力和斥力同時(shí)存在，但是引力

7、大于斥力例2 如圖21所示，將兩塊表面干凈光滑的鉛塊壓緊后，會(huì)使它們結(jié)合在一起，并能吊起一定重量的物體，該實(shí)驗(yàn)說明 A分子不停地運(yùn)動(dòng)B分子間有引力，無斥力C分子間有引力D分子間引力大于斥力策略 逐項(xiàng)進(jìn)行分析，找出正確答案分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，故B項(xiàng)錯(cuò)；兩鉛塊物質(zhì)相同，不是擴(kuò)散現(xiàn)象，所以不能說明分子不停地的運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)也錯(cuò)；兩鉛塊結(jié)合不能證實(shí)斥力的存在，也就不能說明引力大于斥力，只能說明分子之間存在引力，故D項(xiàng)錯(cuò)C項(xiàng)正確解答 C總結(jié) 1易錯(cuò)分析；錯(cuò)選A的原因是誤解擴(kuò)散現(xiàn)象；錯(cuò)選B的原因是不清楚分子間引力和斥力總是同時(shí)存在；錯(cuò)選D的原因是主觀上認(rèn)為既然引力和斥力同時(shí)存在，兩鉛塊能結(jié)合，就是

8、由于引力大于斥力，卻忽視了實(shí)驗(yàn)不能證實(shí)斥力存在的局限性2同類變式：一個(gè)銅塊，很難被壓縮是因?yàn)?A分子間有引力B分子有大小C分子間有斥力D分子間沒有間隙 3思維延伸：把一塊表面很干凈的玻璃板掛在彈簧秤下面，手持彈簧秤上端，把玻璃板往下放到剛好和一盆水的水面接觸(如圖22所示)再慢慢地提起彈簧秤，注意觀察彈簧秤的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)玻璃板未離開水面時(shí)的彈簧秤示數(shù)比離開水面時(shí)的彈簧秤示數(shù)_這是因?yàn)開 例3 下面對(duì)分子運(yùn)動(dòng)論的理解中正確的是 A擴(kuò)散現(xiàn)象說明了一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B擴(kuò)散現(xiàn)象只能發(fā)生在氣體之間，不可能發(fā)生在固體之間C由于壓縮液體十分困難，這說明液體的分子間沒有空隙D有的固體很難被拉伸

9、，這說明這些物體的分子間只存在著引力策略 解題關(guān)鍵是知道分子運(yùn)動(dòng)論的基本觀點(diǎn)：物質(zhì)是由分子組成的；一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；分子間既有引力又有斥力解答 A總結(jié) 1易錯(cuò)分析：錯(cuò)選B是由于不知道擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體、固體之間均能發(fā)生；錯(cuò)選C是由于不知道物體很難壓縮的真正原因是分子間有斥力同時(shí)擴(kuò)散現(xiàn)象也說明分子間有間隙；錯(cuò)選D是由于不知道分子間引力、斥力同時(shí)發(fā)生，當(dāng)物體被拉伸時(shí)，引力、斥力同時(shí)減小，但斥力減小得快，故對(duì)外表現(xiàn)為引力，但并不能說此時(shí)分子間就沒有斥力了2同類變式：一根鋼棒很難拉伸，也很難被壓縮，這是因?yàn)?A分子具有一定的大小B分子間存在著相互作用的引力和斥力C分子間沒有間隙D

10、分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 3思維延伸：兩滴水銀相互接近時(shí)，能自動(dòng)結(jié)合為一滴較大的水銀滴，這一事實(shí)說明 A分子間存在斥力B分子間存在引力C分子間有擴(kuò)散現(xiàn)象D分子間有間隙 例4 分子之間存在著相互作用力，當(dāng)分子之間的距離十分靠近，小于平衡時(shí)的相互距離時(shí)，分子之間 A只有引力B只有斥力C引力和斥力同時(shí)存在，但是斥力大于引力D引力和斥力同時(shí)存在，但是引力大于斥力策略 抓住分子之間的作用力與分子間距離的關(guān)系是正確解答此題的關(guān)鍵按照這個(gè)關(guān)系可作如下分析：分子之間的相互作用力與分子之間的距離有關(guān)，當(dāng)分子之間的距離等于分子之間的平衡距離時(shí)，分子受到的引力等于斥力，這時(shí)分子處于平衡狀態(tài)當(dāng)分子之間的距離小于平

11、衡距離時(shí)，分子受到的斥力大于引力，斥力起主要作用總結(jié) 1易錯(cuò)分析：錯(cuò)選A是不理解分子之間相互作用力的特點(diǎn)分子之間的距離小于平衡時(shí)的相互距離時(shí)，分子之間引力和斥力仍然同時(shí)存在，只不過這時(shí)分子受到的斥力大于引力從總體效果上，表現(xiàn)為分子受到斥力錯(cuò)選B是把分子受力的效果等同于分子受到的力分子之間的距離小于平衡距離時(shí)，由于分子受到的斥力大于引力，這時(shí)分子從力的作用效果來看等同于分子受到斥力，但是不能說分子此時(shí)只受到斥力錯(cuò)選D是不理解分子之間作用力與分子之間距離的關(guān)系分子之間的距離小于平衡距離時(shí)，分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力2同類變式：固體中的分子在各自的平衡位置附近做無規(guī)則的振動(dòng)，設(shè)分子平衡位置間的距離為

12、r0，當(dāng)分子間的距離為r時(shí)，下列說法正確的是 A當(dāng)rr0時(shí)，分子間的引力和斥力相等B當(dāng)rr0時(shí)，分子間只有引力作用C當(dāng)rr0時(shí)，分子間的斥力大于引力D當(dāng)rr0時(shí)，分子間只有斥力作用 3思維延伸：下列說法中正確的是 A任何物質(zhì)的分子之間引力和斥力同時(shí)存在B固體不易分開，所以固體之間只有引力C液體容易移動(dòng)，所以液體分子之間不存在作用力D氣體分子總處于受力平衡狀態(tài) 高二新內(nèi)容復(fù)習(xí)一、分子的動(dòng)能1、 分子有動(dòng)能分子運(yùn)動(dòng)論的內(nèi)容之一：構(gòu)成物體的大量分子永不停息的做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)說明分子一定有動(dòng)能。2、平均動(dòng)能分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，每個(gè)分子的速率都不相同，有的大、有的小，而且在分子相互碰撞時(shí)速率也會(huì)改變，但大多

13、數(shù)分子的速率處在中等速率。因此，在研究分子動(dòng)能時(shí)，不是關(guān)心個(gè)別分子的情況，而是研究大量分子的集體行為。我們引進(jìn)新的概念：平均動(dòng)能：物體里所有分子動(dòng)能的平均值。3、平均動(dòng)能與溫度有關(guān)擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都說明分子運(yùn)動(dòng)的速率與溫度有關(guān)。當(dāng)溫度升高時(shí)，大部分分子運(yùn)動(dòng)的速率加快，也有極少數(shù)分子運(yùn)動(dòng)的速率減慢，但分子的平均動(dòng)能增大。可見，溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。4、微觀溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。 宏觀溫度是表示物體的冷熱程度。例題講解：例1質(zhì)量相等的氫氣和氧氣溫度相同，若不考慮分子間的勢(shì)能，則()A氫氣的內(nèi)能較大B氧氣的內(nèi)能較大C兩者的內(nèi)能相等D氫氣和氧氣分子的平均動(dòng)能相等例2有甲、

14、乙兩種氣體，如果甲氣體分子的平均速率比乙氣體分子的平均速率大，則()A甲氣體的溫度一定高于乙氣體的溫度B甲氣體的溫度一定低于乙氣體的溫度C甲氣體的溫度可能高于也可能低于乙氣體的溫度D甲氣體中每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都比乙氣體中每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)快例1質(zhì)量相等的氫氣和氧氣溫度相同，若不考慮分子間的勢(shì)能，則()A氫氣的內(nèi)能較大B氧氣的內(nèi)能較大C兩者的內(nèi)能相等D氫氣和氧氣分子的平均動(dòng)能相等答案AD解析因?yàn)闅涞哪栙|(zhì)量小，故同質(zhì)量的氫氣和氧氣，氫氣的分子數(shù)多，內(nèi)能大例2有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體分子的平均速率比乙氣體分子的平均速率大，則()A甲氣體的溫度一定高于乙氣體的溫度B甲氣體的溫度一定低于乙氣體的溫度C甲氣

15、體的溫度可能高于也可能低于乙氣體的溫度D甲氣體中每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都比乙氣體中每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)快答案C解析A選項(xiàng)認(rèn)為氣體分子平均速率大，溫度就高，這是對(duì)氣體溫度微觀本質(zhì)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，氣體溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，而分子的平均動(dòng)能不僅與分子的平均速率有關(guān)，還與分子的質(zhì)量有關(guān)本題涉及兩種不同的氣體(即分子質(zhì)量不同)，它們的分子質(zhì)量無法比較，因而無法比較兩種氣體溫度的高低，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤C選項(xiàng)正確，速率的平均值大，并不一定每個(gè)分子速率都大，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤二、分子勢(shì)能1、 定義：由分子間的相互作用力和分子間的距離決定的勢(shì)能叫分子勢(shì)能。2、 分子力做功 用重力做功說明：力做正功，力對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減??；相反，力做

16、負(fù)功，力對(duì)應(yīng)的勢(shì)能增大。（1）當(dāng)分子間距離從無窮遠(yuǎn)減小到10倍r。時(shí)，分子力非常微小，不考慮分子力做功。（2）當(dāng)分子間距離從10倍r。減小到r。時(shí)，分子力的方向與分子運(yùn)動(dòng)方向相同，分子力做正功。（3）當(dāng)分子間距離從r。減小到不能再小時(shí)分子力的方向與分子運(yùn)動(dòng)方向相反，分子力做負(fù)功。3、勢(shì)能曲線取橫軸r表示分子間距離，縱軸Ep表示分子勢(shì)能。（1）r=10r。 Ep=0(2) r>r。 r Ep (3) r=r。 Ep 最?。ㄘ?fù)） (4)r<r。 r Ep 微觀：分子勢(shì)能與分子間距離有關(guān)。宏觀：分子勢(shì)能與物體體積有關(guān)。氣體分子間距離太大，分子勢(shì)能忽略不計(jì)例題講解例1關(guān)于分子力和分子勢(shì)能，

17、下列說法正確的是()A當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力隨分子間距離的增大而減小B當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離減小而減小C當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離減小而增大D用打氣筒給自行車打氣時(shí)，越下壓越費(fèi)力，說明分子間斥力越來越大，分子間勢(shì)能越來越大例2如圖所示，縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則下列說法正確的是()Aab為斥力曲線，cd為引力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為1010mBab為引力曲線，cd為斥力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為1010mC若兩個(gè)分子間距離大

18、于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，則分子間作用力的合力表現(xiàn)為斥力D若兩個(gè)分子間距離越來越大，則分子勢(shì)能亦越來越大例1關(guān)于分子力和分子勢(shì)能，下列說法正確的是()A當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力隨分子間距離的增大而減小B當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離減小而減小C當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離減小而增大D用打氣筒給自行車打氣時(shí)，越下壓越費(fèi)力，說明分子間斥力越來越大，分子間勢(shì)能越來越大 答案B解析由分子力隨分子間距離變化的圖象可知，A錯(cuò)；由分子勢(shì)能與分子距離的關(guān)系知，B對(duì)C錯(cuò)；打氣筒打氣時(shí)，氣體分子間距離大于平衡時(shí)距離，分子力為引力，越向下壓，分子勢(shì)能越小，D錯(cuò)例2如圖所示，縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間引

19、力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則下列說法正確的是()Aab為斥力曲線，cd為引力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為1010mBab為引力曲線，cd為斥力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為1010mC若兩個(gè)分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，則分子間作用力的合力表現(xiàn)為斥力D若兩個(gè)分子間距離越來越大，則分子勢(shì)能亦越來越大答案B解析e點(diǎn)橫坐標(biāo)等于分子平衡距離r0，其數(shù)量級(jí)應(yīng)為1010m，因平衡距離之內(nèi)，分子斥力大于分子引力，分子力表現(xiàn)為斥力則ab為引力曲線，cd為斥力曲線，B對(duì)兩分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，即r>r0時(shí)

20、，作用力的合力表現(xiàn)為引力，C錯(cuò)若r<r0時(shí)，當(dāng)兩分子間距離增大時(shí)，合力做正功，分子勢(shì)能減小， D錯(cuò)三、物體的內(nèi)能1、 定義；物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的和叫做物體的內(nèi)能。影響因素：溫度、體積、摩爾數(shù)。顯然，物體內(nèi)能的多少與各分子動(dòng)能的大小有關(guān)，與分子的勢(shì)能大小有關(guān)，與分子的總量有關(guān)。宏觀上看，物體內(nèi)能的多少由物體的溫度、物體的體積（及所處的態(tài)）和物體所包含的分子數(shù)決定，即由三個(gè)參量決定。比較兩個(gè)物體所含內(nèi)能多少時(shí)，目前我們只能討論相同物質(zhì)構(gòu)成的物體。在比較相同物質(zhì)構(gòu)成的物體內(nèi)能時(shí)，一定要抓住兩者三個(gè)參量中的相同因素。如：1kg的15的水與1kg的25的水相比，因?yàn)榉肿訑?shù)相同，

21、分子勢(shì)能相同，前者分子平均動(dòng)能小，所以后者的內(nèi)能多。1kg的15的水與2kg的15的水相比，因?yàn)榉肿觿?shì)能相同， 分子的平均動(dòng)相同，而后者所含分子數(shù)多，所以后者的內(nèi)能多。在三個(gè)參量中有兩個(gè)相對(duì)的不同，在我們不具有定量計(jì)算公式的情況下，則不好比較。如：2kg的0的冰與1kg的15的水相比，因?yàn)?，前者分子?shì)能和分子的平均動(dòng)能都小于后者，而分子數(shù)后者卻大于前者，具體兩者的內(nèi)能哪個(gè)偏大則無法確定。幾個(gè)需要說明的問題：分子勢(shì)能的大小跟其它勢(shì)能一樣也是相對(duì)的。若選分子間的距離無限大時(shí)分子勢(shì)能為零，那么，分子間的距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能不但最小且是負(fù)的最大值。物體分子動(dòng)能、分子勢(shì)能的大小與物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和物體重

22、力勢(shì)能的大小無關(guān)。這兩者一個(gè)是微觀的能量一個(gè)是宏觀的能量，自身并沒有必然的聯(lián)系。你把一塊冰舉得再高，且讓它具有較大的速度，它的機(jī)械能可能很大，但它的內(nèi)能并沒有變。物體的內(nèi)能發(fā)生變化時(shí)，可能僅是物體分子動(dòng)能發(fā)生變化，也可能僅是物體分子勢(shì)能發(fā)生變化，當(dāng)然可能是分子的動(dòng)能和勢(shì)能都發(fā)生了變化。內(nèi)能的改變1、改變內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能。2、做功和熱傳遞的本質(zhì)區(qū)別：做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的。但二者本質(zhì)上有差別。做功是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。而熱傳遞是把內(nèi)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上。做工改變內(nèi)能的方法：1， 摩擦生熱 （一般內(nèi)能增加） 2，氣體膨脹做功（一般內(nèi)能減

23、?。┳ⅲ航^熱理想氣體的自由膨脹不對(duì)外做功3、功、熱量、內(nèi)能改變量的關(guān)系熱力學(xué)第一定律。內(nèi)容：在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，它的內(nèi)能的改變量等于這個(gè)過程中所做功和所傳遞熱量的總和。實(shí)質(zhì)：是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在熱學(xué)中的體現(xiàn)。例題講解：例1.地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交熱忽略不計(jì).已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該氣團(tuán)在此上升過程中（不計(jì)氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢(shì)能）( )A.體積減小，溫度降低B.體積減小，溫度不變C.體積增大，溫度降低D.體積增大，溫度不變例2.如圖所示的絕熱容器，把隔板抽掉，讓左側(cè)理想氣體自由膨脹到右側(cè)直至平衡，則下列說法正確的是（ ）A氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減少，溫度降低；B氣體對(duì)

24、外做功，內(nèi)能不變，溫度不變；C氣體不做功，內(nèi)能不變，溫度不變，壓強(qiáng)減??；D氣體不做功，內(nèi)能減少，壓強(qiáng)減小。例3.如圖所示，導(dǎo)熱的氣缸開口向下，缸內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞可自由滑動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一個(gè)砂桶，砂桶裝滿砂子時(shí)，活塞恰好靜止，現(xiàn)將砂桶底部鉆一個(gè)小洞，讓細(xì)砂慢慢漏出氣缸外部溫度恒定不變，則（ ）A缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加B缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能不變C缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少D外界對(duì)缸內(nèi)氣體做功，缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變例1.地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交熱忽略不計(jì).已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該氣團(tuán)在此上升過程中（不計(jì)氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢(shì)能）( )A.體積減

25、小，溫度降低B.體積減小，溫度不變C.體積增大，溫度降低D.體積增大，溫度不變【知識(shí)點(diǎn)】分子與內(nèi)能【答案】C【解析】本題考查氣體的有關(guān)知識(shí)，本題為中等難度題目。隨著空氣團(tuán)的上升，大氣壓強(qiáng)也隨著減小，那么空氣團(tuán)的體積會(huì)增大，空氣團(tuán)對(duì)外做功，其內(nèi)能會(huì)減小，因?yàn)椴挥?jì)分子勢(shì)能，所以內(nèi)能由其溫度決定，則其溫度會(huì)降低。所以空氣團(tuán)的體積增大、溫度降低、壓強(qiáng)減小。例2.如圖所示的絕熱容器，把隔板抽掉，讓左側(cè)理想氣體自由膨脹到右側(cè)直至平衡，則下列說法正確的是（ ）A氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減少，溫度降低；B氣體對(duì)外做功，內(nèi)能不變，溫度不變；C氣體不做功，內(nèi)能不變，溫度不變，壓強(qiáng)減??；D氣體不做功，內(nèi)能減少，壓強(qiáng)減小。

26、【知識(shí)點(diǎn)】分子與內(nèi)能【答案】C【解析】錯(cuò)解：認(rèn)為氣體體積變大就對(duì)外做功，壓強(qiáng)減小，溫度降低，內(nèi)能減少，錯(cuò)選A。分析糾錯(cuò)：因?yàn)闅怏w自由膨脹，所以不對(duì)外做功，因此內(nèi)能不變，溫度不變；由于體積增大，所以壓強(qiáng)減小。正確答案應(yīng)選C。例3.如圖所示，導(dǎo)熱的氣缸開口向下，缸內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞可自由滑動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一個(gè)砂桶，砂桶裝滿砂子時(shí)，活塞恰好靜止，現(xiàn)將砂桶底部鉆一個(gè)小洞，讓細(xì)砂慢慢漏出氣缸外部溫度恒定不變，則（ ）A缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加B缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能不變C缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少D外界對(duì)缸內(nèi)氣體做功，缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變【知識(shí)點(diǎn)】分子與內(nèi)能【答案】C【解析】設(shè)

27、活塞重力為G，橫截面積為S，大氣壓為P0，則以活塞為研究對(duì)象，根據(jù)力平衡得到：氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，由于G減小，則P增大，即氣體壓強(qiáng)增大，被壓縮，外界對(duì)氣體做功由于氣缸是導(dǎo)熱的，氣體的溫度與環(huán)境相等，保持不變，其內(nèi)能不變故選C課堂練習(xí)1.對(duì)一定量的氣體， 下列說法正確的是 ( )A氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈， 氣體溫度就越高C氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的D當(dāng)氣體膨脹時(shí)，氣體分子之間的勢(shì)能減小，因而氣體的內(nèi)能減少 2.密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶?jī)?nèi)空氣（不計(jì)分子勢(shì)能） （ ）A內(nèi)能增大，放出熱量 B內(nèi)能減小，吸收熱量C內(nèi)能增大

28、，對(duì)外界做功 D內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功 3.下列說法正確的是 （ ）A. 氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B. 氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時(shí)間作用在器壁上的平均沖量C. 氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減少，氣體的壓強(qiáng)一定減小D. 單位面積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)一定增大4.如圖，水平放置的密封氣缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲。氣缸壁和隔板均絕熱。初始時(shí)隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等?，F(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時(shí)間后切斷電源。當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí)，與初始狀態(tài)相比 （ ）A右邊氣體溫度升高，

29、左邊氣體溫度不變B左右兩邊氣體溫度都升高C左邊氣體壓強(qiáng)增大D右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量5.氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和勢(shì)能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子間勢(shì)能分別取決于氣體的 （ ）A溫度和體積 B體積和壓強(qiáng)C溫度和壓強(qiáng)D壓強(qiáng)和溫度四、機(jī)械能與物體內(nèi)能的區(qū)機(jī)械能物體的內(nèi)能定義物體的動(dòng)能和勢(shì)能的和物體中所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的和決定因素物體的速度、質(zhì)量、高度物體的溫度、體積、摩爾數(shù)其他可能為零不能為零五熱力學(xué)定律和能量守恒定律熱力學(xué)第一定律：（1）內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和。（2）數(shù)學(xué)表達(dá)式為：UW+

30、Q 絕熱：Q0；等溫：U0，如果是氣體向真空擴(kuò)散，W03）符號(hào)法則：做功W熱量Q內(nèi)能的改變U取正值“+”外界對(duì)系統(tǒng)做功系統(tǒng)從外界吸收熱量系統(tǒng)的內(nèi)能增加取負(fù)值“”系統(tǒng)對(duì)外界做功系統(tǒng)向外界放出熱量系統(tǒng)的內(nèi)能減少能量守恒定律：（1）能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。這就是能量守恒定律。 （2）第一類永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對(duì)外做功，人們把這種不消耗能量的永動(dòng)機(jī)叫第一類永動(dòng)機(jī)。 根據(jù)能量守恒定律，任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動(dòng)機(jī)

31、是不可能制成的熱力學(xué)第二定律 ：1.熱力學(xué)第二定律的兩種表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體。不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。能轉(zhuǎn)化的方向性： 自然過程的方向性：大量事實(shí)表明，自然界中的一切實(shí)際變化過程都具有方向性，朝某個(gè)方向的變化是可以自發(fā)的，相反方向的變化卻是受到限制的，這時(shí)如果要使變化了的事物重新恢復(fù)到原來的狀態(tài)，一定會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生無法消除的影響，這就是自然過程的不可逆性。2熱機(jī)：熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。其原理是熱機(jī)從熱源吸收熱量Q1，推動(dòng)活塞做功W，然后向冷凝器釋放熱量Q2。由能量守恒定律可得： Q1=W+Q2 。他們把熱機(jī)做的功和它從熱源吸收

32、的熱量的比值叫做熱機(jī)效率，用表示，即= W / Q1 。熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%3第二類永動(dòng)機(jī)：設(shè)想：只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C(jī)。第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，表示盡管機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而不引起其他變化；機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。能源與環(huán)境 能源的開發(fā)和應(yīng)用 能量耗散：各種形式的能量向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，無序程度較小的狀態(tài)向無序程度較大的狀態(tài)轉(zhuǎn)化。能量耗散雖然不會(huì)使能的總量不會(huì)減少，卻會(huì)導(dǎo)致能的品質(zhì)降低，它實(shí)際上將能量從可用的形式降級(jí)為不大可用的形式，煤、石油、天然氣等能源儲(chǔ)存著高品質(zhì)的能量，在利用它們的時(shí)候，高品質(zhì)的能量釋放

33、出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。故能量雖然不會(huì)減少但能源會(huì)越來越少，所以要節(jié)約能源。三種常規(guī)能源是：煤、石油、天然氣。開發(fā)和利用新能源：新能源主要指太陽能、生物能、風(fēng)能、水能等。這些能源一是取之不盡、用之不竭，二是不會(huì)污染環(huán)境等等。例題講解例1.根據(jù)熱力學(xué)第二定律，可知下列說法中正確的有：A熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體；B熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也可能從低溫物體傳到高溫物體；C機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；D機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，熱量也可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。例2.關(guān)于第二類永動(dòng)機(jī)，下列說法正確的是：A沒有冷凝器，只有單一的熱源

34、，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)叫做第二類永動(dòng)機(jī)；B第二類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，所以不可能制成；C第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；D第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化。例3.直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的A、B體積相同兩部分氣體，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加熱氣體使兩部分氣體均勻混合，設(shè)在此過程氣體吸熱Q，氣體的內(nèi)能增加為,則（ ）A； B；C； D.無法比較。例1.根據(jù)熱力學(xué)第二定律，可知下列說法中正確的有：A熱量能夠從高溫物體傳到低溫

35、物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體；B熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也可能從低溫物體傳到高溫物體；C機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；D機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，熱量也可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！局R(shí)點(diǎn)】熱力學(xué)定律【答案】BD【解析】根據(jù)熱傳遞的規(guī)律可知熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體；當(dāng)外界對(duì)系統(tǒng)做功時(shí)，可以使系統(tǒng)從低溫物體吸取熱量傳到高溫物體上去，致冷機(jī)（如冰箱和空調(diào)）就是這樣的裝置。但是熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，克服摩擦阻力做功，最終停止；在這個(gè)過程中機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為熱量。外界條件發(fā)生變化時(shí)，熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；如

36、在等溫膨脹過程中，系統(tǒng)吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化為對(duì)外界做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。綜上所述，該題的正確答案是B、D。例2.關(guān)于第二類永動(dòng)機(jī)，下列說法正確的是：A沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)叫做第二類永動(dòng)機(jī)；B第二類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，所以不可能制成；C第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；D第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化?！局R(shí)點(diǎn)】熱力學(xué)定律【答案】AD【解析】根據(jù)第二類永動(dòng)機(jī)的定義可A正確，第二類永動(dòng)機(jī)不違反了能量守恒定律，是違反第二定律，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤。機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能在引起其他變化時(shí)是可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以C錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確。例3.直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的A、B體積相同兩部分氣體，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加熱氣體使兩部分氣體均勻混合，設(shè)在此過程氣體吸熱Q，氣體的內(nèi)能增加為,則（ ）A； B；C； D.無法比較?！局R(shí)點(diǎn)】能的轉(zhuǎn)化和能量守恒【答案】B【解析】A、B氣體開始的合重心在中線下，混合均勻后在中線，所以系統(tǒng)重力勢(shì)能增大