高中物理 第3章 第1節(jié) 內(nèi)能 功 熱量學(xué)案 粵教版選修33

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1、 第三章　熱力學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié)　內(nèi)能　功　熱量 1．知道熱傳遞的實(shí)質(zhì)． 2．知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，明確兩種方式的區(qū)別． 3．明確內(nèi)能、功、熱量、溫度四個(gè)物理量的區(qū)別和聯(lián)系． 1．從宏觀上看，物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積都有關(guān)系．從微觀上看，溫度升高，分子平均動(dòng)能增加，因而物體的內(nèi)能增加，體積變化時(shí)，分子勢(shì)能變化，因而物體的內(nèi)能發(fā)生變化． 2．做功可以改變物體的內(nèi)能，若物體與外界無(wú)熱量交換，外界對(duì)物體做功，物體內(nèi)能增加，物體對(duì)外界做功，物體內(nèi)能減少，且做功的多少等于物體內(nèi)能的變化． 3．熱傳遞也可以改變物體的內(nèi)能．高溫物體總是自發(fā)地把它的內(nèi)能傳

2、遞給低溫物體，若熱傳遞過(guò)程中沒(méi)有做功過(guò)程，低溫物體吸收的熱量等于它內(nèi)能的增加，高溫物體放出的熱量等于它內(nèi)能的減少． 4．做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，但它們的實(shí)質(zhì)不同，做功對(duì)應(yīng)的是其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，熱傳遞是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移． 5．焦耳通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了機(jī)械功與所產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系，稱為熱功當(dāng)量，它等于4.18 J·cal－1. 1．如圖所示，把浸有乙醚的一小團(tuán)棉花放在厚玻璃筒的底部，當(dāng)很快地向下壓活塞時(shí)，由于被壓縮的氣體驟然變熱，溫度升高，達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來(lái)，此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且f(shuō)明(C) A．做功可以增加物體的熱量 B．做功一定升高物體

3、的溫度 C．做功可以改變物體的內(nèi)能 D．做功一定可以增加物體的內(nèi)能 解析：迅速向下壓活塞，實(shí)際上是在對(duì)玻璃氣筒內(nèi)的氣體做功，由于是迅速向下壓筒內(nèi)的氣體，做功時(shí)間極短，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程可認(rèn)為是絕熱過(guò)程(即Q＝0)．乙醚達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒表明氣體溫度升高，內(nèi)能增大，這說(shuō)明做功可以改變物體的內(nèi)能． 2．用下列方法改變物體的內(nèi)能，不屬于做功的方式是(D) A．搓搓手會(huì)感到手暖和些 B．汽油機(jī)汽缸內(nèi)被壓縮的氣體 C．車刀切下的熾熱鐵屑 D．物體在陽(yáng)光下被曬熱 解析：搓手時(shí)克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；汽缸壓縮氣體，對(duì)氣體做功；車刀切削鋼件，克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使切下的鐵屑溫度

4、升高，都是通過(guò)做功使內(nèi)能發(fā)生改變；物體在陽(yáng)光下被曬熱，不屬于做功的方式． 3．關(guān)于熱傳遞，下列說(shuō)法中正確的是(B) A．熱傳遞的實(shí)質(zhì)是溫度的傳遞 B．物體間存在著溫度差，才能發(fā)生熱傳遞 C．熱傳遞可以在任何情況下進(jìn)行 D．物體內(nèi)能發(fā)生改變，一定是吸收或放出了熱量 解析：熱傳遞的實(shí)質(zhì)是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，故A錯(cuò)．熱傳遞的條件是物體間存在溫度差，高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量，若兩物體溫度相同，它們之間便不再發(fā)生熱傳遞，即達(dá)到了熱平衡，故B對(duì)、C錯(cuò)．物體吸收或放出熱量，內(nèi)能會(huì)發(fā)生變化，但內(nèi)能變化不一定是熱傳遞引起的，還可以通過(guò)做功的方式實(shí)現(xiàn)，故D錯(cuò)． 4．(多選)在外界不做功的情況

5、下，物體的內(nèi)能增加了50 J，下列說(shuō)法中正確的是(BD) A．一定是物體放出了50 J的熱量 B．一定是物體吸收了50 J的熱量 C．一定是物體分子動(dòng)能增加了50 J D．物體的分子平均動(dòng)能可能不變 解析：在外界不做功的情況下，系統(tǒng)內(nèi)能的改變等于傳遞的熱量，內(nèi)能增加，一定是吸收了相等能量的熱量，故A錯(cuò)、B對(duì)．物體內(nèi)能包括所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能，內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能共同決定，所以內(nèi)能增加了50 J并不一定是分子動(dòng)能增加了50 J．物體的分子平均動(dòng)能有可能不變，這時(shí)吸收的50 J熱量全部用來(lái)增加分子勢(shì)能． 5．關(guān)于內(nèi)能、溫度和熱量，下列說(shuō)法中正確的是(C) A．物體的溫

6、度升高時(shí)，一定吸收熱量 B．物體沿光滑斜面下滑時(shí)，內(nèi)能將增大 C．物體沿斜面勻速下滑時(shí)，內(nèi)能可能增大 D．內(nèi)能總是從高溫物體傳遞給低溫物體，當(dāng)內(nèi)能相等時(shí)熱傳遞停止 解析：改變物體內(nèi)能的兩種方法：做功和熱傳遞．溫度升高，內(nèi)能增加，但不一定是吸收熱量，A錯(cuò)誤；物體克服摩擦力做功，摩擦生熱，內(nèi)能可能增大，B錯(cuò)誤、C正確；熱傳遞的條件是存在溫度差，熱量從溫度高的物體傳遞給溫度低的物體，溫度相同后熱傳遞停止，D錯(cuò)誤． 6．(多選)如圖所示為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，用絕熱良好的材料將容器包好，重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(AC) A．這個(gè)裝置可測(cè)定

7、熱功當(dāng)量 B．做功增加了水的熱量 C．做功增加了水的內(nèi)能 D．功和熱量是完全等價(jià)的，無(wú)區(qū)別 解析：可通過(guò)重力做功與水溫升高吸收的熱量，測(cè)定熱功當(dāng)量，做功增加了水的內(nèi)能，而熱量只是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能改變的量度，所以功與熱量是不同的．故選A、C. 7．在給自行車輪胎打氣時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)胎內(nèi)空氣溫度升高，這是因?yàn)?D) A．胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)不斷增大，而容積不變 B．輪胎從外界吸熱 C．外界空氣溫度本來(lái)就高于胎內(nèi)氣體溫度 D．打氣時(shí)，外界不斷地對(duì)胎內(nèi)氣體做功 解析：給自行車輪胎打氣，人對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增加，所以溫度升高． 8．(多選)在一個(gè)絕熱氣缸里，若因氣體膨脹，向上推動(dòng)活塞，則在

8、這個(gè)過(guò)程中，氣缸里的氣體(BD) A．溫度升高 B．溫度降低 C．內(nèi)能增大 D．內(nèi)能減小 解析：因絕熱氣缸里的氣體與外界無(wú)熱交換，氣體向上推動(dòng)活塞過(guò)程中，對(duì)外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，B、D正確． 9．一定質(zhì)量的氣體封閉在絕熱的汽缸內(nèi)，當(dāng)用活塞壓縮氣體時(shí)，一定減小的物理量有(不計(jì)氣體分子勢(shì)能)(A) A．氣體體積 B．氣體分子密度 C．氣體內(nèi)能 D．氣體分子的平均動(dòng)能 解析：絕熱過(guò)程外力對(duì)系統(tǒng)做功，內(nèi)能增加，溫度升高，分子平均動(dòng)能增加． 10．給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面，在緩慢放水過(guò)程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢(shì)能，則胎內(nèi)氣體(A) A．從外界吸熱 B．對(duì)外界做負(fù)功 C．分子平均動(dòng)能減小 D．內(nèi)能增加 解析：胎內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個(gè)溫度不變、壓強(qiáng)減小、體積增大的過(guò)程．溫度不變，分子平均動(dòng)能和內(nèi)能不變．體積增大，氣體對(duì)外界做正功，從而要從外界吸熱，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．