《2019年高考物理一轮复习 第12章 热学 第3讲 热力学定律与能量守恒定律课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理一轮复习 第12章 热学 第3讲 热力学定律与能量守恒定律课件 新人教版（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热学 第十二章 第3讲热力学定律与能量守恒定律 知识梳理自测 1 内容一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的 与外界对它所做功的和 热力学第一定律 热量 2 表达式 U 3 U Q W的三种特殊情况 1 绝热过程 Q 则 外界对物体做的功等于物体内能的增加 2 等容过程 W 则 物体吸收的热量等于物体内能的增加 3 等温过程 U 则 或 外界对物体做的功等于物体放出的热量 Q W 0 W U 0 Q U 0 W Q 0 W Q 1 两种表述 1 克劳修斯表述 按热传导的方向性表述 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 2 开尔文表述 按机械能和内能转化过程的方向性表述 不可能从单一热库吸收
2、热量 使之完全变成功 而不 热力学第二定律 引起其他影响 减少 1 内容能量既不会凭空 也不会凭空 它只能从一种形式 为另一种形式 或者从一个物体 到另一个物体 在转化或转移的过程中能量的总量 2 能源的利用 1 存在能量耗散和 2 重视利用能源时对 的影响 3 要开发新能源 如 生物质能 风能等 能量守恒守恒 产生 消失 转化 转移 保持不变 品质下降 环境 太阳能 思维诊断 1 为了增加物体的内能 必须对物体做功或向它传递热量 做功和热传递的实质是相同的 2 绝热过程中 外界压缩气体做功20J 气体的内能可能不变 3 在给自行车打气时 会发现打气筒的温度升高 这是因为打气筒从外界吸热 4
3、可以从单一热源吸收热量 使之完全变成功 B 解析 根据热力学第二定律 在可以引起其他变化的情况下 热量可以由低温物体向高温物体传递 A错误 气体被压缩 外界对气体做功 如果气体向外放热 内能可能不变 可能增加 也可能减少 B正确 分子永不停息地做无规则运动 所以分子的平均动能不可能为零 C错误 物体温度升高时 其分子的平均动能增加 但并不是每一个分子的动能都增加 D错误 BDE 解析 热力学温度与分子的平均动能成正比 分子热运动的平均动能不可能为零 制冷机的制冷温度不可以降到 273 以下 故A错误 随着科学技术的发展 热量可以从低温物体传到高温物体 故B正确 根据热力学第二定律 热机的效率不
4、可以达到100 故C错误 不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响 即第二类永动机不可能实现 故D正确 做功和热传递都可以改变物体的内能 无论科技怎样发展 都无法判断一温度升高的物体是通过做功还是热传递实现的 故E正确 CD 解析 用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞 是气体压强作用的缘故 不是分子力的效果 A错误 物体体积增大时 分子间距增大 分子间势能随分子间距的增大而呈现先减后增的趋势 故B错误 在一定条件下 热量可以从低温物体传递到高温物体 C正确 根据热力学第一定律 对物体做功 但是物体向外放热大于外界对物体做功时 物体的内能减小 D正确 物体中所有分子的热运动动能
5、和分子势能的总和叫物体的内能 E错误 ACE 解析 在引起其他变化的情况下 从单一热源吸收热量可以将其全部变为功 A正确 由热力学第一定律可知 当W 0 Q 0时 U W Q U可以等于0 B错误 空调机在制冷过程中消耗了电能 总体上是放出热量 C正确 热量可以由低温物体传给高温物体 D错误 物体从外界吸收热量 若同时对外做功 如果对外做的功大于从外界吸收的热量 则物体的内能减少 E正确 核心考点突破 1 热力学第一定律的理解不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的 而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系 2 对公式 U Q W的符号的规定 对热力学第一定律的理解 1
6、 ACB过程中气体的内能如何变化 变化了多少 2 BDA过程中气体吸收还是放出多少热量 解析 1 ACB过程中 W1 280J Q1 410J 由热力学第一定律得 U W1 Q1 690J 气体内能的减少量为690J 2 因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数 气体由状态ACB过程至状态B 又从状态B经BDA过程回到状态A 整个过程内能变化为0 从状态B经BDA过程回到状态A U 690J 由热力学第一定律得 U W2 Q2 W2 200J 得Q2 490J 即吸收热量490J 答案 1 减少减少量为690J 2 吸收热量490J 2 理想气体内能变化情况的判定方法对一定质量的理想气体 由于
7、无分子势能 其内能只包含分子无规则热运动的动能 其内能只与温度有关 3 应用热力学第一定律时 首先要明确研究对象是哪个物体或哪几个物体组成的系统 其次要正确掌握公式的符号法则 对已知量 必须按符号法则确定它们的正负号后 再代入公式计算 对未知量 可先按正号代入公式 根据计算结果的正负 确定问题的答案 1 从状态A到状态C的过程 该气体对外界做的功W1和其内能的增量 U1 2 从状态A到状态B的过程 该气体内能的增量 U2及其从外界吸收的热量Q2 类题演练1 答案 1 W1 0 U1 9J 2 U2 9JQ2 3J 解析 1 从状态A到状态C过程 气体发生等容变化 该气体对外界做功W1 0根据热
8、力学第一定律有 U W1 Q1 内能的增量 U1 Q1 9J 2 从状态A到状态B过程 气体体积减小 温度升高 该气体内能的增量 U2 U1 9J根据热力学第一定律有 U2 W2 Q2从外界吸收的热量Q2 U2 W2 3J 1 热力学第二定律的理解 1 自发地 指明了热传递等热力学宏观现象的方向性 不需要借助外界提供能量的帮助 2 不产生其他影响 的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成 对周围环境不产生热力学方面的影响 如吸热 放热 做功等 2 热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述 都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性 进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方
9、向性 对热力学第二定律的理解 特别提醒 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 但在有外界影响的条件下 热量可以从低温物体传到高温物体 如电冰箱 在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能 如气体的绝热膨胀过程 3 两类永动机的比较 BCE 解析 由熵增加原理知 一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行 A错误 根据热力学第二定律知 机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程 B正确 在外界的影响下 气体可以从单一热源吸收热量 全部用来对外做功 C正确 第二类永动机没有违反能量守恒定律 但违反了热力学第二定律 D错误 根据热力学第二定律知 热量可以从低温物体传到高温物体 但是不可
10、能不引起其他变化 E正确 解答该类问题的流程 热力学定律与气体实验定律的综合 1 活塞停止上升时容器内气体的温度T2 2 密闭气体内能的增加量 U 答案 1 294K 2 29 8J A 由状态A变到状态B过程中 气体吸收热量B 由状态B变到状态C过程中 气体从外界吸收热量 内能增加C C状态气体的压强小于D状态气体的压强 类题演练2 ADE D D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态时少E D状态与A状态 相等时间内气体分子对器壁单位面积的冲量相等 1 气体A B末状态的压强 2 试分析此过程中B气体是吸热还是放热 类题演练3 答案 1 87 5cmHg93 5cmHg 2 放热 解析 1 设气体A的初态压强为pApA p柱 p0设末态时气体A的长度为l Al A lA l气体A发生等温变化 有pAlAS p Al AS解得p A 87 5cmHg设气体B的末态压强为p B得p B p A p柱 93 5cmHg 2 气体B的初态 压强为p0 长度为lBlB L lA l柱 29cm气体B发生等温变化 有pBlBS p Bl BS解得l B 23 6cml B lB 气体B的变化是等温压缩由热力学第一定律可知 气体B要放热
