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1、第8點 內(nèi)能和機械能的區(qū)別與聯(lián)系
項目
內(nèi)能
機械能
對應的運動形式
熱運動
機械運動
決定因素
物質(zhì)的量、物體的溫度和體積及物態(tài)
物體機械運動的速度、離地高度(或相對于零勢能面的高度)或彈性形變
是否為零
永遠不能等于零
一定條件下可以等于零
聯(lián)系
在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化
說明:(1)內(nèi)能是系統(tǒng)內(nèi)部分子動能與分子勢能的總和,與系統(tǒng)的微觀運動狀態(tài)有關,機械能是系統(tǒng)動能和勢能的總和,與系統(tǒng)的宏觀運動狀態(tài)有關.
(2)由于分子勢能與重力勢能都具有相對性,故內(nèi)能和機械能也具有相對性.一般選分子斥力等于分子引力的點為零分子勢能點,選地面為零重力勢能點.
2、
對點例題 重1 000 kg的汽錘從2.5 m高處落下,打在質(zhì)量為200 kg的鐵塊上,要使鐵塊的溫度升高40 ℃以上,汽錘至少應落下多少次?設汽錘撞擊鐵塊時損失的機械能有60%用來升高鐵塊的溫度.[g取10 m/s2,鐵的比熱容c=460 J/(kg·℃)]
解題指導 設汽錘需要下落n次
由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律得:n·mgh·η=cmΔt
解得:n≈245.3
因此至少應下落246次.
答案 246次
規(guī)律總結(jié) 此類問題一般從能量守恒和轉(zhuǎn)化的角度去分析,一種形式能量的減少,一定對應另一種形式能量的增加,且減少的量和增加的量相等,依此列方程求解即可.
下列說法正確的是( )
A.物體自由下落時速度增大,所以物體的內(nèi)能也增大
B.物體的機械能為零時,內(nèi)能也為零
C.物體的體積減小,溫度不變時,物體內(nèi)能一定減小
D.氣體體積增大時,氣體分子勢能一定增大
答案 D
解析 物體的機械能和內(nèi)能是兩個完全不同的概念,物體的動能由物體的宏觀速率決定,而物體內(nèi)分子的動能由分子熱運動的速率決定,分子動能不可能為零,而物體的動能可能為零,所以選項A、B均不正確;物體體積減小時,分子間距離減小,但分子勢能不一定減小,所以C項也不正確;由于氣體分子間距離一定大于r0,體積增大時分子間距離增大,分子力做負功,分子勢能增大,所以D項正確.故正確答案為D.