高考物理大一轮复习 第3讲 热力学定律与能量守恒课件（选修33）.ppt

选修3 3 选考部分 第3讲热力学定律与能量守恒 一 热力学第一定律与能量守恒定律1 改变物体内能的两种方式 2 热力学第一定律 1 内容 物体内能的增量 u等于 2 表达式 3 能量守恒定律 1 内容 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能 或者从 在转化或转移的过程中其 2 任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的 不消耗能量而对外做功的 永动机是不可能制成的 外界对物体做的功w 和物体吸收的热量q的总和 u q w 从一种形式转化为另一种形式 一个物体转移到别的 物体 总量保持不变 第一类 跟踪训练 1 单选 如图11 3 1所示 一演示用的 永动机 转轮由5根轻杆和转轴构成 轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片 轻推转轮后 进入热水的叶片因伸展而 划水 推动转轮转动 离开热水后 叶片形状迅速恢复 转轮因此能较长时间转动 下列说法正确的是 图11 3 1 a 转轮依靠自身惯性转动 不需要消耗外界能量b 转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身c 转动的叶片不断搅动热水 水温升高d 叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 答案 d 解析 该 永动机 叶片进入水中 吸收热量而伸展划水 推动转轮转动 离开水面后向空气中放热 叶片形状迅速恢复 所以转动的能量来自热水 由于不断向空气释放热量 所以水温逐渐降低 a b c错 d对 2 单选 关于物体内能的变化 下列说法正确的是 a 物体吸收热量 内能一定增大b 物体对外做功 内能一定减小c 物体吸收热量 同时对外做功 内能可能不变d 物体放出热量 同时对外做功 内能可能不变 答案 c 3 单选 2015年湛江模拟 如图11 3 2所示 用一根与绝热活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在某一高度静止不动 汽缸开口向上 缸内封闭一定质量的气体 缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气 现将细线剪断 让汽缸自由下落 则下列说法正确的是 a 气体压强减小 气体对外界做功b 气体压强增大 外界对气体做功c 气体体积减小 气体内能减小d 气体体积增大 气体内能减小 答案 b 二 热力学第二定律1 两种表述 1 第一种表述 热量不能自发地从 物体传递到 物体 克劳修斯表述 2 第二种表述 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 开尔文表述 2 第二类永动机是指设想只从单一热源吸收热量 使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机 这类永动机不可能制成的原因是违反了 热力学第二定律 低温 高温 跟踪训练 4 多选 下列说法正确的是 a 一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性b 一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的c 由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行d 一切物理过程都不可能自发地进行 答案 ac 解析 由热力学第二定律和能量守恒定律易判断选项a c是正确的 5 单选 关于对永动机的认识 下列说法正确的是 a 第一类永动机和第二类永动机都违背了能量守恒定律 所以都不可能制成b 第一类永动机违背了能量守恒定律 第二类永动机没有违背能量守恒定律 因此 随着科学技术的迅猛发展 第二类永动机是可以制成的c 第一类永动机违反了能量守恒定律 第二类永动机违反了热力学第二定律 这两类永动机都不可能制成d 两类永动机的实质和工作原理是相同的 都是人们的美好设想 是永远不会实现的 答案 c 解析 第一类永动机违反了能量守恒定律 不可能制成 第二类永动机违反了热力学第二定律 也不可能制成 1 热力学第一定律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符号的规定 对热力学第一定律的理解与应用 3 几种特殊情况 1 若过程是绝热的 则q 0 w u 外界对物体做的功等于物体内能的增加量 2 若过程中不做功 即w 0 则q u 物体吸收的热量等于物体内能的增加量 3 若过程的始 末状态物体的内能不变 即 u 0 则w q 0或w q 外界对物体做的功等于物体放出的热量 单选 某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体 气体分子间的相互作用力表现为引力 关于实际气体的下列说法正确的是 a 在完全失重的情况下 密闭容器内的气体对器壁的顶部没有作用力b 若气体膨胀对外界做功 则分子势能一定增加c 若气体被压缩 外界对气体做功 则气体内能一定增加d 若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功 则气体分子的动能一定不变 单选 2015年广州调研 把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内的底部 快速压下活塞时 棉花燃烧起来 此实验说明 a 做功使管内气体热量增加b 热传递不能改变物体的内能c 做功改变了管内气体的内能d 热传递改变了管内气体的热量 答案 c 解析 根据实验 快速压下活塞时 棉花燃烧起来 说明玻璃筒内的温度升高 内能增加 这一过程是通过做功实现的 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别的形式 或者从一个物体转移到别的物体 在转化和转移的过程中其总量保持不变 这就是能量守恒定律 特别提醒 1 能的转化和守恒定律是自然界的普遍规律 违背该定律的第一类永动机是永远无法实现的 2 物质不同的运动形式对应着不同形式的能 各种形式的能可以相互转化或转移 能量转化与能量守恒定律的应用 单选 在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门 冰箱正常工作 过一段时间房间内的温度将如何变化 a 降低b 升高c 不变d 无法确定 单选 关于系统的内能及其变化 下列说法正确的是 a 系统的温度改变时 其内能必定改变b 系统对外做功 其内能不一定改变 向系统传递热量 其内能不一定改变c 对系统做功 系统内能必定改变 系统向外传出一定热量 其内能必定改变d 若系统与外界不发生热交换 则系统的内能必定不改变 答案 b 1 在热力学第二定律的表述中 自发地 不产生其他影响 的涵义 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 对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向性 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 4 两类永动机的比较 多选 下列说法正确的有 a 热量能够从高温物体传到低温物体 但不能从低温物体传到高温物体b 热量能够从高温物体传到低温物体 也可能从低温物体传到高温物体c 机械功可以全部转化为热量 但热量不可能全部转化为机械功d 机械功可以全部转化为热量 热量也可能全部转化为机械功 多选 2012年全国卷改编 关于热力学定律 下列说法正确的是 a 为了增加物体的内能 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 答案 ac 解析 改变内能的方法有做功和热