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1、高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 高考一轮高考一轮考点一遍过考点一遍过 分项解析分项解析逐一击破逐一击破 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 考点 62 热力学定律和能量守恒定律 考点解读 一、热力学第零定律一、热力学第零定律 1热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，则这两个系统也一定处于热平衡。 2意义：两个系统热平衡由温度表示，故热力学第零定律给出了温度的定义和测量方法。 二、热力学第一定律二、热力学第一定律 1定义：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 2公式：U=Q+W 内能变化量/U热量/Q做功/W符号 内能增加吸收热量外
2、界对系统做正功+ 内能减少放出热量系统对外界做正功 3热力学第一定律实际上是涉及热现象的能量守恒定律。 4能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 5其他表述：第一类永动机不可能制成。 三、热力学第二定律三、热力学第二定律 1克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 2开尔文表述：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。 3其他表述：（1）气体向真空的自由膨胀是不可逆的。（2）第二类永动机不可能制成。 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 4宏
3、观意义：阐述了传热的方向性；阐述了机械能与内能转化的方向性：机械能可以全部转化为内 能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能；热机的效率总是小于 100%。 5微观意义：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。 6熵增加原理（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。 四、热力学第三定律四、热力学第三定律 1定义：不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。 2意义：绝对零度不可能达到。 考向一 热力学定律 （2020山东高三三模）一定质量的理想气体，分别在压强 P1和 P2下的体积 V 与温度 T 的关系图线如 图所示，气体由状态 A 等容变化到状态 B
4、 的过程中，下列说法正确的是（） A压强增大，吸收热量 B压强增大，放出热量 C压强减小，放出热量 D压强减小，吸收热量 【答案】C 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 【解析】由图可知，气体由状态 A 等容变化到状态 B 的过程中体积不变，温度减小，根据 1 1 pVpV TT 可知压强减小。根据热力学第一定律 UWQ 体积不变，温度减小，即 0W 0U 故 0Q 放出热量，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 1（2020山东高三模拟）如图所示，在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内用质量为 m 的活塞密封 一部分理想气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为 S。整个装置放在大
5、气压为 p0的室内，稳定 时活塞与容器底的距离为 h0。现把容器移至大气压仍为 p0的室外，活塞缓慢上升 d 后再次平衡，重力 加速度大小为 g。若此过程中气体吸收的热量为 Q，则密闭气体的内能（） A减少了 Q(mg+p0S)d B减少了 Q+(mg+p0S)d C增加了 Q(mg+p0S)d D增加了 Q+(mg+p0S)d 【答案】C 【解析】活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 0 Wmgp S d 根据势力学第一定律得密闭气体增加的内能 0 UQWQmgp S d 即在此过程中的密闭气体的内能增加了，故
6、C 正确，ABD 错误。 0 Qmgp S d 故选 C。 2关于第二类永动机，下列说法中正确的是 A没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热 机叫做第二类永动机 B第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成 C第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能 D第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能，同时 不引起其他变化 【答案】AD 【解析】没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变 化的热机叫做第二类永动机，A 正确；第二类永动
7、机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定 律，所以不可能制成，B 错误；第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不 能全部转化为机械能，同时不引起其他变化，C 错误，D 正确。 考向二 气体状态图象 （2020北京市第一六六中学高三模拟）一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历三个过程 ab、bc、ca 回到原状态，其 V-T 图象如图所示，pa、pb、pc分别表示状态 a、b、c 的压强，下列判断正确的是（ 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 ） Aab 过程中气体一定放热Bbc 过程中分子势能不断增大 Cbc 过程中每一个分子的速率都减小 D bca ppp 【
8、答案】D 【解析】A过程 ab 中气体的体积不变，没有做功；温度升高，内能增大，所以气体一定吸热，故 A 错误；B由于气体分子之间的作用力可以忽略不计，所以过程 bc 中分子势能不变，故 B 错误； C温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程 bc 中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每一个分子的速率都减小。故 C 错误； D设 a 状态的压强为 pa，则由理想气体的状态方程可知 00 00 33 3 ab pVpV TT 所以 3 ba pp 同理 00 00 3 ac pVp V TT 得 3 ca pp 所以 bca ppp 故 D 正
9、确。 故选 D。 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 1一定质量的理想气体分别在 T1、T2温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，T2对应的图线 上 A、B 两点表示气体的两个状态，则 A温度为 T1时气体分子的平均动能比 T2时大 BA 到 B 的过程中，气体内能增加 CA 到 B 的过程中，气体从外界吸收热量 DA 到 B 的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少 【答案】ACD 【解析】由图可知，当体积相同时，有，根据查理定律，可得，A 正确；对于 12 pp 12 12 pp TT 12 TT 理想气体，其内能仅由温度决定，A 到 B 的过程是等温变化的
10、过程，所以气体的温度不变，内能不 变，B 错误；A 到 B 的过程中，气体体积增大，对外做功而内能不变，由热力学第一定律可知，气体一 定从外界吸收热量，C 正确；A 到 B 的过程中，气体压强减小，则气体分子单位时间内对器壁单位面积 上的碰撞次数减少，D 正确。 2（2020北京高三模拟）如图所示，一定量的理想气体由状态 A 经过过程到达状态 B，再由状态 B 经 过过程到达状态 C，其中过程图线与横轴平行，过程图线与纵轴平行。对于这个变化过程，下列 说法中正确的是（） 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 A从状态 A 到状态 B 的过程，气体放出热量 B从状态 A 到状态 B 的过程，
11、气体分子热运动的平均动能在减小 C从状态 B 到状态 C 的过程，气体分子对容器壁撞击的频繁程度增加 D从状态 B 到状态 C 的过程，气体吸收热量 【答案】C 【解析】A从状态 A 到状态 B 的过程，气体体积不变，温度升高，根据热力学第 0W 0U 一定律可知，气体吸收热量，A 错误； UQW0Q B从状态 A 到状态 B 的过程，气体温度升高，气体分子热运动的平均动能在增大，B 错误； C从状态 B 到状态 C 的过程，温度不变，体积减小，单位体积内的分子个数增大，所以气体分子对容 器壁撞击的频繁程度增加，C 正确； D从状态 B 到状态 C 的过程，温度不变，气体体积减小，根据热力学第
12、一定律 0U0W 可知，气体放出热量，D 错误。 UQW0Q 故选 C。 考向三 气缸-活塞问题 （2020辽宁实验中学高二期末）如图所示，竖直放置的圆柱形绝热气缸内封闭着 1mol 单原子分子理想 气体，气体温度为 T0活塞的质量为 m，横截面积为 S，与气缸底部相距 h，现通过电热丝缓慢加热气 体，活塞上升了 h，已知 1mol 单原子分子理想气体内能表达式为，大气压强为 P0，重力加 3 2 URT 速度为 g，不计活塞与气缸的摩擦，求： 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 （1）加热过程中气体吸收的热量 （2）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为 m1时
13、，活塞恰好回到原来 的位置，求此时气体的温度 【答案】 （1）；（2） 00 3 () 2 QRTp Smg h 10 0 0 mgm gp S TT mgp S 【解析】 （1）活塞平衡 10 p Smgp S 气体对外做功 1 Wp Sh 由理想气体状态方程 11 01 2p Shp Sh TT 解得 10 2TT 由热力学第一定律 UWQ 根据题干所给条件 0 33 22 UR TRT 故 00 3 2 QRTp Smg h （2）末态活塞平衡 210 ()p Smm p S 由理想气体状态方程 12 0 p Shp Sh TT 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 解得 10 0
14、0 mgm gp S TT mgp S 1（2020辽宁沈阳铁路实验中学高二月考）如图，容积均为 V 的汽缸 A、B 下端有细管（容积可忽略） 连通，阀门 K2位于细管的中部，A、B 的顶部各有一阀门 K1、K3，B 中有一可自由滑动的活塞（质量、 体积均可忽略） 。初始时，三个阀门均打开，活塞在 B 的底部；关闭 K2、K3，通过 K1给汽缸充气，使 A 中气体的压强达到大气压 p0的 3 倍后关闭 K1。已知室温为 27，汽缸导热。 (1)打开 K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强； (2)接着打开 K3，求稳定时活塞的位置； (3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高 20，求此时活塞下方
15、气体的压强。 【答案】(1)，2p0；(2)上升直到 B 的顶部；(3)1.6p0 2 V 【解析】(1)设打开 K2后，稳定时活塞上方气体的压强为 p1，体积为 V1。依题意，被活塞分开的两部分 气体都经历等温过程。由玻意耳定律得 对 B 有 01 1 p VpV 对于 A 有 011 (3)(2)p VpVV 联立式得， 1 2 V V 10 2pp (2)刚打开 K3时，活塞上方气体压强变为大气压强，则活塞下方气体压强大，活塞将上升。设活塞运动 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 到顶部之前重新稳定，令下方气体与 A 中气体的体积之和为 V2（） 。由玻意耳定律得 2 2VV 00
16、2 (3)p Vp V 得 2 32VVV 则打开 K3后活塞上会升直到 B 的顶部为止。 (3)活塞上升到 B 的顶部，令气缸内的气体压强为，由玻意耳定律得 2 p 20 (3)2p VpV 设加热后活塞下方气体的压强为 p3，气体温度从 T1=300K 升高到 T2=320K 的等容过程中，由查理定律 得 32 12 pp TT 联立可得 p3=1.6p0 2（2018河北省石家庄市高二期末）如图所示，固定在地面上的水平气缸内由活塞封闭着一定量的气体 ，气体分子之间的相互作用力可以忽略，假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变，若用外 力 F 将活塞缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，下列说法正确的是 A气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少 B气体做等温膨胀，分子的平均动能不变，气体的压强不变 C气体从外界吸收热量，内能不变 D气体是从单一热源吸收，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律 【答案】AC 高考一轮复习考点一遍过 精品资源战胜高考 【解析】因气
