高中物理 第五章 能源与可持续发展章章末总结课件 教科版选修33.ppt

章末总结 第四 五章 第五章能源与可持续发展 内容索引 知识网络梳理知识构建网络 重点探究启迪思维探究重点 知识网络 能量守恒与热力学定律 能源与可持续发展 内容第一类永动机违背能量守恒定律 能量守恒定律 热力学第一定律 改变内能的两种方式 做功 在绝热情况下 功是 的量度热传递 只有热传递时 热量是的量度 内容 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功的和表达式 u 内能 变化 内能变化 q w 能量守恒与热力学定律 能源与可持续发展 热传递 高温物体低温物体扩散 分离状态混合状态机械能与内能转化 机械能内能燃烧现象 爆炸现象都具有方向性 宏观过程的方向性 热力学第二定律 克劳修斯表述 开尔文表述 第二类永动机不能制成的原因 违背了 不可能把热量从低温物体传递到 高温物体而不产生其他影响 不可能从单一热源吸取热量使之全 部变为有用的功而不产生其他影响 热力学第 二定律 能量守恒与热力学定律 能源与可持续发展 意义 熵 熵是系统无序度的 熵是不可逆过程的共同 熵是系统状态的函数 熵增原理 孤立系统的熵总是的 或者孤立系统的熵总不 能源与可持续发展 能源及其分类能量耗散与能源问题 能源利用与环境问题 温室效应酸雨大气臭氧层厚度变薄放射性污染 可持续发展战略 节流开源 量度 判据 增加 减少 重点探究 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 和物体从外界吸收热量 q 之间的关系 即 u w q 正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的关键 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 分析题干 确定内能改变的方式 w q 判断w q的符号 代入公式 u w q 得出结论 一 热力学第一定律及其应用 例1如图1所示 一定质量的理想气体从状态a经等压过程到状态b 此过程中 气体压强p 1 0 105pa不变 吸收的热量q 7 0 102j 求此过程中气体内能的增量 答案 解析 图1 答案5 0 102j 对外做的功w p vb va 根据热力学第一定律有 u q w 代入数据解得 u 5 0 102j 例2 多选 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p t图像如图2所示 下列判断正确的是a 过程ab中气体一定吸热b 过程bc中气体既不吸热也不放热c 过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热d a b和c三个状态中 状态a分子的平均动能最小 答案 解析 图2 解析由p t图像可知过程ab是等容变化 温度升高 内能增加 由热力学第一定律可知过程ab中气体一定吸热 选项a正确 过程bc温度不变 即内能不变 由于过程bc体积增大 所以气体对外做功 由热力学第一定律可知 气体一定吸收热量 选项b错误 过程ca压强不变 温度降低 内能减少 体积减小 外界对气体做功 由热力学第一定律可知 放出的热量一定大于外界对气体做的功 选项c错误 温度是分子平均动能的标志 由p t图像可知 a状态气体温度最低 则平均动能最小 选项d正确 1 热力学第二定律的表述 1 克劳修斯表述 不可能把热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响 2 开尔文表述 不可能从单一热源吸取热量使之全部变为有用的功而不产生其他影响 3 用熵表述 在任何自然过程中 一个孤立系统的总熵不会减小 二 热力学第二定律及其应用 2 热力学第二定律的微观解释 1 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 2 掌握热力学第二定律时 要注意理解其本质 即热力学第二定律对宏观自然过程进行方向的说明 凡是对这种宏观自然过程进行方向说明的 都可以作为热力学第二定律的表述 热力学第二定律的表述很多 但这些不同的表述都是等价的 例3 多选 根据热力学第二定律 下列判断中正确的是a 热机中燃气的内能不可能全部变成机械能b 电流的电能不可能全部变成内能c 在火力发电机中 燃气的内能不可能全部变成电能d 在热传导中 热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 答案 解析 解析凡是与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性 机械能可以自发地全部转化为内能 而内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化 故a正确 由电流热效应中的焦耳定律可知 电流的电能可以全部