改变物体内能两种方式的典型例题.doc

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1、改变物体内能两种方式的典型例题　　[例1]下列说法中正确的是[　　]　　A．温度低的物体内能小　　B．温度低的物体分子运动的平均速率小　　C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大　　D．外界对物体做动时，物体的内能不一定增加　　[误解]选（A），（B），（C）。　　[正确解答]选（D）。　　[错因分析与解题指导]内能是物体内所有分子的动能和势能的总和。温度低的物体分子平均动能小，所有分子的动能和势能的总和不一定小，所以［误解］中的选项（A）是错误的。　　因为不同物质的分子质量不同，温度低的物体，分子平均动能固然小，但是分子质量未定，所以温度低的物体分子平均速率不

2、一定小。［误解］中选项（B）错误。　　内能与机械能是不同形式的能量。加速运动的物体，宏观运动的动能越来越大，但分子运动的平均速率不会因此而变大，所以分子平均动能不变。　　[误解]中的选项（C）也错误。　　物体内能的增减与做功和热传递有关。内能是否改变要看热传递和做功的总和，若做功转化为物体的内能等于或小于物体放出的热量，则物体的内能不变或减少。所以选项（D）才正确。　　[例2]在标准大气压下，质量100g，温度为100℃的水变为100℃的水蒸气时，体积由1．04×102cm3变为1．68×105cm3。试计算水蒸气的内能增加了多少？（已知水在100℃时的汽化热为2．26×106J/kg。　　

3、[分析]要使100℃的水变为100℃的水蒸气必须吸收汽化热，因此水蒸气内能增加，但与此同时，水蒸气的体积比水的体积要大得多，体积膨胀要对外做功消耗内能。　　[解]100g100℃的水变为100℃的水蒸气时，所吸收的热量为：　　Q=Lm=2．26×106×0．1=2．26×105（J）　　水变为水蒸气时，等压膨胀对外做的功为：　　W=p△V=1.013×105×(1.68×105-1.04×102)×10-6　　=1.70×104（J）　　根据热力学第一定律，水蒸气的内能增加量为：　　△U=Q-W=2.26×105-1.70×104=2.09×105（J）　　[例3]采用绝热（即不交换热量）的

4、方式使一定量的气体由初态A变化至终态B．对于不同的绝热方式，下面说法正确的是[　　]　　A．对气体所做的功不同　　B．对气体所做的功相同　　C．对气体不需做功，因为没有热的传递　　D．以上三种说法都不对　　[分析]对于一定质量的气体，不管采用任何一种绝热方式由状态A变化到状态B，都是绝热过程．在这一过程中，Q=0，根据热力学第一定律△U=W+Q，可得W=△U．△U=EA-EB，气体在初状态A有一确定的内能EA，在状态B有一确定的内能EB，故EA-EB为恒量．W=EA-EB采用任何一种绝热方式，W都为恒量，所以B选项正确．　　[答]B　　[例4]如图所示，容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞

5、，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定．A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热．起初，A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡．在这个过程中，[　　]　　A．大气压力对水做功，水的内能减小　　B．水克服大气压力做功，水的内能减小　　C．大气压力对水不做功，水的内能不变　　D．大气压力对水不做功，水的内能增加　　[分析]容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞的质量与器壁的摩擦忽略不计，打开阀门K后，根据连通器的原理，A中的水逐渐通过阀门流向B中，直到左右两边水面相平时达到平衡．　　[解]平衡前，A容器中的A活塞向下移动，设A活塞截面积为S1，移

6、动距离为l1，大气压力推动A活塞向下移动时对水做的功WA=p0S1l1　　平衡前，B容器中的B活塞向上移动，设B活塞截面积为S2，移动距离为l2，大气压力通过活塞对水做负功WB=-p0S2l2　　由于水的总体积不变，则有S1l1=S2l2，即A容器中大气压对水做的功，与B容器中水克服大气压力做的功大小相等．在整个过程中，大气压力对水做的功是上述两个功（正功WA、负功WB）的代数和，即WA+WB=p0S1l1-p0S2l2=0　　从而看出选项A、B不正确．　　大气压力对水不做功，同时整个装置与外界绝热，没有热交换．但是水从容器A流向容器B的过程中，水的质心下降，水的重力做正功，水的重力势能减小

7、．根据量守恒定律．减少的水的势能要转化为水的内能，水的内能增加．这样选项C也不正确，只有选项D正确．　　[答]选项D正确．　　[例5]如图，U型管左管口套有一小气球，管内装有水银。当在右管内再注入一些水银时，气球将鼓得更大。假设封闭气体与外界绝热，则在注入水银时，封闭气体的体积、压强、内能将怎样变化？　　[误解]因为注入水银后气球鼓得更大，所以封闭气体体积的增大是显然的。又因气球的橡皮膜是有弹性的，气球鼓得越