本试题 “下列说法正确的是( )A.m、kg、s是一组国际単位制的基本单位B.质点、位移都是理想化模型C.分子直径的数量级为1O-15mD.第二类永动机违反了能量守恒定律” 主要考查您对质点
力学单位制
热力学第二定律
能源与可持续发展
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质点的定义:
质点是忽略物体的大小和形状简化成的有质量的点。它是一种科学的抽象,是一个理想化的物理模型,是在研究物体运动时,抓住主要因素,忽略次要因素,对实际物体进行的近似。
质点的特性:
(1)它没有大小和形状
(2)它具有物体的全部质量
(3)它是一种理想化的模型,实际生活中并不存在
可将物体视为质点的三种情况:
(1)运动物体的大小跟它与另一被研究的对象间的距离相比可忽略不计时,可将该物体当做质点。
(2)做平动的物体,由于物体上各个点运动的情况相同,可以选物体上任一点的运动来代表物体的运动,故平动的物体在研究其运动性质时,可将它视为质点。
(3)有转动,但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。如汽车在运行时,虽然车轮有转动,但我们关心的是车辆整体运动的快慢,故汽车可以看成质点。
对质点的理解:
①质点是为了研究物体的运动而建立的物理模型,是对实际物体科学的抽象,现实中的质点是不存在的.
②物体能否看成质点是由所研究问题的性质决定的.同一物体在有些情况下可以看成质点,而在另一些情况下又不能看成质点.如研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点,但研究火车从北京到上海所用时间时就可把火车看成质点.
例1.关于质点的以下说法正确的是( )
A.只有体积很小或质量很小的物体才可以看成质点
B.只要物体的运动不是很快,物体就可以看成质点
C.物体的大小和形状在所研究的现象中起的作用很小,可以忽略不计时,我们就可以把物体看成质点
D.质点是一种特殊的实际物体
解析:质点不一定是很小的物体,只要物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关因素或次要因素就能看成质点;相反的体积很小或质量很小的物体若是被研究的主体,也不能看成质点。
答案:C
热力学第二定律:
1.两种表述:
(1)按传热的方向性表述:
①内容:热量不能自发地从低温物体传到高温物体
②含义:
a.热量会自发地从高温物体传到低温物体,在传递过程中不会对其他物体产生影响;
b.如果有其他作用,热量有可能从低温物体传到高温物体;
c.如果没有其他作用,热量不可能从低温物体传到高温物体
(2)按机械能与内能转化的方向性表述:
①内容:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响
②含义:
a.从单一热源吸收热量,一般来说只有部分转化为机械能,所以第二类永动机是不可能制成的;
b.机械能转化为内能是自然的,可以全部转化;
c.如果引起其他变化,可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
2.实质:这两种表述是等价的,都揭示了自然界的基本规律:一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,即一切与热现象有关的宏观的自然过程都是不可逆的
3.微观解释:
(1)微观意义:一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
(2)熵:
①概念:物理学中用字母Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目,用字母S表示熵,有,式中k叫做玻尔兹曼常量
②熵增加原理:
a.内容:在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小。如果过程可逆,则熵不变;如果过程不可逆,则熵增加。
b.从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律:一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,而熵值较大代表着较为无序,所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展
热力学第二定律的理解及应用方法:
(1)传热的方向性。热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向一个方向自发地进行(热量会自发地从高温物体传到低温物体),但是向相反的方向却不能自发地进行。
(2)第二类永动机不可能制成。我们把没有冷凝器,只有单一热源,从单一热源吸收热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机称为第二类永动机。这表明机械能和内能的转化过程具有方向性:机械能可以全部转化成内能,内能却不能全部转化成机械能,而不引起其他变化。即热机的效率不可能达到100%。
(3)热力学第二定律的表述:
①热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按传热的方向性表述)。
②不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响(按机械能和内能转化的方向性表述)。
③第二类永动机是不可能制成的。热力学第二定律使人们认识到:自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性,使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律。
(4)能量耗散。自然界的能量是守恒的,但是有些能量便于利用,有些能量不便于利用。很多事例证明,我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用,这种现象叫做能量耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。
能源:
1.分类:
从可否循环使用上,我们可以把能源分为可再生能源和不可再生能源,其中,风能、水能等属于可再生能源,而煤、石油、天然气等属于不可再生能源
从使用历史上,我们可以把能源分为常规能源和新能源,其中,煤、石油、天然气等属于常规能源,而太阳能、核能等属于新能源
2.能量耗散:
集中度较高且有序度较高的能量(如机械能、电能、化学能等),当它们变为环境的内能后,就成为更加分散且无序度更大的能量,我们无法把这些分散的内能重新收集起来加以利用,这样的转化过程叫做能量耗散。从能源可利用的价值来看,能量耗散过程就是能量品质降低的过程
3.能源与环境:
(1)常规能源对环境的影响
化石能源的资源有限,而且对环境有很大的破坏。如大气中二氧化碳的增加产生温室效应,排放二氧化硫等物质形成酸雨,燃烧时产生的浮尘污染空气。
(2)开发新能源
太阳能是最具发展前景的新能源,是一种清洁能源,不会导致环境污染。其他新能源如生物质能、风能、水能等都具有广阔的发展前景
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