1、备课资料(一)热运动与分子平均速率和平均动能有关系:物体的温度越高,分子运动越激烈,其平均速率和平均动能也越大,但要注意:具有相同温度的不同物质的两物体,分子的平均动能的大小相等,但由于分子质量不同,平均速率并不相同,因此,温度是分子平均动能大小的标志,它与分子平均速率大小有关系,却无直接关系.(二)物体内能和气体内能的关系物体内能与物体种类、质量、温度、体积等因素有关,这里的物体包括固体、液体和非理想气体,对于理想气体,它的内能与体积无关,因此分析这类问题时,既要充分利用理想气体内能与体积无关的特点,又要区分清楚研究对象是理想气体还是其他物体.(三)关于分子动能、分子平均动能和分子总动能:分
2、子动能是指单个分子的动能,通常无实际意义:分子平均动能是所有分子动能的平均值.但由温度决定,温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,反之减小.分子总动能是物体内所有分子热运动的动能总和,既和温度有关又和分子数目有关,当温度相同时,两个物体分子热运动的平均动能一定相同,但物体内分子运动的总动能不一定相等.分子数目多的物体分子动能总和也一定多,当两物体分子数目相同时,温度高的物体不仅分子平均动能大,分子动能总和也大.(四)分子热运动的平均动能和平均速率由于分子平均动能与分子运动速率和分子质量均有关,所以对同一种分子来说,当温度升高时,分子平均动能增大,同时分子运动的速率也一定增大,但对不同种分子来
3、说,温度较高的物体内分子热运动的平均动能一定较大,但其热运动的平均速率不一定也较大.(五)正确理解物体的内能物体内所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能.1.从微观角度看,由于分子的平均动能与分子热运动的激烈程度有关,分子势能与分子距离有关,所以物体的内能与分子热运动的激烈程度和距离有关,需要注意的是:物体的内能不是指单个分子的动能和势能之和,因此,物体的内能还跟物体内的分子数有关,分子数目越多,物体的内能越大;2.从宏观角度看,由于分子的平均动能与温度有关,分子势能与物体的体积有关,所以内能与物体的温度和体积有关,另外,物体内的分子数取决于物质的摩尔数,所以物体的内能还跟摩尔数有
4、关.3.内能与机械能的区别内能和机械能是两种不同形式的能量.内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量,这与物体的温度、体积等因素有关,而机械能是由物体做机械运动和物体形变决定的能量,它是对宏观物体整体来说的,物体具有内能的同时又可以具有机械能.一个静止在地面上的物体,如果以地面作为零电势点,那么这个物体的机械能为零,但是这个物体里的分子却始终处在永不停息的热运动中,所以它的内能绝不为零,内能和机械能在一定的条件下可以相互转化.六、相关概念的区别与联系1 热量和内能内能是由系统的状态决定的,状态确定.系统的内能也随之确定.要使系统的内能发生变化,可以通过做功和热传递两种物理过程
5、来完成.而热量是热传递过程中的特征物理量,和功一样,热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量,是用来衡量物体内能变化的,有过程,才有变化,离开过程,热量将毫无意义.就某一状态而言,只有“内能” ,根本不存在什么“热量”和“功”.因此,不能说某个物体中含有“多少热量”或“多少功” 。2热量和温度热量是系统内能变化的量度,而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志.虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差,但是传递的是能量,不是温度.热传递不仅可使系统温度发生变化,在物质状态变化中,传递给系统的热量并没有使系统的温度发生变化,因此不能说:“系统吸收热量多,温度变化一定大” ,也不能认
6、为“系统的温度高,它放出的热量一定多”.因为放出的热量,不但和温度的变化值有关,还和热容量有关.总之,热量和温度之间虽有一定的联系,但它们是完全不同的两个物理量.3热量和功热量和功,都是系统内能变化的量度,都是过程的物理量. 一定量的热量还和一定量的功相当,热量可能通过系统转化为功,功也可以通过系统转化为热.但它们之间有着本质的区别:用做功改变物体的内能,是系统内分子随整体的有序运动,转化为另一系统的分子无规则运动的过程,是机械或其他形式的能和内能之间的转化过程.用热传递来改变系统的内能,是通过传导、对流、辐射来完成的.它将分子无规则运动,从一个系统转移到另一个系统,这种转移也就是系统间的内能
7、转换的过程.功是在没有热传递的过程中,系统能量转化的量度,热是在没有做功的过程中,系统能量转化的量度.4焦耳测定热功当量的重要意义既然做功和热传递对改变物体的内能来说是等效的,那么功和热量在数值上就应该有确定的量值关系,这种数量相当的关系称为热功当量.热功当量是物理发展史上一个重要的物理量,英国物理学家焦耳前后用了近 40 年的时间,设计了几百个各种各样的实验,精确测出了热功当量的数值,为能的转化和守恒定律奠定了基础。但应注意:对于热功当量的大小 J=4.2J/cal 不能理解为:1 cal 热量可以做功 4.2J 或 1 cal 热量等于 4.2J 的功.热功当量的前提:是做功和热传递在改变内能上的等效性.因此对于 J=4.2J/cal 应理解为:传递给物体 1 cal 的热量可使物体内能的增加,跟对物体做 4.2J 的功使物体内能的增加在效果上是相当的,也就是说:使物体内能发生变化,1 cal 热量相当于 4.2J 的功.