高中物理 第6章 能源與可持續(xù)發(fā)展專題突破課件 魯科版選修33

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1、 做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，它們?cè)诟淖兾矬w的內(nèi)能上是等效的，但它們的本質(zhì)不同做功是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，熱傳遞則是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 注意：存在溫度差是發(fā)生熱傳遞的必要條件，熱量是物體熱傳遞過程中物體內(nèi)能的改變量，熱量與物體內(nèi)能的多少、溫度的高低無關(guān) 機(jī)械能是描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量，而內(nèi)能是描述物體內(nèi)部狀態(tài)的量兩者沒有直接關(guān)系，但可以相互轉(zhuǎn)化一、做功、熱傳遞與內(nèi)能變化的關(guān)系一、做功、熱傳遞與內(nèi)能變化的關(guān)系做功和熱傳遞的區(qū)別與聯(lián)系做功和熱傳遞的區(qū)別與聯(lián)系熱力學(xué)第一定律揭示了內(nèi)能的增量熱力學(xué)第一定律揭示了內(nèi)能的增量(U)與外界對(duì)物體做功與外界對(duì)物體做功(W)與物體從外界吸熱與物

2、體從外界吸熱(Q)之間的關(guān)系，即之間的關(guān)系，即UWQ，正確，正確理解公式的意義及符號(hào)含義是解決本類問題的保證理解公式的意義及符號(hào)含義是解決本類問題的保證(1)外界對(duì)物體做功，外界對(duì)物體做功，W0；物體對(duì)外做功，；物體對(duì)外做功，W0；物體放出熱量，；物體放出熱量，Q0，物體的內(nèi)能增加；，物體的內(nèi)能增加；U0，物體的內(nèi)能減少，物體的內(nèi)能減少解題思路：分析題干，確定內(nèi)能改變的手段解題思路：分析題干，確定內(nèi)能改變的手段(W、Q)判斷判斷W、Q的符號(hào)的符號(hào)代入公式代入公式UWQ得出結(jié)論得出結(jié)論熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 一定質(zhì)量的理想氣體自狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)C變化到狀態(tài)B.這一過程的VT圖表示如圖1所示，則

3、 () A在過程AC中，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能 不變 B在過程CB中，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能 增加 C在過程AC中，氣體壓強(qiáng)不斷變大 D在過程CB中，氣體壓強(qiáng)不斷減小【例例1】圖圖1 解析由圖象可知，AC過程是等溫壓縮，CB過程是等容升溫，據(jù)氣態(tài)方程可判斷出：AC過程氣體體積變小，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不變，氣體壓強(qiáng)不斷變大；CB過程氣體體積不變，內(nèi)能增加，顯然氣體從外界吸熱，氣體壓強(qiáng)不斷增大，故A、C正確 答案AC 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消 失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè) 物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在能的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中其總 量不變 能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律，不

4、同形式的能 可以相互轉(zhuǎn)化 應(yīng)用能量守恒定律解題的方法和步驟 (1)認(rèn)清有多少種形式的能(例如動(dòng)能、勢(shì)能、內(nèi)能、電 能、化學(xué)能、光能等)在相互轉(zhuǎn)化二、能量守恒定律及應(yīng)用二、能量守恒定律及應(yīng)用能量守恒定律：能量守恒定律： (2)分別寫出減少的能量E減和增加的能量E增的表達(dá)式 (3)根據(jù)下列兩種思路列出能量守恒方程：E減E增 某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等 某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量與增加量一定相等 (4)解方程，代入數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果 在近地的高空中，雨滴幾乎是勻速下落的，設(shè)在此過程中所產(chǎn)生的熱量有30%被雨滴吸收，求雨滴在近地下落4

5、0 m前、后的溫度差？(g取10 m/s2)【例例2】答案答案升高升高0.03 借題發(fā)揮應(yīng)用能量守恒定律解決問題時(shí)，首先應(yīng)明確有哪幾種能量參與轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，哪些能量增加，哪些能量減小，然后利用守恒的觀點(diǎn)列出方程求解 在下述現(xiàn)象中沒有通過做功而使物體內(nèi)能改變的是 () A電流通過電爐而使溫度升高 B在陽光照射下，水的溫度升高 C鐵錘打鐵塊，使鐵塊溫度升高 D夏天在室內(nèi)放幾塊冰，室內(nèi)會(huì)變涼快 解析電流通過電爐做功使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在陽光照射下，水溫升高是靠太陽的熱輻射來升溫的；鐵錘打鐵塊是做功過程；室內(nèi)放上冰塊是通過熱傳遞的方式來改變室溫的 答案BD專題小練專題小練1 如圖2所示，木塊A放在木塊B的

6、左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，生熱為Q1；第二次讓B在光滑地面上自由滑動(dòng)，這次F做的功為W2，生熱為Q2，則應(yīng)有 ()2. 圖圖2AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2CW1W2，Q1W2，Q1Q2 解析設(shè)B板長為L，A、B間摩擦力為f，當(dāng)B固定時(shí)，W1FL，Q1fs相fL；當(dāng)B不固定時(shí)，如右圖所示，答案答案A由于由于A對(duì)對(duì)B有摩擦力使有摩擦力使B向右移動(dòng)了向右移動(dòng)了sB，則，則A的位移為的位移為(LsB)所所以以W2F(LsB)，Q2fs相相fL.故故A正確正確 密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(不計(jì)分子勢(shì)能) () A內(nèi)能增大，放出熱量 B內(nèi)能減小，吸收熱量 C內(nèi)能增大，對(duì)外界做功 D內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功 解析密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而分子動(dòng)能減少，內(nèi)能減少，薄塑料瓶變扁，大氣壓力對(duì)薄塑料瓶做功，瓶壁壓縮氣體，對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體向外界放熱，故選項(xiàng)D正確 答案D3 將兩塊10 的冰塊互相摩擦，兩者之間摩擦力保持10 N，兩者相對(duì)速度為0.9 m/s，若摩擦產(chǎn)生的能量全部被冰塊吸收，問5 min后冰塊增加的內(nèi)能是多少？若改用煤油爐加熱，需要燃燒多少煤油？(已知煤油爐效率是30%，煤油的燃燒值為4.5107 J/kg)4答案答案2 700 J2.0104 kg