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德钝市安静阳光实验学校热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2．1．1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为1E、2E，则有没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量，用Q表示。
传递的热量与内能变化的关系是做功和传热都能改变系统的内能，但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递；传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2．1．2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时，要经历一个过程，当系统由某一平衡态开始变化，状态的变化必然要破坏平衡，在过程进行中的任一间状态，系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时，气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻，气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同，在靠近活塞的气体压强要大一些，温度要高一些。
在热力学中，为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律，我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时，各时刻的状态也就非常接近平衡态，过程就成了准静态过程。
因此，准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况对于一定质量的气体，其准静态过程可用Vp-图、Tp-图、Tv-图上的一条曲线来表示。
注意，只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中，一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化，总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中，功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中，功的概念要广泛得多，除机械功外，主要的有：流体体积变化所作的功；表面张力的功；电流的功。
(1)机械功有些热力学问题中，应考虑流体的重力做功。
温度计问题一
1．有一支用毕没有甩过的体温计，读数停留在38.2℃，被误用来测量病人的体温。
病人实际体温是37.8℃，体温计读数是______℃；如果病人实际体温是38.5℃，体温计读数是______℃。
思路点拨
体温计的使用时应该注意，每测量过一次体温(读数)后，都要把体温计甩一下，以使体温计中的水银柱退回到体温计下端的水银泡中，才可以接着进行第二次测量．如果没有甩过使水银柱退回，则下一次测量中，若后一次的体温低于前一次的体温，而水银柱却仍停留在第一次读数的位置，这样将使人们误将前一次的体温作为后一次的体温．若后一次的体温高于前一次的体温，则水银在第二次的膨胀应比第一次的膨胀更多，由此得到第二次的读数比第一次的读数大，这一读数也是正确反映了第二次的体温的．
答案：38．2，38．5
2．两支内径不同、下面玻璃泡内水银量相等的合格的温度计，同时插入一杯热水中，过一会儿则会看到： [ ]
A．两支温度计水银柱上升的高度相同，示数相同；
B．内径细的温度计水银柱升得较高，示数较大；
C．内径粗的温度计水银柱升得较高，示数较大；
D．内径粗的温度计水银柱升得较低，两支温度计示数相同。
思路点拨
水银温度计是根据水银热胀冷缩的原理而制作成的．本题所给的是玻璃泡内水银量相等的两支合格水银温度计．则当温度升高相同的量时，两者的水银体积的膨胀量应该相等，水银膨胀使水银沿温度计内的细管上升，显然若细管内径越大，则上升的高度越小，若细管的内径越小，则上升的高度越大．又由于本题所给为两支合格温度计，而两者是显示当时的环境温度，故其示数应该是相等的．
答案:D。
饱和汽和未饱和汽固体、液体和气体是通常存在的三种物质状态。
在一定条件下，这三种物质状态可以相互转化，即发生物态变化，在初中我们学过一些物态变化的知识，这一章复习这方面的知识，同时学习一些新知识。
一、物态变化熔化和凝固物质从固态变成液态叫做熔化，从液态变成固态叫做凝固。
晶体物质和非晶体物质在熔化和凝固时情况是不同的。
晶体有一定的熔化温度——熔点，非晶体没有一定的熔点。
物质在熔化时要吸收热量，在凝固时要放出热量。
在晶体中，微粒排列成有规则的空间点阵，维持这种规则排列的是微粒之间的相互作用；微粒的热运动不足以克服这种相互作用，微粒一般只能在平衡位置附近做无规则的振动。
给晶体加热时，晶体从外界得到能量，微粒的热运动加剧。
达到一定的温度时，一部分微粒具有了足够的动能，能够克服微粒间的作用力，离开平衡位置。
这时晶体的点阵结构被破坏，晶体开始熔化。
在熔化过程中，外界供给晶体的能量，全部用来破坏晶体的点阵结构，增加分子间的势能，所以温度不发生变化。
凝固时，情况正好相反。
微粒排列成点阵结构时，微粒间的势能减小，因此虽然放出能量，温度却保持不变，直到全部凝固成晶体。
非晶体的微观结构本来就跟液体类似，非晶体在熔化过程中不必为破坏点阵结构而消耗能量，所以温度不停地上升。
汽化和液化物质从液态变成气态叫做汽化，从气态变成液态叫做液化。
汽化有两种方式：蒸发和沸腾。
蒸发是在液体表面进行的汽化现象，沸腾是在液体表面和液体内部同时发生的汽化现象。
增大气体的压强和降低气体的温度，可以使气体液化。
物质在汽化时要吸收热量，液化时要放出热量。
液体中分子热运动的平均动能跟温度有关，但在任何温度下，总有一部分分子的动能比平均动能大。
那些处在液体表面层附近的动能足够大的分子，能够挣脱周围分子的引力，飞出液面，形成蒸气（也常叫做汽），这就是蒸发。
液体温度越高，分子的平均动能就越大，具有足够大的动能因而能够飞出液面的分子也就越多。
所以，温度越高，蒸发得越快。
07物理竞赛讲义——热学第七部分热学热学知识在奥赛中的要求不以深度见长，但知识点却非常地多（考纲中罗列的知识点几乎和整个力学——前五部分——的知识点数目相等）。
而且，由于高考要求对热学的要求逐年降低（本届尤其低得“离谱”，连理想气体状态方程都没有了），这就客观上给奥赛培训增加了负担。
因此，本部分只能采新授课的培训模式，将知识点和例题讲解及时地结合，争取让学员学一点，就领会一点、巩固一点，然后再层叠式地往前推进。
一、分子动理论1、物质是由大量分子组成的（注意分子体积和分子所占据空间的区别）对于分子（单原子分子）间距的计算，气体和液体可直接用3分子占据的空间，对固体，则与分子的空间排列（晶体的点阵）有关。
23【例题1】如图6-1所示，食盐（N a Cl ）的晶体是由钠离子（图中的白色圆点表示）和氯离子（图中的黑色圆点表示）组成的，离子键两两垂直且键长相等。
已知食盐的摩尔质量为58.5×10－3kg/mol ，密度为 2.2×103kg/m 3，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol －1，求食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心之间的距离。
【解说】题意所求即图中任意一个小立方块的变长（设为a ）的2倍，所以求a 成为本题的焦点。
由于一摩尔的氯化钠含有N A 个氯化钠分子，事实上也含有2N A 个钠离子（或氯离子），所以每个钠离子占据空间为 v = Am ol N 2V而由图不难看出，一个离子占据的空间就是小立方体的体积a 3，即 a 3= Am olN 2V = Am olN 2/M ，最后，邻近钠离子之间的距离l = 2a【答案】3.97×10－10m 。
45N 表示分子总数）极大时的速率，v P =μRT2=mkT 2 ；平均速率v ：所有分子速率的算术平均值，v =πμRT 8=mkT 8π；方均根速率2v ：与分子平均动能密切相关的一个速率，2v =μRT 3=mkT 3〔其中R 为普适气体恒量，R = 8.31J/(mol.K)。
高中物理竞赛——热学题选1．一个老式的电保险丝，由连接在两个端纽之间的一根细而均匀的导线构成。
导线按斯特藩定律从其表面散热。
斯特藩定律指出:辐射功率P 跟辐射体表面积S 以及一个与温度有关的函数成正比，即(),44外辐T T S P -∞试说明为什么用保险丝时并不需要准确的长度。
2．有两根长度均为50cm 的金属丝A 和B 牢固地焊在一起，另两端固定在牢固的支架上（如图21-3）。
其线胀系数分别为αA =1.1×10-5/℃，αB =1.9×10-5/℃，倔强系数分别为K A =2×106N/m ，K B =1×106N/m ；金属丝A 受到450N 的拉力时就会被拉断，金属丝B 受到520N 的拉力时才断，假定支架的间距不随温度改变。
问：温度由+30°C 下降至-20°C 时，会出现什么情况？（A 、B 丝都不断呢，还是A 断或者B 断呢，还是两丝都断呢？）不计金属丝的重量，在温度为30°C 时它们被拉直但张力为零。
3．长江大桥的钢梁是一端固定，另一端自由的。
这是为什么？如果在-10℃时把两端都固定起来，当温度升高到40℃时，钢梁所承担的胁强（压强）是多少？（钢的线胀系数为12×10-6/℃，弹性模量为2.0×105N/mm 2，g=10m/s 2）4．厚度均为a=0.2毫米的钢片和青铜片，在T 1=293开时，将它们的端点焊接起来，成为等长的平面双金属片，若钢和青铜的线膨胀系数分别为10-5/度和2×10-5/度，当把它们的温度升高到T 2=293开时，它们将弯成圆弧形，试求这圆弧的半径，在加热时忽略厚度的变化。
5．在负载功率P 1=1kW ，室温t 0=20℃时，电网中保险丝的温度达到t 1=120℃，保险丝的材料的电阻温u C 图21-13度系数α=4×10-3K-1，保险丝的熔断温度t2=320℃，其所释放的热量与温度差成正比地增加，请估计电路中保险丝熔断时负载的功率。
第八章 热 学第一讲 热学基础一、总述热学是研究和温度有关的热现象所符合的规律。
热学分为热力学和统计热学。
分别是研究热学的二个分支，两种方法。
热力学：通过实验得出一系列的规律，从而得出物质的各项物理量随温度的变化描述。
是从宏观角度表述热学规律的。
统计热学：以分子动理论为基础，利用数学统计方法，得出物理规律。
是从微观的角度 表述热学规律的。
二、温标表示温度的一种方法。
常见的几种温标：1、摄氏温标：规定水在一个标准大气压下的冰点为0度，沸点为100度，中间的温度以水银的体积膨胀为准。
单位C 02、华氏温标：水的冰点为32度，水的沸点为212度，单位：F 0两种温标的换算关系：100180)32(00⨯-=F t t C t 3、热力学温标（理想气体温标）：根据热力学定律得出的与测温物质无关的温标。
单位K 。
15.273+=t T t T ∆=∆，热力学温度是一个基本物理量。
三、内能定义: 物体所有分子动能和分子势能之和。
有关因素: 微观: 分子数、分子运动的剧烈程度、 分子间距 宏观：温度、体积、摩尔数 内能是一个状态量。
任何物体都有内能。
四、热力学第一定律 U Q W ∆=+做功W ：是一个过程量，从相同的初态到相同的未态，经过不同的过程做功是不同的。
通过做功可以实现其它形式的能和内能之间的转化。
热量Q ：也是一个和过程有关的物理量，从相同的初态到相同的未态，经历不同的过程，吸收或释放的热量是不同的。
通过热传递可以实现物体间内能的转移。
热传递的方式物体之间或同一物体的各部分间的热量转移过程叫做热传递。
发生热传递的条件是物体之间或同一物体的不同部分存在着温度差。
热传递的方向，热量总是由高温物体自发地传给低温物体，或从物体的高温部分自发地传到低温部分。
热传递方式有三种：对流、传导和辐射。
（1）对流液体和气体中较热部分与较冷部分间，由于密度的差别，形成循环流动，使温度渐趋均匀一致的过程即为对流。
对流是液体和气体中传热的主要形式，气体对流现象比液体明显。
物理竞赛辅导——热学初步知识知识内容1、 温度及温度计：温度的意义、单位；温度计的构造及测温原理；温度计的使用。
2、 熔化与凝固：熔化现象，凝固现象；熔点，凝固点；熔化吸热，凝固放热；晶体和非晶体的熔化。
3、 汽化：汽化现象；蒸发与沸腾的区别与联系；影响蒸发快慢的因素；蒸发吸热，沸腾吸热；沸点，沸点与压强的关系。
4、 液化：液化现象，液化放热。
5、 升华与凝华：升华现象，凝华现象。
6、 分子动理论：扩散现象；分子运动论的内容。
7、 内能：内能的定义；改变物体内能的方法。
8、 热量与比热容：热量的意义；热什；热量的计算；比热容的概念。
9、 热机：热机的工作原理；热机效率；汽油机与柴油机的构造和工作过程区别。
应用举例例1、 在寒冷的冬天，用手去摸室外的铁棍，感觉非常凉，有时不会发生粘手的现象，好像铁棍表面有一层胶。
而在同样环境下，用手去摸木棍却感觉不太凉，也不会发生粘手的现象，这是为什么？例2、为了比较1、2两种材料的保温性能小红在两个同样的烧瓶中灌满水，加热到相同的温度后分别用厚度相同的1、2两种保温材料包好，定时测量烧瓶中水的温度。
实验过程中室温保持不变。
他想用这种方法比较两种材料的保温性能。
表中给出了在时刻t （单位是分）测得的两个烧瓶中的水温T 1、T 2的几组数据。
根据这些数据在下面的方格纸中作出表示水温与时间关系的图象并回答以下问题：1. 哪种材料的保温性能较好？ 2. 当时的室温大约是多少？例3冬天手冷时，用嘴向手上“哈气”（即缓缓持吹气），手会感到暖和，而若用劲向手上吹气，手不但不会暖和，反会更冷，这是什么原因？例4冬季的一个星期天，小学生明明坐着着爸爸开的小汽车去郊游。
车开出不久，明明发现汽车前车窗的玻璃慢慢变得不够透明了，影响了观察车前方的情况。
明明用手擦了擦，玻璃变得透明了，可过了一会儿，玻璃又模糊了。
这时明明看见爸爸用手扳动了操作盘上的一个开关，没过多久，玻璃就变和透明了，一路上再也没有出现不透明的情况。
初中物理竞赛专题训练—热学班级__________学号________姓名____________得分_________一、选择题（每题10分共计120分）1.液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的。
用两种不同的液体做成两支温度计，刻度的方法，都按照摄氏度的方法。
现在用这两支温度计分别去测量两个物体的温度，正确的说法是( )A 只要两支温度计的读数相等，被测两物体的实际温度就相等B 如果两支温度计读数相等，被测两物体实际温度肯定不等C 最少存在两个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等D 最多只存在一个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等2.某刻度均匀但读数不准的温度计，用它测量冰水混合物的温度时，示数是4C，当冰熔化后，水温度升高到某一数值时，发现它的示数恰好与真实温度相等，让水温再增加10C，而温度计的示数只增加了9C，那么，当用此温度计去测量一个标准大气压下的沸水温度时，示数变为（）A.92 CB.94 CC.96 CD.98C3.如图所示，金属球甲和金属环乙用同种材料制成。
室温环境下，甲球恰好能穿过乙环。
则( )A.在同一高温环境下同时加热短暂时间后，球不能穿过环B.在同一高温环境下同时加热足够长时间后，球不能穿过环C.在同一低温环境下同时冷却短暂时间后，球不能穿过环D.在同一低温环境下同时冷却足够长时间后，球不能穿过环4.用材料甲制成的刻度尺去测量用材料乙制成的物体的长度。
在15℃时测得的长度为l1，在30℃时测得的长度为l2。
如果两次的测量方法都正确，且l1>l2。
则下列说法中正确的是( )A.甲、乙两种材料膨胀程度不同，且材料乙的膨胀程度大B.如果在15℃时取甲、乙两材料的长度均是1米，则在降低相同温度后甲的长度大于乙的长度C.如果在15℃时取甲、乙两种材料的长度均是1米，则在升高相同温度后，甲的长度大于乙的长度D.以上三种情况都不对5.使用冷暖空调的密闭轿车玻璃上，无论盛夏还是严冬，都有小水珠凝结。
