分子热运动理论 能量守恒.ppt

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1、能量守恒高考要求:★分子动能,分子势能,物体的内能.★做功和热传递改变物体的内能,热量.★能量守恒定律.★热力学第一、二定律.分子动能：分子动能是分子无规则运动所具有的能。正由于分子在不停地做无规则运动，其动能时刻在变化，因此，在研究热现象时，关心单个分子的动能是没有意义的，人们所关心的是物体内所有分子的动能的平均值—分子平均动能。物体的温度越高，分子无规则运动越激烈，分子的平均动能越大，由此可见温度是分子平均动能大小的标志，且只要温度相同，分子的平均动能就相同，而不必区分是何种物质、处于何种状态。分子势能由于分子间存在相互作用，从而具有的由分子间相对位置决定的能叫分子势能。分子

2、势能的变化与分子间距离的变化有关，可用分子力做功来量度。(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，r增大时分子力做负功，分子势能增大；(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，r增大时分子力做正功，分子势能减小；(3)当r=r0时，分子势能取最小值（但不一定为零）。分子势能的变化还可以用图像表示，规定无穷远处分子势能为零，请画出Ep—r关系曲线。rEpr0Ep—r关系曲线E∞=0在r0处分子势能最小物体的内能指物体中所有分子动能与分子势能的总和。对于给定的物体，其内能大小与物体的温度和体积有关。与物体的位置高低、运动速度大小无关。针对训练例题1:在下列说法中，正确的有（）A．温度高的物体

3、的分子的平均动能一定比温度低的物体的分子平均动能大B．温度高的物体中的每一个分子的动能，一定大于温度低的物体中的每一个分子的动能C．温度高的物体中的分子运动的平均速率，一定比温度低的物体中的分子运动的平均速率大D．温度高的物体中的每一个分子运动的速率，一定比温度低的物体中的每一个分子运动的速率大A物体内能的变化1、通过对物体做功和热传递两种物理过程，都可以改变物体的内能。2、做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，都能表示物体内能的变化。3、做功与热传递本质区别：做功使物体的内能变化，是其它形式的能转化为内能。热传递的过程则是物体间分子无规则运动能量的转移，是物体内能的传递。针对

4、训练在水蒸发成同温度水蒸汽的过程中，下述说法正确的是[]A．内能不增加，不做功，也不要吸热B．内能增加，但对外不做功，要吸热C．内能不增加，但对外做功，要吸热D．内能增加，对外做功，也要吸热D热力学第一定律改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．公式：△U=Q+W各物理量的符号：（1）物体内能增加时，△U大于零，物体的内能减小时，△U小于零。（2）外界对物体做功时，W大于零，物体对外界做功时，W小于零。（3）物体从外界吸热时，Q大于零，物体向外界放热时，Q小于零。针对训练空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0×105J，同时空气的内能增加了1.5×105J.这时对空气

5、做了多少功？解：根据热力学第一定律△U=Q+W知W=△U-Q=1.5×105J–(-2.0×105J)=3.5×105J所以此过程中对空气做了3.5×105J的功．内能与机械能的区别内能和机械能是两种不同形式的能量，内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，它与物体的温度、体积等因素有关；而机械能是由物体做机械运动和物体形变决定的能量，它是对宏观物体整体来说的，物体具有内能的同时又可以具有机械能（如正在空中飞行的炮弹）。一个静止在地面上的物体，如果以地面作为零势能点，那么这个物体的机械能为零，但是这个物体里的分子始终处在永不停息地运动中，所以它的内能不为零，内能

6、和机械能在一定的条件下可以相互转化。针对训练一块木块从斜面向下滑，下列说法正确的是[]A．不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大B．若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时，速度增大，内能也将增大C．若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变D．若斜面粗糙，木块的机械能减少，而它的内能将增大D能量转化不仅机械能和内能可以相互转化，其他形式能也可以和内能相互转化，举例说明①电炉取暖：电能→内能②煤燃烧：化学能→内能③炽热灯灯丝发光：内能→光能能的转化和守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体

7、转移到别的物体。第一类永动机不可能实现。热力学第二定律一、可逆与不可逆过程1．热传导的方向性热传导的过程可以由高温物体白发地向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行。即热传导具有方向性，是一个不可逆过程．热力学第二定律2.机械能和内能转化过程的方向性机械能是可以全部转化为内能的，但在任何情况下都不可能把从高温热源吸收的热量全部转变为有用的机械功，而且工作物质本身又回到原来的状态．即内能不可能全部转化为机械能，同时不引起其他变化．热力学第二定律的两种表述1．克劳修斯表述：不可能把