《步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第十一章 热 学》 第3课时-热力学定律与能量守恒》由会员分享，可在线阅读，更多相关《步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第十一章 热 学》 第3课时-热力学定律与能量守恒（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章 热 学 第 3课时 热力学定律与能量守恒 考纲解读 考点一 考点二 考点三 高考模拟 练出高分 考纲解读 解热力学第一定律 . 解热力 学第二定律 . 考点 一 热力学第一定律的理解与应用 1热力学第一定律的理解 不仅反映了 和 这两种方式改变内能的过程是 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 符号 W Q U 外界对物体做功 物体 热量 内能 物体对外界做功 物体 热量 内能 做功 热传递 等效 吸收 增加 放出 减少 考点 一 热力学第一定律的理解与应用 (1)若过程是绝热的，则 Q ， W ，外界对物体做的功等于物体内能的增加量 (2)若过
2、程中不做功，即 W ，则 Q ，物体吸收的热量等于物体内能的增加量 (3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即 U 0，则 W Q 0或W 0 U 0 U 考点 一 热力学第一定律的理解与应用 例 1在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态 ，外界对该气体做功为 6 J；第二种变化是从状态 ，该气体从外界吸收的热量为 9 J图线 ， B、 想气体的分子势能为零求： (1)从状态 的过程，该气体对外界做的功 (2)从状态 的过程，该气体内能的增量 2. 内能只与温度有关 过原点表示等容 用热力学第一定律求解 考点 一 热力学第一定律的理解与应用
3、 例 1(1)从状态 的过程，该气体对外界做的功 的增量 该气体对外界做的功 0 根据热力学第一定律有 解析 由题意知从状态 的过程，气体发生等容变化 内能的增量 9 J. 考点 一 热力学第一定律的理解与应用 例 1(2)从状态 的过程，该气体内能的增量 吸收的热量 由题意知，该气体内能的增量 9 J 根据热力学第一定律有 解析 从状态 的过程，体积减小，温度升高 从外界吸收的热量 3 J. 考点 一 热力学第一定律的理解与应用 方法提炼 U W Q，使用时注意符号法则 (简记为：外界对系统取正，系统对外界取负 )对理想气体， 热情况下， Q 考点 一 热力学第一定律的理解与应用 递进 题组
4、 外界吸收热量 104 J，气体对外界做功 104 J，则该理想气体的 ( ) A温度降低，密度增大 B温度降低，密度减小 C温度升高，密度增大 D温度升高，密度减小 内能只与温度有关 U W Q D 内能增加，温度升高 U 104 J 气体对外做功，体积膨胀，质量不变，所以密度要减小 . 考点 一 热力学第一定律的理解与应用 2 如图所示，一定质量的理想气体由状态 a沿 c，吸收了 340 对外做功 120 J若该气体由状态 a沿 外做功 40 J，则这一过程中气体 _(填 “吸收 ”或 “放出 ”)热量 _J. 热力学第一定律求解 由 a沿 c，由热力学第一定律可得： U Q W 340
5、J ( 120 J) 220 J 若由 a沿 热力学第一定律可得 : U Q W，得 Q U W 220 J ( 40 J) 260 J. 吸收 260 考点 一 热力学第一定律的理解与应用 从状态 1变化到状态 2的过程中，吸收热量 280 J，并对外做功 120 J，试问： (1)这些气体的内能发生了怎样的变化？ 解析 由热力学第一定律可得 U W Q 120 J 280 J 160 J，气体的内能增加了 160 J. 热力学第一定律 考点 一 热力学第一定律的理解与应用 (2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了 240么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？
6、解析 由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态 2回到状态1的过程中内能的变化量应等于从状态 1到状态 2的过程中内能的变化量，则从状态 2到状态 1的内能应减少 160 J， 即 U 160 J，又 Q 240 J， 根据热力学第一定律得： U W Q，所以 W U Q 160 J ( 240 J) 80 J，即外界对气体做功 80 J 考点 二 热力学第二定律的理解 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、
7、放热、做功等 考点 二 热力学第二定律的理解 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 ，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 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，如气体的等温膨胀过程 方向性 方向性 . . . 考点 二 热力学第二定律的理解 3热力学过程方向性实例： 高温物体 低温物体 功 能 热 气体体积 气体体积 大 ) 不同气体 混合气体 量 热量 自发地完全转化为为 不能自发地且不能完全转化 能
8、自发膨胀到 不能自发收缩 到 能自发混合成 不能自发分离成 考点 二 热力学第二定律的理解 4两类永动机的比较 第一类永动机 第二类永动机 不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器 从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器 违背 ， 不可能制成 不违背能量守恒定律，但 违背 ， 不可能制成 能量守恒定律 热力学第二定律 考点 二 热力学第二定律的理解 例 2根据你学过的热学的有关知识 ,判断下列说法中正确的是 ( ) A机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成 机械能 B凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量 只能从高温物体传递给低温物体，
9、而不能从低温物体传递给高 温物体 C尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到 100%，制冷机却可 以使温度降到 293 D第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守 恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来 同时引起其他变化 只能接近 C，却永远不能达到 A 借助外界帮助，热量可从低温物体传到高温物体 违背热力学第二定律 考点 二 热力学第二定律的理解 递进 题组 ) A热量不能由低温物体传递到高温物体 B外界对物体做功，物体的内能必定增加 C第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律 D不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其 他变化 借助外界条
10、件下可以 放热，内能可能减小 D 违反热力学第二定律 热力学第二定律表述形式之一 考点 二 热力学第二定律的理解 5 地球上有很多的海水，它的总质量约为 1018吨，如果这些海水的温度降低 C，将要放出 1023焦耳的热量，有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，其原因是 ( ) A内能不能转化成机械能 B内能转化成机械能不满足热力学第一定律 C只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力 学第二定律 D上述三种原因都不正确 C 满足 可以转化，例如热机 同时要引起其他变化 考点 二 热力学第二定律的理解 列说法中正确的是 ( ) A为了
11、增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D不可能使热量从低温物体传向高温物体 E功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 一定，有可能放热 可以，例如空调 改变内能的两种方式 同时要引起其他变化 考点 三 热力学定律与气体实验定律综合问题 考点 三 热力学定律与气体实验定律综合问题 例 3一定质量的理想气体，从初始状态 、 C、 ，体积 的关系如图所示图中 (1)从状态 ,气体经历的是 _过程 (填 “等温 ”“等容 ”“等压 ”) (2)从 的过程中，气体的内能 _(填 “增大 ”“减小 ”“不变 ”) (3)从 的过程中，气体对外 _(填 “做正功 ”、 “做负功 ”或 “不 做功 ”)，同时 _(填 “吸热 ”或 “放热 ”) (4)气体在状态 D _. 解析 （ 1） A B：体积不变，等容 内能只与温度有关 等容 （ 2） B C：温度不变，内能不变 不变 考点 三 热力学定律与气体实验定律综合问题 例 3一定质量的理想气体，从初始状态 、 C、 ，体积 的关系如图所示图中 (1)从状态 ,气体经历的是 _过程 (填 “等温 ”“等容 ”“等压 ”) (2)从 的过程中，气体的内能 _(填 “增
