第三章 1 第一节 热力学第一定律-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第一节　热力学第一定律 【核心素养目标】 物理观念 了解分子动能、分子势能和内能概念，并理解相关的影响因素；了解内能和机械能的区别；知道功、热量和内能的关系。 科学思维 用等效思维理解做功和热传递在改变物体内能上的等效性；会用热力学第一定律分析物体(理想气体)的能量转化关系。 知识点一　物体的内能 　　物体间存在相互作用力，且由相对位置决定的能量称为势能，比如重力势能、弹性势能；那分子间也存在作用力，分子间有没有势能？如果有，类比重力做功与重力势能变化的关系，思考分子力做功与分子势能变化的关系。 提示：有，分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。 1．分子势能：由于分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能。 2．分子动能：物体内部的分子由于做热运动而具有分子动能。 3．内能：物体中所有分子的动能和分子势能的总和，叫作物体的内能。 1．(2023·辽宁大连期末)关于物体的内能，下列说法中正确的是(　　) A．机械能可以为零，但内能永远不为零 B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能 C．温度越高，物体的内能越大 D．0 ℃的冰的内能与等质量的0 ℃的水的内能相等 A　[机械能是宏观能量，可以为零，而物体内的分子在不停地做无规则运动，且存在相互作用力，所以物体的内能永不为零，A正确；物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有关，B、C、D错误。] 2．下列关于物体内能的说法正确的是(　　) A．一个分子的动能和分子势能的总和叫作该分子的内能 B．物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和叫作物体的内能 C．当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化 D．温度高的物体一定比温度低的物体的内能大 B　[内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，A错误，B正确；机械能与内能是两种不同形式的能，当一个物体的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化，C错误；温度高的物体比温度低的物体的分子平均动能大，但内能不一定大，D错误。] 3．(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，若两分子相距无穷远处时分子势能为零，下列说法正确的是(　　) A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小 B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能减小 C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大 D．在r＝r0时，分子势能为零 AC　[r>r0时，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，A正确； 当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增加，B错误； 由以上分析可知，当r＝r0时，分子势能最小，动能最大，C正确；因为两分子相距无穷远处时分子势能为零，所以r等于r0时，分子势能为负值，D错误。] 学生用书↓第48页 1．内能的决定因素 (1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响。 (2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。 2．内能和机械能的区别与联系 项目 内能 机械能 对应的 运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动 常见的 能量形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能、弹性势能 影响因素 物质的量、物体的温度、体积及物态 物体的质量、机械运动的速度、相对于参考平面的高度、弹性形变量 大小 永远不等于零 一定条件下可以等于零 联系 在一定条件下可以相互转化 3.物态变化对内能的影响 一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化。知识点二　改变物体内能的两种方式 　　如图所示，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当很快地向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，为什么浸有乙醚的棉花会燃烧起来呢？ 提示：因为压缩空气做功，使空气温度升高，达到了乙醚的燃点。 1．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，二者对于改变物体的内能来说是等效的。 2．热量：热传递过程中物体内能变化的量。 1．礼花喷射器原理如图所示，通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中，罐内气体(　　) A．温度保持不变 B．内能减少 C．分子热运动加剧 D．通过热传递方式改变自身的内能 B　[高压气体膨胀对外做功，气体内能转化为礼花的机械能，气体内能减少，温度降低，分子热运动减慢，故A、C错误，B正确；气体对外做功，