高中物理-功和内能
- 格式:docx
- 大小:57.70 KB
- 文档页数:4
第1节功、热和内能的改变教学设计在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉,迅速压下筒中的活塞,可以观察到硝化棉燃烧的火苗。
ppt课件展示提问:为什么筒底的硝化棉会被点燃呢?你能解释这个现象吗?(一)焦耳热功当量实验装置——对系统做机械功重物下落带动轮叶旋转,通过搅拌对绝热容器内的液体做功,使液体升温,即状态发生变化.结论:只要重力所做的功相同,容器内水温上升的数值都是相同的,即系统状态的变化是相同的(二)实验二:对系统做电功电流通过电热丝使绝热容器内的液体温度升高.结论:对同一系统,在绝热过程中只要所做的电功相同,系统温度上升的数值就相同,即系统的状态变化相同.思考:焦耳的热功当量实验和电流热效应给水加热的实验中做功的方式相同吗?你能得出什么结论?在各种不同的绝热过程中,如果使系统从状态1变为状态2,所需外界做功的数量是相同的.也就是说,在各种不同的绝热过程中,要使系统状态发生变化,做功的数量只由始末两个状态决定,与做功方式无关.绝热过程:系统只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热,这样的过程叫做绝热过程.在热力学系统的绝热过程中,外界对系统所做的功仅由过程的始末两个状态决定,不依赖于做功的具体过程和方式。
类比思考:哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定,与物体的运动路径无关?(三)内能U1、任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系.我们把这个物理量称为系系统的内能.思考:我们曾经学习过内能的概念是什么呢?当时讲的内能的变化与什么有关?而这一致吗?有何关系?①宏观定义(热力学对内能的定义):任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的一种能量,这种能量叫做系统的内能。
①微观定义(分子动理论对内能的定义):物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
2、当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时,内能的增加量①U=U2-U1就等于外界对系统所做的功W,即①U=W.拓展思考:在绝热过程中,外界对系统做功,系统的内能怎么变?数量上有什么关系?若系统对外界做功呢?小试牛刀【例题】如图所示是焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验,下列说法正确的是(C)A.系统状态的改变只能通过传热来实现B.系统状态的改变只能通过做功来实现C.在各种不同的绝热过程中,系统状态的改变与做功方式无关,仅与做功数量有关D.在各种不同的绝热过程中,系统状态的改变不仅与做功方式有关,还与做功数量有关(一)外界对系统做功实验现象:橡胶塞跳出时,瓶内出现白雾。
高中物理知识点总结热力学基础IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】一.教学内容:热力学基础(一)改变物体内能的两种方式:做功和热传递1. 做功:其他形式的能与内能之间相互转化的过程,内能改变了多少用做功的数值来量度,外力对物体做功,内能增加,物体克服外力做功,内能减少。
2. 热传递:它是物体间内能转移的过程,内能改变了多少用传递的热量的数值来量度,物体吸收热量,物体的内能增加,放出热量,物体的内能减少,热传递的方式有:传导、对流、辐射,热传递的条件是物体间有温度差。
(二)热力学第一定律1. 内容:物体内能的增量等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q 的总和。
2. 表达式:。
3. 符号法则:外界对物体做功,W取正值,物体对外界做功,W取负值,吸收热量Q 取正值,物体放出热量Q取负值;物体内能增加取正值,物体内能减少取负值。
(三)能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。
在转化和转移的过程中,能的总量不变,这就是能量守恒定律。
(四)热力学第二定律两种表述:(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。
(2)不可能从单一热源吸收热量,并把它全部用来做功,而不引起其他变化。
热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。
(3)热力学第二定律的微观实质是:与热现象有关的自发的宏观过程,总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。
(4)熵是用来描述物体的无序程度的物理量。
物体内部分子热运动无序程度越高,物体的熵就越大。
(五)说明的问题1. 第一类永动机是永远无法实现的,它违背了能的转化和守恒定律。
2. 第二类永动机也是无法实现的,它虽然不违背能的转化和守恒定律,但却违背了热力学第二定律。
(六)能源和可持续发展1. 能量与环境(1)温室效应:化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳,使大气中二氧化碳的含量大量提高,导致“温室效应”,使得地面温度上升,两极的冰雪融化,海平面上升,淹没沿海地区等不良影响。
功和内能热和内能知识元改变内能的两种方式知识讲解一、功和内能1.功与系统内能改变的关系:做功可以改变系统的内能。
(1)外界对系统做功,系统的内能增加,在绝热过程中,内能的增量就等于外界对系统做的功,即:ΔU=U2-U1=W(2)系统对外界做功,系统的内能减少。
在绝热过程中,系统对外界做多少功,内能就减少多少,即W=-ΔE2.在绝热过程中,功是系统内能转化的量度3.功和内能的区别(1)功是能量转化的量度,是过程量,而内能是状态量(2)做功过程中,能量一定会发生转化,而内能不一定变化(3)内能变化时不一定有力做功,也可能是传热改变了物体的内能。
物体的内能大,并不意味着做功多二、热和内能1.传热与内能改变的关系(1)不仅对系统做功可以改变系统的热力学业状态,单纯的对系统传热也能改变系统的热力淡定状态,所以热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度(2)在单纯传热中,系统从外界吸收多少热量,内能就增加多少;系统向外界放出多少热量,系统的内能就减少多少。
即:ΔU=U2-U1=Q2.传热改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程3.内能与热量的区别内能是一个状态量,一个物体在不同的状态下具有不同的内能,而热量是一个过程量,它表示由于传热而引起的内能变化过程中转移的能量,即内能的改变量。
如果没有传热,就无所谓热量,但此时物体仍有一定的内能例题精讲改变内能的两种方式例1.用力搓手感觉手会发热、冬天在阳光下觉得暖和等物理现象表明:____和_____在改变物体内能上可以起到相同的效果。
例2.关于热传递,下列说法中正确的是()A.热传递的实质是温度的传递B.物体间存在着温度差,才能发生热传递C.热传递可以在任何情况下进行D.物体内能发生改变,一定是吸收或放出了热量例3.如图所示,在较厚的有机玻璃筒底部,放置少量易燃物,如蓬松的硝化棉。
迅速压下筒中的活塞,可看到硝化棉被点燃而发出火光。
对该实验现象的下列说法中正确的是()A.这个实验说明功可以变成能B.这个实验说明做功可以改变筒内空气的内能C.用厚有机玻璃做筒和迅速压缩都是为了保证该过程为绝热过程D.活塞向下迅速压缩过程,筒内空气的分子平均动能和分子势能都增大了例4.小实验:将钢丝掰直后,快速来回弯曲,用手接触弯曲部分会感觉____,这是由于________________________________________。
高中物理公式:功和能{W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP注:功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;O0≤α<90O做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6*106J,1eV=1.60*10-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。
质点的运动(1)——直线运动理解口诀:1.物体模型用质点,忽略形状和大小;地球公转当质点,地球自转要大小。
物体位置的变化,准确描述用位移,运动快慢S比t,a用Δv与t比。
2.运用一般公式法,平均速度是简法,中间时刻速度法,初速为零比例法,再加几何图像法,求解运动好方法。
自由落体是实例,初速为零a等g.竖直上抛知初速,上升最高心有数,飞行时间上下回,整个过程匀减速。
匀变速直线运动平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-V02=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+V0)/2(分析纸带常用)末速度Vt=V0+at;5.中间位置速度Vs/2=[(V02+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=V0t+at2/2加速度a=(Vt-V0)/t{以V0为正方向,a与V0同向(加速)a>0;反向则a<0}实验用推论Δs=aT2{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}(分析纸带常用逐差法求加速度)主要物理量及单位:初速度(V0):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
是因为晶体溶化时吸收的热量转化为它的内能了所以温度不变。
比如水和冰:虽然温度不变,但随液体的增多,内能增大。
0℃的水比0℃的冰内能大,当冰水体系中水的含量增多,则冰的含量降低,体系内能增大。
从微观来讲,虽然温度不变,水分子和冰分子(暂且称之为“冰分子”)分子动能是相同的,而分子间距不同,则分子势能不同。
水分子分子势能大于冰分子的分子势能,所以0℃水的内能大于0℃冰的内能.固体,液体是物质的状态,它们是可以转化的,当固体的温度上升内能增大达到它的液化临界点时就会液化,反之就相反。
关于内能和温度楼主参考下面:温度表示物体的冷热程度,它是一个状态量,所以只能说“物体的温度是多少”。
两个不同状态间可以比较温度的高低。
温度是不能“传递”和“转移”的,其单位是“摄氏度”。
从分子动理论的观点来看,它跟物体内部分子的无规则运动情况有关,温度越高,分子无规则运动的速度就越大,分子运动就越剧烈。
可以说,温度是分子无规则运动的剧烈程度的标志,它是大量分子无规则运动的集中体现,对于个别分子毫无意义。
内能是能量的一种形式,它是物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和。
内能和温度一样,也是一个状态量,通常用“具有”等词来修饰。
内能大小与物体的质量(反映物体内部分子数的多少,影响分子的动能)、体积(反映分子间平均距离的大小,影响分子间的势能)、温度及构成物体的物质种类都有关系。
现阶段主要掌握与温度的关系。
一个物体温度升高时,它的内能增大,温度降低时,内能减小。
切记“温度不变时,它的内能一定不变”是错误的。
如晶体熔化、液体沸腾时,温度保持不变,但要吸热,内能增加。
温度不变时,它的内能也可能减小(想一想为什么?)同样,物体放出热量时,温度也不一定降低。
热量是在热传递过程中,传递能量的多少。
它反映了热传递过程中,内能转移的数量,是内能转移多少的量度,是一个过程量,要用“吸收”或“放出”来表述而不能用“具有”或“含有”。
热量的单位是“焦耳”。
2.功和内能:(1)内能:任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系.鉴于功是能量变化的量度,所以这个物理量必定是系统的一种能量,我们把它称为系统的内能.(2)功和内能:在绝热过程中,外界对系统做的功等于系统内能的增加量,即ΔU=W.二、热量与内能:1.热传递(1)条件:物体的温度不同.(2)定义:两个温度不同的物体相互接触时,温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,热量从高温物体传到了低温物体.2.热和内能(1)热量:它是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度.(2)表达式:ΔU=Q.(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同:①做功和热传递都能引起系统内能的改变.②做功时是内能与其他形式能的转化;热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移.三、理解:1.内能:物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和.(1)在微观上由分子数、分子热运动的剧烈程度和相互作用力决定,宏观上体现为物体的温度和体积,因此物体的内能是一个状态量.(2)在系统不吸热也不放热的绝热过程中,状态发生的变化是由于做功造成的,伴随的能量转化是外界的能量与系统自身的能量发生了转化,系统自身的能量称为内能.(3)造成系统内能变化的量与做功方式无关,与做功的数量有关.(4)内能是状态量,由它的状态、温度、体积、质量决定.2.(1)做功与内能变化的关系:当系统从某一状态经过绝热过程达到另一状态时,内能的增加量ΔU就等于外界对系统所做的功W,用式子表示为:ΔU=U2-U1=W.(2)系统内能的改变量ΔU只与初、末状态的内能U1和U2有关,与做功的过程、方式无关.(3)功和内能的区别①功是过程量,内能是状态量.②在绝热过程中,做功一定能引起内能的变化.③物体的内能大,并不意味着做功多,在绝热过程中,只有变化较大时,对应着做功较多.(4)分析绝热过程的方法1.在绝热的情况下,若外界对系统做正功,系统内能增加,ΔU为正值;若系统对外界做正功,系统内能减少,ΔU为负值.此过程做功的多少为内能转化多少的量度.2.在绝热过程中,内能和其他形式的能一样也是状态量,气体的初、末状态确定了,即在初、末状态的内能也相应地确定了,内能的变化ΔU也确定了.而功是能量转化的量度,所以ΔU=W,即W为恒量,这也是判断绝热过程的一种方法.3.热传递(1)热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,叫做热传递.(2)热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射.2.热传递的实质:热传递实质上传递的是能量,结果是改变了系统的内能.传递能量的多少用热量来量度.3.传递的热量与内能改变的关系(1)在单纯热传递中,系统从外界吸收多少热量,系统的内能就增加多少.即Q吸=ΔU.(2)在单纯热传递中,系统向外界放出多少热量,系统的内能就减少多少.即Q放=-ΔU.4.热传递具有方向性热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,不会自发地从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分.52.功和内能:(1)内能:任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统的物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在过程中对系统所做的功相联系.鉴于功是能量的量度,所以这个物理量必定是系统的一种能量,我们把它称为系统的内能.(2)功和内能:在绝热过程中,外界对系统做的功等于系统内能的增加量,即 .二、热量与内能:1.热传递(1)条件:物体的不同.(2)定义:两个不同的物体相互接触时,温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,从高温物体传到了低温物体.2.热和内能(1)热量:它是在单纯的传热过程中系统变化的量度.(2)表达式: .(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同:①做功和热传递都能引起系统的改变.②做功时是内能与其他形式能的;热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间.三、理解:1.内能:物体的内能是指物体内所有分子的和之和.(1)在微观上由分子数、分子热运动的和决定,宏观上体现为物体的和,因此物体的内能是一个状态量.(2)在系统不吸热也不放热的绝热过程中,状态发生的变化是由于造成的,伴随的能量转化是外界的能量与系统自身的能量发生了转化,系统自身的能量称为内能.(3)造成系统内能变化的量与做功方式无关,与有关.(4)内能是,由它的状态、温度、体积、质量决定.2.(1)做功与内能变化的关系:当系统从某一状态经过绝热过程达到另一状态时,内能的增加量ΔU就等于外界对系统所做的功W,用式子表示为:ΔU=U2-U1=W.(2)系统内能的改变量ΔU只与初、末状态的内能U1和U2有关,与做功的过程、方式无关.(3)功和内能的区别①功是,内能是.②在绝热过程中,做功一定能引起的变化.③物体的内能大,并不意味着做功多,在绝热过程中,只有变化较大时,对应着做功较多.(4)分析绝热过程的方法1.在绝热的情况下,若外界对系统做,系统内能增加,ΔU为正值;若系统对外界做正功,系统内能,ΔU为负值.此过程做功的多少为内能转化多少的量度.2.在绝热过程中,内能和其他形式的能一样也是状态量,气体的初、末状态确定了,即在初、末状态的内能也相应地确定了,内能的变化ΔU也确定了.而功是的量度,所以ΔU=W,即W为恒量,这也是判断绝热过程的一种方法.3.热传递(1)热量从传递到,或从物体的高温部分传递到低温部分,叫做热传递.(2)热传递的三种方式:、和.2.热传递的实质:热传递实质上传递的是,结果是改变了系统的内能.传递能量的多少用热量来量度.3.传递的热量与内能改变的关系(1)在单纯热传递中,系统从外界吸收多少热量,系统的内能就多少.即Q吸=ΔU.(2)在单纯热传递中,系统向外界放出多少热量,系统的内能就多少.即Q放=-ΔU.4.热传递具有方向性热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,不会自发地从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分.52.做功和热传递都可改变物体的内能,从效果上是等效的.( )3.热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体.( )1.(多)如图1012所示,柱形容器内封有一定质量的空气,质量为m的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成.另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上,并随活塞一起到达最低点B而静止.在这一过程中,下述空气内能的改变量ΔU、外界对气体所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系中不正确的是( ) A.Mgh+mgΔh=ΔU+W B.ΔU=W,W=Mgh+mgΔhC.ΔU=W,W<Mgh+mgΔh D.ΔU≠W,W=Mgh+mgΔh E.Mgh+mgΔh>ΔU2.(多)如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦,则被密封的气体的下列说法不正确的是( ) A.温度升高,压强增大,内能减少 B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加 D.温度降低,压强减小,内能增加E.分子的平均动能增加,分子对器壁单位面积碰撞的冲力增大3.(多)如图所示,为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高.关于这个实验,下列说法正确的是( )A.这个装置可测定热功当量 B.做功增加了水的热量C.做功增加了水的内能 D.功和热量是完全等价的,无区别E.在绝热过程中,做功一定增加水的内能4.(多)关于物体的内能和热量,下列说法中不正确的有( )A.热水的内能比冷水的内能多 B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大C.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等D.在热传递过程中,热量从高温物体传递到低温物体,直到两物体的温度相同为止E.热量是热传递过程中内能转移的量度5.一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度T1比铁块的温度T2高,当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,则( )A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量D.达到热平衡时,铜块的温度比铁块的低 E.热平衡时,两者的温度相等6.关于热量、功和内能的下列说法中正确的是( )A.热量、功、内能三者的物理意义等同 B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功都可以作为物体内能变化的量度 D.热量、功、内能的单位相同E.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的2.做功和热传递都可改变物体的内能,从效果上是等效的.(√)3.热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体.(×)1.如图1012所示,柱形容器内封有一定质量的空气,质量为m 的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成.另有质量为M 的物体从活塞上方的A 点自由下落到活塞上,并随活塞一起到达最低点B 而静止.在这一过程中,下述空气内能的改变量ΔU 、外界对气体所做的功W 与物体及活塞的重力势能的变化关系中不正确的是( )图1012A .Mgh +mg Δh =ΔU +WB .ΔU =W ,W =Mgh +mg ΔhC .ΔU =W ,W <Mgh +mg ΔhD .ΔU ≠W ,W =Mgh +mg ΔhE .Mgh +mg Δh >ΔU【解析】 物体与活塞碰撞时有机械能损失,因此物体和活塞重力势能的减少量大于气体内能的增加量;根据功与内能增加量的关系可知,外界对气体所做的功W 与空气内能的变化量相等,因此ΔU =W ,W <Mgh +mg Δh ,C 、E 正确,A 、B 、D 错误.特别注意物体与活塞碰撞时有机械能损失.【答案】 ABD2.如图1013所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F ,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦,则被密封的气体的下列说法不正确的是( )图1013A .温度升高,压强增大,内能减少B .温度降低,压强增大,内能减少C .温度升高,压强增大,内能增加D .温度降低,压强减小,内能增加E .分子的平均动能增加,分子对器壁单位面积碰撞的冲力增大【解析】 由F 对密闭的气体做正功,容器及活塞绝热,则系统与外界传递的热量Q =0,由功和内能的关系知,理想气体内能增大,温度升高,再根据pV T=C ,V 减小,p 增大.答案A 、B 、D.【答案】 ABD3.如图1014所示,为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高.关于这个实验,下列说法正确的是( )图1014A .这个装置可测定热功当量B.做功增加了水的热量C.做功增加了水的内能D.功和热量是完全等价的,无区别E.在绝热过程中,做功一定增加水的内能【解析】将做功过程和吸热过程在同等条件下比较,可测出热功当量,故A正确;做功增加了水的内能,热量只是热传递过程中内能改变的量度,故B错误,C正确;做功和传热产生的效果相同,但功和热量是不同的概念,D错误.【答案】ACE4.关于物体的内能和热量,下列说法中不正确的有( )A.热水的内能比冷水的内能多B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大C.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等D.在热传递过程中,热量从高温物体传递到低温物体,直到两物体的温度相同为止E.热量是热传递过程中内能转移的量度【解析】物体的内能由温度、体积及物体的质量决定,不是只由温度决定,故A、B错;在热传递过程中,热量由高温物体传给低温物体,而与物体的内能大小无关,所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大,内能小的物体内能继续减小,故C项错、D项对;关于热量的论述,E项是正确的.【答案】ABC5.一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度T1比铁块的温度T2高,当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,则( )A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量D.达到热平衡时,铜块的温度比铁块的低E.热平衡时,两者的温度相等【解析】热平衡条件是温度相等,热传递的方向是从温度高的物体传向温度低的物体.在热传递过程中高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,因此A、C、E正确,B、D错误.【答案】ACE6.关于热量、功和内能的下列说法中正确的是( )A.热量、功、内能三者的物理意义等同B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功都可以作为物体内能变化的量度D.热量、功、内能的单位相同E.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的【解析】物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和,而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径,这三者的物理意义不同,A项错误;热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的,而功也是用做功的方式量度物体内能变化多少的,B项错误;C项正确.三者的单位都是焦耳,D项正确;热量和功是过程量,内能是状态量,E项正确.【答案】CDE。
高中物理-功和内能
在绝热气缸中封闭着两部分同种类的气体A和B,中间用绝热活塞隔开,活塞用销钉固定着。
开始时两部分气体的体积和温度都相同,气体A的质量大于气体B的质量。
撤去销钉后活塞可以自由移动,最后达到平衡。
关于B部分气体的内能和压强的大小
A.内能增加,压强不变B.内能不变,压强不变
C.内能增加,压强增大D.内能不变,压强增大
【参考答案】C
【试题解析】因为气体A的质量大于气体B的质量,故开始时气体A的压强大于气体B的压强,撤去销钉后,A气体膨胀对B气体做功,故B气体内能增加,压强增大,选C。
【知识补给】
功和内能
(1)气体做功的特征是气体体积的变化,若气体只有压强的变化而无体积的变化,气体不做功。
(2)做功的对象是实物,故气体向真空膨胀不做功。
(3)理想气体被绝热压缩,则内能增加,温度升高,体积减小,压强一定增大;理想气体绝热膨胀,则内能减少,温度降低,压强一定增大。
如图所示,内壁光滑的绝热气缸竖直立于地面上,绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸中,活塞静止时处于A位置。
现将一重物轻轻地放在活塞上,活塞最终静止在B 位置。
则活塞在B位置时与活塞在A位置时相比较
A.气体的内能可能相同
B.气体的温度一定不同
C.单位体积内的气体分子数不变
D.单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的次数一定增多
如图所示,绝热气缸固定在水平地面上,气缸内用绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。
开始时活塞静止在图示位置现用力使活塞缓慢向右移动一段距离,则在此过程中
A.外界对缸内气体做正功
B.缸内气体的内能不变
C.缸内气体在单位时间内作用于活塞单位面积的冲量增大
D.在单位时间内缸内气体分子与活塞碰撞的次数减少
如图所示,用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分,先把活塞锁住,将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分,然后提起销子,使活塞可以无摩擦地滑动,当活塞平衡时
A.氢气的温度不变B.氢气的压强减小
C.氢气的体积减小D.氧气的温度升高
绝热气缸的质量为M,绝热活塞的质量为m,活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气,气缸中密封一部分理想气体,最初气缸被销钉固定在足够长的光滑固定斜面上。
如图所示,现拔去销钉,让气缸在斜面上自由下滑,当活塞与气缸相对静止时,被封气体与原来气缸静止在斜面上时相比较,下列说法中正确的是
A.气体的压强不变B.气体的内能减小
C.气体的温度升高D.气体的体积增大
如图是一个绝热容器,挡板A上方为理想气体,挡板A下方为真空。
现在把挡板A突然抽走,使气体充满整个容器,再用绝热活塞B把气体压回到初始位置。
已知B与容器接触良好,不漏气。
则在第一个过程中,气体的温度________,第二个过程中气体的温度________。
(填“不变”、“升高”或“降低”)
【参考答案】
BD 由于气体被绝热压缩,所以气体的内能增大,温度升高,分子平均功能增大,又因单位体积内分子数增多,所以单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的次数一定增多,AC错误,BD正确。
D 用力使绝热活塞缓慢向右移动一段距离,对气体对外做功,内能减小,AB错误;由于内能减小,分子平均速率减小,同时体积变大,单位体积内的平均分子数减少,则缸内气体在单位时间内作用于活塞单位面积的冲量减小,在单位时间内缸内气体分子与活塞碰撞的次数减少,C错误,D错误。
BD 理想气体氢气和氧气的质量虽然相同,但由于氢气的摩尔质量小,故氢气物质的量多,又体积和温度相同,所以氢气的压强大,当拔掉销子后,会推动活塞向氧气一边移动,即氢气绝热膨胀,对外做功,内能减少,温度降低;氧气被绝热压缩,外界对它做功,内能增加,温度升高;氢气的压强减小,氧气的压强增大,AC错误,BD正确。
BD 设被封闭气体压强为p,大气压强为p0,开始时活塞静止,有mg sin θ+p0S=pS,后来气缸在斜面上自由下滑,当活塞与气缸相对静止时p=p0,故被封闭气体压强减小,A 错误;拔去销钉到活塞与气缸相对静止过程,随着气体压强减小,气缸的加速度减小,活塞的加速度增大,气缸的加速度始终大于活塞的加速度,则气体体积增大,对外做功,内能减小,温度降低,C错误,BD正确。
不变升高
第一个过程中因挡板A下面是真空,故气体绝热膨胀时并不做功,气体内能不变,温度不
变;第二个过程中活塞B对气体做功,气体被绝热压缩,故气体内能增加,温度升高。