高中物理 第10章 热力学定律章末小结课件 新人教版选修33.pptVIP

第十章 热力学定律 章末小结 知识结构 规律方法 一 热力学第一定律及其应用1 热力学第一定律揭示了内能的增量 u 与外界对物体做功 w 与物体从外界吸热 q 之间的关系 即 u w q 正确理解公式的意义及符号的含义是解决此类问题的保证 1 外界对物体做功 w 0 物体对外界做功 w0 物体放出热量 q0 物体的内能增加 u 0 物体的内能减少 2 注意问题 1 只有绝热过程q 0 u w 用做功可判断内能变化 2 只有在气体体积不变时 w 0 u q 用吸热放热情况可判断内能的变化 3 若物体内能不变 即 u 0 则w q 功和热量符号相反 大小相等 因此判断内能变化问题一定要全面进行考虑 江苏启东中学2016年高二下学期检测 如图所示 一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b c和d后再回到状态a 其中 a b和c d为等温过程 b c和d a为绝热过程 气体与外界无热量交换 这就是著名的 卡诺循环 1 该循环过程中 下列说法正确的是 c 2 该循环过程中 内能减小的过程是 选填 a b b c c d 或 d a 若气体在a b过程中吸收63kj的热量 在c d过程中放出38kj的热量 则气体完成一次循环对外做的功为 kj 解析 1 a b体积增大 气体对外做功 a错误 b c体积增大 气体对外做功 w0 q 0 u 0 t增大 气体分子平均速率增大 d错误 2 由 1 可知 b c过程内能减小 经过一个循环 u 0 所以对外做功w 63 38 kj 25kj b c 25 二 热力学第二定律及应用1 热力学第二定律的几种表现形式 1 热传递具有方向性 两个温度不同的物体接触时 热量会自发地从高温物体传给低温物体 而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体 要实现低温物体向高温物体传递热量 必须借助外界的帮助 因而产生其他影响或引起其他变化 2 气体的扩散现象具有方向性 两种不同的气体可以自发地进入对方里面 最后成为均匀的混合气体 但这种均匀的混合气体 绝不会自发地分开 成为两种不同的气体 3 机械能和内能的转化过程具有方向性 物体在地面上运动 因摩擦而逐渐停下来 但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后 在地面上重新运动起来的现象 4 气体向真空膨胀具有方向性 气体可自发地向真空容器膨胀 但绝不可能出现气体自发地再从容器中流回 使容器变为真空 2 热力学第二定律的微观解释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 即在任何自然过程中 一个孤立系统的总熵不会减少 多选 如图所示 为电冰箱的工作原理示意图 压缩机工作时 强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环 在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量 经过冷凝器时制冷剂液化 放出热量到箱体外 下列说法正确的是 bc 解析 热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律 是能的转化和守恒定律的具体表现 适用于所有的热学过程 故c正确 d错误 再根据热力学第二定律 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 必须借助于其他系统做功 a错误 b正确 故选b c 触及高考 内能的改变 做功与热传递在高考中是热点 但难度不会太大 属于基础题型 热力学第一 第二定律在高考中是一新兴热点 考查时题型灵活 既可综合考查亦可单独命题 再加上近几年能源与环境的关系成为社会广泛关注的问题 本章知识在高考中出现机率变大 应引起我们的足够注视 一 考题探析 2018 全国 33 1 如图 一定质量的理想气体从状态a开始 经历过程 到达状态e 对此气体 下列说法正确的是 a 过程 中气体的压强逐渐减小b 过程 中气体对外界做正功c 过程 中气体从外界吸收了热量d 状态c d的内能相等e 状态d的压强比状态b的压强小 bde 1 多选 2016 全国卷 33 关于热力学定律 下列说法正确的是 a 气体吸热后温度一定升高b 对气体做功可以改变其内能c 理想气体等压膨胀过程一定放热d 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体e 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡 那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 二 临场练兵 bde 解析 根据热力学第一定律 气体吸热的同时若对外做功 则内能不一定增大 温度不一定升高 故a错误 对气体做功可以改变其内能 故b正确 理想气体等压膨胀过程 对外做功 由理想气体状态方程可知 气体温度升高 内能增大 故气体一定吸热 故c错误 根据热力学第二定律 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 故d正确 根据热平衡定律 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡 那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 故e正确 2 2018 全国卷 33 如图 一定量的理想气体从状态a变化到状态b 其过程如p v图中从a到b的直线所示 在此过程中 填正确答案标号 选对1个得2分 选对2个得4分 选对3个得5分 每选错1个扣3分 最低得分为0分 a 气体温度一直降低b 气体内能一直增加c 气体一直对外做功d 气体一直从外界吸热e 气体吸收的热量一直全部用于对外做功 bcd 解析 1 a错 在p v图中理想气体的等温线是双曲线的一支 而且离坐标轴越远温度越高 故从a到b温度升高 b对 一定质量的理想气体的内能由温度决定 温度越高 内能越大 c对 气体体积膨胀 对外做功 d对 根据热力学第一定律 u q w 得q u w 由于 u 0 w 0 故q 0 气体吸热 e错 由q u w可知 气体吸收的热量一部分用来对外做功 一部分用来增加气体的内能 3 多选 2017 全国卷 33 如图 用隔板将一绝热汽缸分成两部分 隔板左侧充有理想气体 隔板右侧与绝热活塞之间是真空 现将隔板抽开 气体会自发扩散至整个汽缸 待气体达到稳定后 缓慢推压活塞 将气体压回到原来的体积 假设整个系统不漏气 下列说法正确的是 a 气体自发扩散前后内能相同b 气体在被压缩的过程中内能增大c 在自发扩散过程中 气体对外界做功d 气体在被压缩的过程中 外界对气体做功e 气体在被压缩的过程中 气体分子的平均动能不变 abd 解析 抽开隔板 气体自发扩散过程中 气体对外界不做功 与外界没有热交换 因此气体的内能不变 a项正确 c项错误 气体在被压缩的过程中 外界对气体做正功 d项正确 由于气体与外界没有热交换 根据热力学第一定律可知 气体在被压缩的过程中内能增大 因此气体的温度升高 气体分子的平均动能增大 b项正