高考物理中涉及溫度與內能的知識點包括:
1. 溫度:溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志。溫度越高,分子熱運動的平均動能越大。
2. 內能:物體的內能包括分子動能和分子勢能。理想氣體的內能僅與溫度有關,各種實際氣體的內能與其溫度、體積、狀態等因素有關。
3. 改變物體內能的兩種方式:做功和熱傳遞。這兩種方式在改變物體內能上是等效的。
4. 熱力學第一定律:物體內能的增加等于外界對物體做的功和物體吸收的熱量之和。
此外,還涉及到分子平均動能與溫度的關系、分子勢能與分子之間距離的關系等知識點。在涉及到溫度與內能的問題中,需要注意熱力學第一定律的應用。
題目:一個質量為 m 的物體,在恒定合外力 F 的作用下,從靜止開始運動,經過時間 t 達到速度 v。在此過程中,物體的溫度升高了 T。求:
(1)在此過程中物體增加的內能;
(2)物體的內能增加了多少。
解答:
(1)根據動量定理,有:$Ft = mv$
根據能量守恒定律,有:$\frac{1}{2}mv^{2} = mgt + Q$
其中 Q 表示物體增加的內能。
在此過程中物體增加的內能為:$Q = \frac{1}{2}mv^{2} - mgt$
(2)物體的內能增加了$\frac{1}{2}mv^{2}$。
解釋:在運動過程中,物體的動能增加,轉化為內能。根據能量守恒定律,物體的動能增加等于物體增加的內能加上物體受到的合外力做的功。因此,物體的內能增加了$\frac{1}{2}mv^{2}$。同時,由于物體溫度升高了$T$,所以物體的內能增加了$\Delta U = mcT$。因此,物體的內能總共增加了$\frac{1}{2}mv^{2} + mcT$。