本试题 “下列说法中不正确的是( ) A.当气体的温度升高时,气体的压强不一定增大 B.一定质量的气体,吸收热量,内能可能减小 C.科学家发现了能量守恒定律,从理论...” 主要考查您对分子势能
能量守恒定律、第一类永动机
热力学第一定律
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分子势能:
分子势能则是组成物质的分子间由于有相互作用力而具有由它们的相对位置决定的势能。分子势能的大小与分子间的距离有关,即与物体的体积有关。分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是做负功有关。
1、当分子间的距离r>r0时,分子间作用力表现为引力,随着分子间距离的增大,分子力做负功,所以分子势能随分子间距离的增大而增大;
2、当分子间的距离r<r0时,分子间作用力表现为斥力,随着分子间距离的减小,分子力做负功,所以分子势能随分子间距离的减小而增大;
3、当分子间的距离r=r0时,分子间作用力合力为零,此时分子势能最小;
4、若取无穷远处(即分子间距r≥10r0时,此时分子间作用力可忽略不计)分子势能为零,则分子势能Ep与分子间距r的关系图象如图所示。
分子力曲线与分子势能曲线的对比:
利用分子势能图像解题:
分子势能与分子间距离有关。当改变分子间距离时,分子力做功,分子势能也随之改变。当分子力做正功时,分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增大。结合分子势能图像,可以更清楚地理解。
(1)当r>r0时,分子间的作用力表现为引力,分子间的距离增大时,分子力做负功,因而分子势能随分子间距离的增大而增大。
(2)当r<r0时,分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离增大时,分子力做正功,因而分子势能随分子间距离的增大而减小。
(3)当r≥10r0(数量级为10一9m)时,分子间的作用力可以忽略。如果选取此时的分子势能为零,那么分子势能与分子间距离的关系可用下图表示。注意,当r=r0时,分子势能最小。分子势能最小并不等同于分子势能为零。分子势能有正负,这里的正负号表示大小,不表示方向。
能量守恒定律:
1.内容:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能的总量保持不变
2.能量形式的多样性:物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等,可见,在自然界中不同形式的能量与不同形式的运动相对应
3.不同形式的能量间转化:“摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的
4.意义:
①能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法,它比机械能守恒定律更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时,物体的机械能不守恒,但包括内能在内的总能量是守恒的。
②能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一,也庄严宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。
③能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器,这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来
5.第一类永动机:
不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。
第一类永动机不可能存在,因为它违背了能量守恒定律
热力学第一定律在理想气体中的应用方法:
1.功W的正负分析
若体积V增大,则W取“-”;若体积V减小,则形取“+”。
注意,若气体向真空中自由膨胀时,则W=0。
2.△U的正负分析
一定质量理想气体的内能只与温度有关。
若温度T增大,△U取“+”;若温度T减小,△U取“-”;若T不变,贝△U=0。
3.Q的正负分析:
绝热Q=0,吸热Q取“+”,放热Q取“-”。
4.气体状态变化还应结合分析
5.由图像讨论气体的功、热量和内能
(1)等温线(如图所示):一定质量的理想气体,
,等温降压膨胀,内能不变,吸热等于对外做的功。
,等容升温升压,不做功,吸热等于内能增加。
,等压降温压缩,放热等于外界做功和内能减少量。
(2)等容线(如图所示):一定质量的理想气体,。
状态及能量变化同等温线分析。
(3)等压线(如图所示):一定质量的理想气体.等温升压压缩,内能不变,外界做功等于放热;等压升温膨胀,吸热等于内能增加量和对外做的功;等容降温降压,内能减小量等于放热。
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