高中物理-第3章-第1节-内能-功-热量学案-粤教版选修3-3.doc

第三章　热力学基础
第一节　内能　功　热量

1．知道热传递的实质．
2．知道做功和热传递是改变内能的两种方式，明确两种方式的区别．
3．明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系．

1．从宏观上看，物体的内能与物体的温度和体积都有关系．从微观上看，温度升高，分子平均动能增加，因而物体的内能增加，体积变化时，分子势能变化，因而物体的内能发生变化．
2．做功可以改变物体的内能，若物体与外界无热量交换，外界对物体做功，物体内能增加，物体对外界做功，物体内能减少，且做功的多少等于物体内能的变化．
3．热传递也可以改变物体的内能．高温物体总是自发地把它的内能传递给低温物体，若热传递过程中没有做功过程，低温物体吸收的热量等于它内能的增加，高温物体放出的热量等于它内能的减少．
4．做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但它们的实质不同，做功对应的是其他形式的能与内能的相互转化，热传递是物体间内能的转移．
5．焦耳通过实验测定了机械功与所产生的热量之间的关系，称为热功当量，它等于4.18 J·cal－1.

1．如图所示，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当很快地向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验目的是要说明(C)

A．做功可以增加物体的热量
B．做功一定升高物体的温度
C．做功可以改变物体的内能
D．做功一定可以增加物体的内能
解析：迅速向下压活塞，实际上是在对玻璃气筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时间极短，因此实验过程可认为是绝热过程(即Q＝0)．乙醚达到燃点而燃烧表明气体温度升高，内能增大，这说明做功可以改变物体的内能．
2．用下列方法改变物体的内能，不属于做功的方式是(D)
A．搓搓手会感到手暖和些
B．汽油机汽缸内被压缩的气体
C．车刀切下的炽热铁屑
D．物体在阳光下被晒热
解析：搓手时克服摩擦力做功，机械能转化为内能；汽缸压缩气体，对气体做功；车刀切削钢件，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使切下的铁屑温度升高，都是通过做功使内能发生改变；物体在阳光下被晒热，不属于做功的方式．
3．关于热传递，下列说法中正确的是(B)
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
解析：热传递的实质是物体间内能的转移，故A错．热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B对、C错．物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错．
4．(多选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是(BD)
A．一定是物体放出了50 J的热量
B．一定是物体吸收了50 J的热量
C．一定是物体分子动能增加了50 J
D．物体的分子平均动能可能不变
解析：在外界不做功的情况下，系统内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错、B对．物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能．
5．关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是(C)
A．物体的温度升高时，一定吸收热量
B．物体沿光滑斜面下滑时，内能将增大
C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大
D．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时热传递停止
解析：改变物体内能的两种方法：做功和热传递．温度升高，内能增加，但不一定是吸收热量，A错误；物体克服摩擦力做功，摩擦生热，内能可能增大，B错误、C正确；热传递的条件是存在温度差，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，温度相同后热传递停止，D错误．
6．(多选)如图所示为焦耳实验装置简图，用绝热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(AC)

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
解析：可通过重力做功与水温升高吸收的热量，测定热功当量，做功增加了水的内能，而热量只是热传递过程中内能改变的量度，所以功与热量是不同的．故选A、C.
7．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为(D)
A．胎内气体压强不断增大，而容积不变
B．轮胎从外界吸热
C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度
D．打气时，外界不断地对胎内气体做功
解析：给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．
8．(多选)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(BD)
A．温度升高 B．温度降低
C．内能增大 D．内能减小
解析：因绝热气缸里的气体与外界无热交换，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．
9．一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内，当用活塞压缩气体时，一定减小的物理量有(不计气体分子势能)(A)
A．气体体积
B．气体分子密度
C．气体内能
D．气体分子的平均动能
解析：绝热过程外力对系统做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增加．
10．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体(A)
A．从外界吸热
B．对外界做负功
C．分子平均动能减小
D．内能增加
解析：胎内气体经历了一个温度不变、压强减小、体积增大的过程．温度不变，分子平均动能和内能不变．体积增大，气体对外界做正功，从而要从外界吸热，A正确，B、C、D错误．