人教版物理选修3-3热学47解剖.ppt

2、分子势能： 决定因素 ①微观：分子间距 ②宏观：体积 0 EP r r r0 由于分子间的相互作用而具有的与分子间相对位置有关的能。 分子间距离（体积）增大，分子势能增大 × 减小 × 分子间距离（体积）增大，物体对外界做功，密度减小 3、物体内能： 决定因素 ①微观：分子势能、分子平均动能、分子个数 ②宏观：体积、温度、物质的量。 物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和。 物体内能的改变 1、做功——其他形式的能和物体内能间的相互转化，由功来量度内能改变的多少。 2、热传递——内能在不同的物体之间或物体的不同部分之间的转移，由热量来量度内能改变的多少 等效 注意： ③功和热量是过程量，能量是状态量。 ②热量也不是能量的一种形式，而是内能转移多少的量度。 ①功不是能量的一种形式，而是能量转化多少的量度，功和能不能相互转化。 三、热力学第一定律 1、ΔU=Q+W 2、符号规则： ΔU 负值：内能减少 正值：内能增加 正值：系统吸收热量 Q 负值：系统放出热量 W 正值：外界对系统做功 负值：系统对外界做功 理想气体 T V 绝热、快速 Q=0 恒温、缓慢 T不变 【变式跟踪2】 (双选)如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空（自由膨胀）．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中(　　) A．气体对外界做功，内能减少 B．气体不做功，内能不变 C．气体压强变小，温度降低 D．气体压强变小，温度不变 C 233 BD (单选)给旱区送水的消防车停于水平地面上，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．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 【思维驱动】 C 227 A 四、热力学第二定律（熵增加） 表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他的变化。克劳修斯 表述二：不可能从单一热源吸收热量，并把热量全部用来做功，而不引起其他变化。开尔文 ②热机效率不可能是100%。 ③热现象过程中能量耗散是不可避免的，第二类永动机不可能制成。 ①热传导过程具有方向性。 例：（单选）下列说法正确的是 (　　) A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的分子无规则运动的反映 B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的内能全部转化为机械能 C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数 D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 C 307 5 D 物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 * * * 热学 选修3-3 气体状态方程 第一讲 一. 气体的性质 气体状态参量 (1) 温度 T = t+273.15K ΔT =Δt (2) 体积：容器的容积 (3) 压强 理想气体状态方程： 1. 封闭气体压强的确定 1.如图所示圆柱形汽缸，活塞质量m1为10kg，汽缸质量m2为100kg，，横截面积为0.1m2，大气压强为1.0×105Pa，求下列情况下缸内气体的压强。（忽略活塞与气缸壁间摩擦，g=10m/s2） （1）汽缸开口向上、竖直放在水平地面上。 （2）拉住活塞将汽缸提起并静止在空中。 （3）将汽缸竖直倒挂。 1.01×105Pa 0.9×105Pa 0.99×105Pa 选择研究对象（气缸、活塞），受力分析后，列力的平衡或牛二式，得到封闭气体的压强 二. 气缸问题 2.热力学第一定律与气体状态变化的关系 3.如图所示，为一气缸内封闭的一定质量理想气体的p-V图线，当该系统从状态a沿过程acb到达状态b时，有335J的热量传入系统，系统对外界做功126J。求： （1）沿adb过程，系统对外界做功42J， 则有多少热量传入系统？ （2）若系统由状态b沿曲线过程返回状 态a时，外界对系统做功84J，问系统吸热还是放热？吸收或放出了多少热量？ 251J 放热 293J 1. 理想气体的内能只是温度的函数 2. 等压变化时，恒力做功，W=pΔV 4. 如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度h1 = 0.50 m。给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h2 = 0.80 m处。上述过程中缸内气体吸收Q = 450 J的热量。已知活塞横截面积S = 5.0×10-3 m2，大气压强p0 = 1.0×105 Pa。 （1）此过程中缸内气体增加的内能ΔU为多少？ （2）此后，若保持气缸内气体温度不变，让活塞最终还要稳定在距气缸底高度h1=0.50m处，需要在轻质活塞上放一个质量为多大的重物？ ΔU= 300J 等压 等温 30kg 导热气缸 绝热气缸Q=0，气体温度发生改变 3.热学与力学结合 5