《高二物理人教选修33课件第十章热力学定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理人教选修33课件第十章热力学定律（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、章末整合提升,热力学定律,内能,功和内能,本质 功和内能转化的关系：UW,热和内能,本质 热和内能转化的关系：UQ 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：UWQ 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.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
2、第一定律 UWQ.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，W0；物体对外做功，W0；物体放出热量，Q0，物体的内能增加；U0，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UWQ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
3、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，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
4、气体状态方程 C，明确气体的状态变化. (2)根据UWQ，作出判断.,例3一定质量的气体从外界吸收了4.2105J的热量，同时气体对外做了6105J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Q4.2105J，气体对外做功W6105J，由热力学第一定律UWQ(6105J)4.2105J1.8105J.U为负，说明气体的内能减少了.所以，气体内能减少了1.8105J.,答案内能减少1.8105J,(2)分子势能是增加还是减少？,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
5、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、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
6、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c4.2103 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 雨滴重力势能的减少，Wmgh400m J,转化成雨滴的内能为QW400m J30%120m J,答案升高0.03 ,借题发挥应用能量守恒定律解决问
7、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
8、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.,
