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【金版新学案】2013-2014学年高中物理同步配套辅导与检测（粤教版，选修3-3）：第三章 第一节 内能 功 热量（38张ppt）
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上传时间: 2014-08-17
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第一节 内能 功 热量
热力学基础
1．了解内能改变的两种方式：做功、热传递．
2．了解内能的变化可以分别由功和热量来量度．
3．理解热量的概念．
4．理解做功和热传递对改变物体内能的等效性及它们本质区别．
物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能．它与物体的温度有关(温度是分子平均动能的标志)．分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能．它和物体的体积有关．
有什么办法能让你手中的铁丝发烫，你能说出多少种办法？
冬天，手很冷时，捧着热水袋会感到暖和，两手互相搓一搓也会感到暖和，为什么？
1．物体内所有分子热运动的____和________的总和，叫做物体的内能，内能与物体的温度和体积有关．
2．热传递和热量：
(1)内能从____物体传递到____物体，或从物体的____部分传到____部分的现象称为热传递．
(2)在热传递中传递的___________叫做热量．
动能 分子势能
高温 低温 高温
低温
内能的多少
3．改变物体内能的两种方式： ____和________ .
4．内能改变的量度．
(1)做功改变内能时，用________来量度．
(2)热传递改变内能时，用传递的________来量度．
(3)做功和热传递对改变物体内能是____的．
做功 热传递
功的多少
热量多少
等效
热量与内能的关系
物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．内能是不同于机械能的另一种形式的能．它由大量分子热运动和分子间的相对位置决定，也就是与物体的温度和体积有关．物体的内能不可能等于零．机械能在一定条件下可等于零．
内能从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传到低温部分的现象称为热传递．热传递有三种方式：热传导、热对流和热辐射．
在热传递中传递的内能的多少叫做热量．高温物体放出热量，内能减小；低温物体吸收热量，内能增大；热传递中传递的是能量，实质是内能的转移，不是传递温度．
关于热传递，下列说法正确的是( )
A．热传递的实质是温度的传递
B．物体间存在温度差，才能发生热传递
C．热传递可以在任何情况下发生
D．热传递是内能大的传给内能小的
解析：热传递的实质是内能的转移，不是传递温度，A错误；热传递是内能从高温物体传递到低温物体，必须存在温差，B正确，C错误；内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，内能大的不一定是高温物体，D错误．
答案：B
1．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．物体的温度越高，所含热量越多
B．温度高的物体，内能一定大
C．0℃的冰块，内能一定为零
D．温度不同的两物体间会发生热传递
解析：热量是热传递中传递的内能的多少，不能说物体含热量，A错误；内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，不同物体分子数量、分子势能等不清楚，所以温度高的物体内能不一定大，B错误．任何物体都有分子热运动，内能不可能等于零，C错误；热传递内能从高温物体传递到低温物体，D正确．
答案：D
改变物体内能的两种方式：做功和热传递
1．做功改变物体内能．
做功使物体内能发生改变时，内能的改变用功的数值来量度．外界对物体做多少功，物体内能就可增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就可减少多少(ΔU＝W)．
做功改变物体内能的实质是机械能(或其它形式的能)与内能之间的相互转化．
2．热传递改变物体内能．
热传递使物体内能发生改变时，内能的改变用热量来量度．外界传递给物体多少热量，或者说物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少；物体传递给外界多少热量，或者说物体放出多少热量，物体的内能就减少多少(ΔU＝Q)．
高温物体放出热量，内能会减小，但温度不一定降低；低温物体吸收热量，内能会增大，温度也不一定升高；热传递中传递的是能量，不是温度．
3．做功和热传递对改变物体内能是等效的．例如使锯片发烫，内能增大，可以锯木头，也可放在火上烤，两种方法可以达到相同的效果．
4．理想气体由于分子势能为零，可通过温度的变化来判断内能是否改变．通常情况下，对固体或液体，由于体积变化不明显，主要也是通过温度的变化来判断内能是否改变的．
关于改变物体的内能，下列说法正确的是( )
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
B．外界对物体做功，物体的内能一定增大
C．物体对外界放热，物体的内能一定增大
D．热量是在热传递中，从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移内能的多少
解析：做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的方法，做功的过程是不同形式的能相互转化的过程，而热传递是同种形式的能(内能)在物体间或物体的各部分间的转移，A正确；物体内能的变化取决于做功和热传递两种途径，单凭一方面不足以判断其内能的变化，B、C错误；根据热量的概念可知D正确．
答案：AD
2．在密闭又绝热的装置中，外界压缩气体做功50 J，下列说法正确的是( )
A．气体的内能一定增加50 J
B．气体的内能一定小于50 J
C．气体的内能可能小于50 J
D．气体的内能有可能不变
解析：绝热的装置中不能发生热传递，做功的过程就是物体内改变的过程，外界压缩气体做多少功，就有多少机械能转化为气体的内能，A正确．
答案：A
1．关于内能和机械能，下面说法正确的是( )
A．机械能越大的物体，其内能也越大
B．当物体的机械能发生变化时，其内能也发生变化
C．任何物体都有内能，但物体机械能可以为零
D．两物体发生滑动摩擦时，机械能减小，内能增大
解析：内能和机械能是两种不同形式的能，无必然联系，AB错误；由内能和机械能的概念可知任何物体都有内能，但可以无机械能，C正确；两物体发生滑动摩擦时，机械能转化为内能，即摩擦生热，D正确．
答案：CD
2．做功和热传递的共同点是( )
A．都能使物体增加热量
B．都能使物体温度升高
C．都能使物体内能改变
D．都能使物体比热容增大
解析：功和热传递对改变物体内能是等效的，都可使物体内能改变，温度改变，但不能说改变热量，BC正确，A错误；物体的比热容是物体的一种特性，由物体本身决定，与其它因素无关，D错误．
答案：BC
3．下列实例中，属于做功来增加物体内能的是( )
A．铁棒放在炉子里被烧红
B．锯条锯木头时会发热
C．古时候的猿人钻木取火
D．冬天在阳光下取暖
解析：由做功和热传递的概念可知A、D选项是热传递改变物体内能；B、C选项才是做功来改变物体内能．
答案：BC
4．对于一定质量的气体( )
A．吸热时其内能可以不变
B．吸热时其内能一定增大
C．不吸热也不放热时其内能一定不变
D．不吸热也不放热时其内能可能减小
解析：物体内能的变化取决于做功和热传递两种途径，单凭一方面不可判断其内能的变化，A、D正确，B、C错误．
答案：AD
5．若A、B两物体之间没有热传递，正确的解释是( )
A．两物体所包含的热量相等
B．两物体的内能相等
C．两物体的温度相等
D．两物体没有接触，且都处在真空中
解析：热传递发生的条件是物体存在温度差，没有热传递说明两物体的温度相等，B错误，C正确；热量是热传递中传递的内能的多少，不能说物体含热量，A错误；两物体的温度不同，在真空中不接触也可通过辐射发生热传递，D错误．
答案：C
6．关于物体的内能及其变化，下列说法正确的是( )
A．物体温度改变时，其内能必定改变
B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变
C．物体对外做功，其内能必定改变；物体向外放热，其内能必改变
D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变
解析：一定质量的物体的内能由温度和体积共同决定．温度改变，内能不一定改变，A错误；做功和热传递是改变物体内能的两种方式，若物体对外做功W，同时吸热Q，若W＞Q，则内能减小；若W＝Q，则内能不变；若W＜Q，则内能增大；B正确，C、D错误．
答案：B
7．在一个绝热气缸里，若因气体膨胀，向上推动活塞，则在这个过程中，气缸里的气体( )
A．温度升高 B．温度降低
C．内能增大 D．内能减小
解析：因与外界无热交换，气体向上推动活塞过程中，对外做功，内能减小，温度降低，B、D正确．
答案：BD
8．如图所示的容器中，A 、B各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面大气压恒定，A 、B的底部由带阀门的管道相连，整个装置绝热．原先A中的水面比B中的高，打开阀门，A中的水向B流动，最后达到平衡，在这个过程中( )
A．水的内能不变
B．水的内能减小
C．水的内能增大
D．无法判断
解析：打开阀门，水的重心降低，重力对水做正功，系统又绝热，故水的内能增大，C正确．
答案：C
9．子弹以速度v＝200 m/s射入木块后停在木块中，木块没有移动．系统增加的内能的60%使子弹的温度升高，子弹温度升高多少？子弹的比热容是0.12×103 J/(kg·℃)．
解析： 设子弹的质量为m，由于子弹射入木块后停在木块中，木块没有移动，子弹的机械能全部转化为内能，得
ΔE＝ mv2①
子弹的吸收的热量Q＝60%ΔE②
又有Q＝cmΔt ③
由①②③式解得Δt＝100 ℃
即子弹温度升高100 ℃.
答案：100 ℃
10．一研究性学习小组为收集地表植物吸收太阳能的数据，做如下实验：用一面积为0.1 m2的盆子盛6 kg水，经太阳垂直照射，5 min后水的温度升高5 ℃，若地表植物吸收太阳能的能力与水相同，试计算：
(1)每平方米面积的绿色植物每秒钟吸收太阳能为多少？
(2)若绿色植物在光合作用中吸收1 000 J的太阳能可吸收0.05 L二氧化碳，则每公顷(1公顷＝104 m2)绿地可吸收多少升二氧化碳？
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