中学热学中几个较难解释的问题
2016-05-26刘晓会方可红袁丽云
中学物理·高中 2016年2期
刘晓会 方可红 袁丽云
中学阶段由于知识水平限制,热学的教学及学习过程中存在很多问题及困难,并且对于某些问题很容易产生误解,本文针对中学热学中三个常见的较难解释的问题进行了讨论分析,并从不同角度给出了定性和定量的解释.
1 运动物体的内能和机械能可以为零吗
运动物体的机械能可以为零 .机械能是一个与零势能点选取有关的量,故可任意选取零势能点,使重力势能大小的绝对值与物体动能的大小相等,从而保证总机械能为零.
但运动物体的内能不可能为零.人教版选修3-3中提到:组成任何物质的分子都在做着无规则的热运动,所以任何物体都具有内能.由此可见,物体的内能不可能为零.但同时,课本上又定义物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和,叫做物体的内能.这就容易造成这样的困惑:如果选取分子的零势能点,使物体中分子总势能为负值且绝对值大小与分子的热运动总动能相等,不就可以使物体的内能与机械能一样为零吗?但实际上,任何物体的内能都不可能为零.
在中学阶段可这样理解:物体是由大量分子组成的,所有分子都在做永不停息的无规则的热运动,故几乎不可能找到一零势能点使物体内分子总势能为为负值且绝对值大小与分子的热运动总动能相等.此外,物体内所有分子的势能相加后,总势能与分子总动能相比非常小,故物体的内能不可能……
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