《人教版高中物理选修（33）第十章《热力学定律》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修（33）第十章《热力学定律》ppt课件（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 章末整合提升 1 网络构建 客观 简明 了然 2 分类突破 整合 释疑 点拨 热力学定律 内能 功和内能 本质 功和内能转化的关系 U W 热和内能 本质 热和内能转化的关系 U Q 方式 热传导 热对流 热辐射 等效性 做功和传热在改变物体内能上是等效的 能量守恒 热力学第一定律 内能 表达式 U W Q 符号法则 能量守恒定律 热力学第二定律 两种表述 克劳修斯表述 开尔文表述 微观解释 熵增加原理 能源 能量耗散 能源与环境 新能源 一 做功 热传递与内能变化的关系 1 做功与热传递的区别与联系 做功和热传递是改变物体内能的两种方式 它们在改变 物体的内能上是等效的 但它们的本质不同
2、做功是其他 形式的能和内能之间的转化 热传递则是物体间内能的 转移 2 热力学第一定律 U W Q 正确理解公式的意义及符号含义是解决本类 问题的关键 1 外界对物体做功 W 0 物体对外做功 W0 物体放出热量 Q0 物体的内能增加 U 0 物体的内能减少 分析题干 确定内能改变的方式 W Q 判断W Q的符 号 代入公式 U W Q 得出结论 例1 当把打足气的车胎内的气体迅速放出时 会发现车 胎气嘴处的温度明显降低 则在这个过程中 A 气体对外做功 同时向外散发热量 B 气体对外做功 车胎内气体温度降低 从外界吸热 C 外界对车胎内气体做功 车胎内气体向外传递热量 D 外界对车胎内气体做
3、功 同时向车胎内气体传递热量 解析 气体迅速放出时 气体体积膨胀对外做功 同时 温度降低 使气嘴处温度明显低于外界温度 从外界吸 热 故正确答案为B 答案 B 例2 一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B 这一过程的V T图象如图1所示 则 A 在过程AC中 外界对气体做功 内能不变 B 在过程CB中 外界对气体做功 内能增加 C 在过程AC中 气体压强不断变大 D 在过程CB中 气体压强不断减小 图1 解析 由图象可知 AC过程是等温压缩 CB过程是等容 升温 据气态方程可判断出 AC过程气体体积变小 外 界对气体做功 气体内能不变 气体压强不断变大 CB 过程气体体积不变 内能增加
4、 显然气体从外界吸热 气体压强不断增大 故A C正确 答案 AC 借题发挥 1 由图象的物理意义 结合理想气体状态方 程 C 明确气体的状态变化 2 根据 U W Q 作出判断 例3 一定质量的气体从外界吸收了4 2 105J的热量 同 时气体对外做了6 105J的功 问 1 物体的内能是增加还是减少 变化量是多少 解析 气体从外界吸热为Q 4 2 105J 气体对外做功W 6 105J 由热力学第一定律 U W Q 6 105J 4 2 105J 1 8 105J U为负 说明气体的 内能减少了 所以 气体内能减少了1 8 105J 答案 内能减少1 8 105J 2 分子势能是增加还是减少
5、 解析 因为气体对外做功 所以气体的体积膨胀 分子 间的距离增大了 分子力做负功 气体分子势能增加了 答案 分子势能增加 3 分子的平均动能是增加还是减少 解析 因为气体内能减少 同时分子势能增加 所以分 子的平均动能减少 答案 分子的平均动能减少 二 能量守恒定律及应用 1 能量守恒定律 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物 体转移到另一个物体 在能的转化或转移过程中 能量 的总量保持不变 能量守恒定律是自然界普遍适用的规律 不同形式的能 可以相互转化 2 应用能量守恒定律解题的方法和步骤 1 认清有多少种形式的能 例如动能 势能 内能 电 能
6、化学能 光能等 在相互转化 2 分别写出减少的能量 E减和增加的能量 E增的表达式 3 根据下列两种思路列出能量守恒方程 E减 E增 某种形式的能减少 一定存在其他形式的能增加 且 减少量和增加量一定相等 某个物体的能量减少 一定存在其他物体的能量增加 且减少量与增加量一定相等 4 解方程 代入数据 计算结果 例4 在近地的高空中 雨滴几乎是匀速下落的 设在此 过程中所产生的热量有30 被雨滴吸收 求雨滴在近地下 落40 m前 后的温度差 g取10 m s2 水的比热容c 4 2 103 J kg 解析 设雨滴的质量为m 因为雨滴匀速下落 所以雨滴重力势能的减少等于雨滴 克服阻力所做的功 雨滴
7、重力势能的减少 W mgh 400m J 转化成雨滴的内能为Q W 400m J 30 120m J 答案 升高0 03 借题发挥 应用能量守恒定律解决问题时 首先应明确 有哪几种能量参与转化或转移 哪些能量增加 哪些能 量减小 然后利用守恒的观点列出方程求解 三 热力学第二定律的应用 1 热力学第二定律的两种表述 1 按照热传递的方向性表述为 热量不能自发地从低温物 体传到高温物体 这是热力学第二定律的克劳修斯表述 2 按照机械能与内能转化的方向性表述为 不可能从单一 热库吸收热量 使之完全变成功 而不产生其他影响 这 是热力学第二定律的开尔文表述 2 热力学第二定律的微观意义 1 一切自然
8、过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方 向进行 2 用熵来表示热力学第二定律 在任何自然过程中 一 个孤立系统的总熵不会减小 3 在整个自然界中 无论有无生命 所有宏观的自发过程 都具有单向性 都是不可逆过程 如河水向下游流 重物 向下落 房屋由新到旧直至倒塌 人要从婴儿到老年直 至死亡等 例5 炎炎夏日 两位同学在充满凉意的空调室内 就空调 机的工作过程是否遵循热力学第二定律的问题发生了争论 甲同学说 空调机工作时 不断地把热量从室内传到室外 即从低温物体传到高温物体 可见它并不遵循热力学第 二定律 乙同学说 热力学第二定律是热力学系统的普遍规律 空 调机的工作过程不可能违反它 两人各执一词 都无法使对方信服 请你对他们的论点作 出评价 答案 空调机工作时 热量是由低温物体传到高温物体 但不是自发的 要有压缩机工作 产生了其他影响 所以不违背热力学第二定律 乙同学的观点正确
