《2018年高考物理大一轮复习 选修部分 基础课3 热力学定律与能量守恒定律课件 粤教版选修3-3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理大一轮复习 选修部分 基础课3 热力学定律与能量守恒定律课件 粤教版选修3-3（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础课础课 3 热热力学定律与能量守恒定律知识识点一、热热力学第一定律1改变变物体内能的两种方式(1)_；(2)热传递热传递 。2热热力学第一定律(1)内容：一个热热力学系统统的内能增量等于外界向它传递传递 的_与外界对对它所做的功的和。(2)表达式：U_。做功热热量QW(3)UQW中正、负负号法则则：物理量 WQU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 _意义义符号吸收增加放出减少知识识点二、能量守恒定律1内容能量既不会凭空产产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式_为为另一种形式，或者是从一个物体_到别别的物体，在_或_的过过程中，能量的_保持不变变。2条件性能量守
2、恒定律是自然界的_，某一种形式的能是否守恒是有条件的。3第一类类永动动机是不可能制成的，它违违背了_。转转化转转移转转化转转移总总量普遍规规律能量守恒定律知识识点三、热热力学第二定律1热热力学第二定律的两种表述(1)克劳劳修斯表述：热热量不能_从低温物体传传到高温物体。(2)开尔文表述：不可能从单单一热库热库 吸收热热量，使之完全变变成功，而_。或表述为为“_永动动机是不可能制成的”。自发发地不产产生其他影响第二类类2用熵熵的概念表示热热力学第二定律在任何自然过过程中，一个孤立系统统的总熵总熵 不会_。3热热力学第二定律的微观观意义义一切自发过发过 程总总是沿着分子热热运动动的_增大的方向进进
3、行。4第二类类永动动机不可能制成的原因是违违背了_。减小无序性热热力学第二定律思考判断(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20 J，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)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功。( )答案 (1) (2) (3) (4)热热力学第一定律与能量守恒定律1做功和热传递热传递 的区别别做功与热传递热传递 在改变变内能的效果上是相同的，但是从运动动形式、能量转转化的角度上看是不同的。做功是其他形式的运动动和热热运
4、动动的转转化，是其他形式的能与内能之间间的转转化；而热热传递则传递则 是热热运动动的转转移，是内能的转转移。2三种特殊情况(1)若过过程是绝热绝热 的，则则Q0，WU，外界对对物体做的功等于物体内能的增加量。(2)若过过程中不做功，即W0，则则QU，物体吸收的热热量等于物体内能的增加量。(3)若过过程的始末状态态物体的内能不变变，即U0，则则WQ0或WQ。外界对对物体做的功等于物体放出的热热量。1热热力学第一定律的理解(多选)关于一定质质量的理想气体，下列叙述正确的是( )A气体体积积增大时时，其内能一定减少B外界对对气体做功，气体内能可能减少C气体从外界吸收热热量，其内能一定增加D气体温度升
5、高，其分子平均动动能一定增加E气体温度升高，气体可能向外界放热热答案 BDE2能量守恒定律的应应用木箱静止于水平地面上，现现在用一个80 N的水平推力推动动木箱前进进10 m，木箱受到的摩擦力为为60 N，则转则转 化为为木箱与地面系统统的内能U和转转化为为木箱的动动能Ek分别别是( )AU200 J，Ek600 J BU600 J，Ek200 JCU600 J，Ek800 J DU800 J，Ek200 J解析 由于木箱在推动动中受到滑动动摩擦力，其与相对对位移的乘积为积为 系统统的内能增量，即U6010 J600 J，由能量守恒定律可得EkW总总U8010 J600 J200 J。故正确答
6、案为为B。答案 B3热热力学第一定律的应应用如图图1所示，一定质质量的理想气体由状态态a沿abc变变化到状态态c，吸收了340 J的热热量，并对对外做功120 J。若该该气体由状态态a沿adc变变化到状态态c时时，对对外做功40 J，则这则这 一过过程中气体_(填“吸收”或“放出”)_J热热量。图图1解析 由热热力学第一定律可得，该该气体由状态态a沿abc变变化到状态态c的过过程中内能的变变化量UWQ120 J340 J220 J，因此该该气体由状态态a沿adc变变化到状态态c时时，Q1UW1220 J(40 J)260 J，显显然此过过程中气体从外界吸收热热量。答案 吸收 260应应用热热力
7、学第一定律的三点注意(1)做功看体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正。气体向真空中自由膨胀，对外界不做功，W0。(2)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q0。(3)由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。反思总结总结对热对热 力学第二定律的理解1对热对热 力学第二定律关键词键词 的理解在热热力学第二定律的表述中，“自发发地”、“不产产生其他影响”的涵义义。(1)“自发发地”指明了热传递热传递 等热热力学宏观现观现 象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。(2)“不产产生其他影响”的涵义义是发发生
8、的热热力学宏观过观过 程只在本系统统内完成，对对周围环围环 境不产产生热热力学方面的影响。如吸热热、放热热、做功等。2热热力学第二定律的实质实质自然界中进进行的涉及热现热现 象的宏观过观过 程都具有方向性。如3两类类永动动机的比较较分类第一类永动机第二类永动机设计要求不需要任何动力或 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不可能制 成的原因违背能量守恒不违背能量守恒，违背 热力学第二定律1热热力学第二定律的理解(多选)关于热热力学定律，下列说说法正确的是( )A为为了增加物体的内能，必须对须对 物体做功或向它传递热传递热 量B对对某物体做
9、功，必定会使该该物体的内能增加C可以从单单一热热源吸收热热量，使之完全变为变为 功D不可能使热热量从低温物体传传向高温物体E功转变为热转变为热 的实际实际 宏观过观过 程是不可逆过过程解析 内能的改变变可以通过过做功或热传递进热传递进 行，故A对对；对对某物体做功，若物体向外放热热，则则物体的内能不一定增加，B错错；在引起其他变变化的情况下，从单单一热热源吸收热热量可以将其全部变为变为 功，C对对；在引起其他变变化的情况下，可以将热热量从低温物体传传向高温物体，D错错；涉及热现热现 象的宏观过观过 程都具有方向性，故E对对。答案 ACE2对对两类类永动动机的理解(多选)下列说说法正确的是( )
10、A压缩压缩 气体总总能使气体的温度升高B能量耗散过过程中能量是守恒的C第一类类永动动机不可能制成，是因为违为违 背了能量守恒定律D第二类类永动动机不违违背能量守恒定律，但违违背了热热力学第一定律E能量耗散过过程从能量转转化的角度反映了自然界中的宏观观过过程具有方向性解析 内能的变变化取决于做功和热传递热传递 两个方面，只压缩压缩 气体并不一定能使气体温度升高，选项选项 A错误错误 ；由能量守恒定律可知，选项选项 B正确；第一类类永动动机是指不消耗能量却可以不断向外做功的机器，违违背了能量守恒定律，选项选项 C正确；第二类类永动动机不违违背能量守恒定律，但违违背了热热力学第二定律，选项选项 D错
11、误错误 ；由热热力学第二定律可知，选项选项 E正确。答案 BCE3热热力学定律的理解(多选)关于热热力学定律，以下说说法正确的是( )A热热力学第一定律是能量守恒定律在热热力学中的体现现，否定了创创造和消灭灭能量的可能性，告诉诉我们们第一类类永动动机不可能制成B热热力学第二定律反映了一切与热现热现 象有关的宏观观自然过过程都具有方向性，告诉诉我们们第二类类永动动机不可能制成C做功和热传递热传递 都能改变变物体的内能，根据最后的结结果可以区分是做功还还是热传递热传递 使物体温度升高的D热热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转转化，热热力学第二定律指出内能不可能完全转转化为为机械能，故二者
12、是相互矛盾的E热热力学第一定律和热热力学第二定律分别别从不同的角度揭示了与热现热现 象有关的物理过过程所遵循的规规律，二者相互独立，又相互补补充，都是热热力学的理论论基础础解析 做功和热传递热传递 都能改变变物体的内能，根据最后的结结果无法判断是做功还还是热传递热传递 使物体温度升高的，选项选项 C错误错误 ；热热力学第二定律是能量守恒定律在热现热现 象中的体现现，热热力学第二定律则则指出了能量转转化的方向性，二者并不矛盾，选项选项 D错错误误。答案 ABE热热力学定律与气体实验实验 定律的综综合应应用【典例】 如图图2甲所示，用面积为积为 S的活塞在汽缸内封闭闭着一定质质量的理想气体，活塞上
13、放一砝码码，活塞和砝码码的总质总质 量为为m。现现使汽缸内的气体缓缓缓缓 按图图乙所示的规规律变变化，汽缸内的气体从状态态A变变化到状态态B。若该过该过 程中气体内能发发生了变变化，气体柱高度增加了L。外界大气压压强为为p0。图图2(1)(多选)下列说说法中正确的是_。A该过该过 程中汽缸内气体的压压强始终为终为 p0B该过该过 程中气体的内能不断增大C该过该过 程中气体不断从外界吸收热热量D气体在该过该过 程中吸收的热热量大于它对对外界做的功EA和B两个状态态，汽缸内壁单单位面积单积单 位时间时间 内受到气体分子撞击击的次数相同(2)汽缸内气体的温度为为T1时时，气体柱的高度为为L_(用图图
14、中和题题目中给给出的字母表示)。(3)若气体从状态态A变变化到状态态B的过过程中从外界吸收的热热量为为Q，则则被封闭闭气体的内能变变化了多少？1热热力学定律与气体图图象结结合(2016深圳第一次调调研)如图图3所示，一定质质量的理想气体从状态态a变变化到状态态b，在这这一过过程中，下列说说法正确的是( )图图3A气体体积变积变 大B气体温度升高C气体从外界吸收热热量D气体的内能不变变E气体放出热热量答案 ABC2热热力学定律与气体实验实验 定律综综合一定质质量的理想气体被活塞封闭闭在汽缸内，如图图4所示水平放置。活塞的质质量m20 kg，横截面积积S100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动动但
15、不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L112 cm，离汽缸口的距离L23 cm。外界气温为为27 ，大气压压强为为1.0105 Pa，将汽缸缓缓慢地转转到开口向上的竖竖直位置，待稳稳定后对对缸内气体逐渐渐加热热，使活塞上表面刚刚好与汽缸口相平，已知g10 m/s2，求：(1)此时时气体的温度为为多少？(2)在对对缸内气体加热热的过过程中，气体膨胀对胀对 外做功，同时时吸收Q370 J的热热量，则则气体增加的内能U多大？图图4解析 (1)当汽缸水平放置时时，p01.0105 Pa，V0L1S，T0(27327) K当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时时，活塞的受力分析图图如图图所示，有p1Sp0Smg答案 (1)450 K (2)310 J解题题步骤骤方法技巧1(2014全国卷)一定量的理想气体从状态态a开始，经历经历 三个过过程ab、bc、ca回到原状态态，其pT图图象如图图5所示。下列判断正确的是_。(填正确答案标标号)图图5A过过程ab中气体一定吸热热B过过程bc中气体既不吸热热也不放热
