高中物理 第10章 章末整合课件 新人教版选修33.ppt

章末整合 热力学定律 热力学定律 热力学定律 热力学定律 热力学定律 例1 2012 课标 33 1 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e 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 解析由 u w q可知做功和热传递是改变内能的两种途径 它们具有等效性 故a正确 b错误 由热力学第二定律可知 可以从单一热源吸收热量 使之全部变为功 但会产生其他影响 故c正确 同样热量只是不能自发的从低温物体传向高温物体 则d项错 一切与热现象有关的宏观过程不可逆 则e正确 答案ace 例2 2012 福建理综 28 1 关于热力学定律和分子动理论 下列说法正确的是 a 一定量气体吸收热量 其内能一定增大b 不可能使热量由低温物体传递到高温物体c 若两分子间距离增大 分子势能一定增大d 若两分子间距离减小 分子间引力和斥力都增大 解析由热力学第一定律知内能的变化取决于做功和热传递两个方面 故a错误 由热力学第二定律知在引起其他影响的情况下热量也可由低温物体传递到高温物体 b错误 当r r0时分子力表现为引力 分子距离增大时分子势能增大 而r r0时则相反 故c错误 分子间引力和斥力都是随分子间距离的增大而减小 随分子间距离的减小而增大 故d正确 答案d 例3 2010 全国卷 如图1所示 一绝热容器被隔板k隔开a b两部分 已知a内有一定量的稀薄气体 b内为真空 抽开隔板k后 a内气体进入b 最终达到平衡状态 在此过程中 a 气体对外界做功 内能减少b 气体不做功 内能不变c 气体压强变小 温度降低d 气体压强变小 温度不变 图1 解析绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递 q 0 稀薄气体向真空扩散没有做功 w 0 根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变 则温度不变 稀薄气体扩散体积增大 压强必然减小 b d正确 答案bd 例4 2011 重庆理综 某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置 它主要由汽缸和活塞组成 开箱时 密闭于汽缸内的压缩气体膨胀 将箱盖顶起 如图3所示 在此过程中 若缸内气体与外界无热交换 忽略气体分子间相互作用 则缸内气体 a 对外做正功 分子的平均动能减小b 对外做正功 内能增大c 对外做负功 分子的平均动能增大d 对外做负功 内能减小 图3 解析密闭于气缸内的压缩气体膨胀对外做正功w 0 缸内气体与外界无热交换说明q 0 忽略气体分子间相互作用 说明内能是所有分子动能的总和 根据热力学第一定律 u w q 可知内能减小 分子平均动能减小 温度降低 所以只有a正确 答案a 方法指导 1 热力学第一定律是历年高考的热点 在分析时要注意符号法则 并且在计算时要注意同一单位 2 热力学第二定律具有不同的表述形式 无论哪一种形式 都是相通的 各种表述之间可以相互证明 各种表述总的理念就是热现象是有方向性的 抓住这一点分析问题就会找得到突破口 热力学第一定律与气体实验定律的综合 例5 2011 课标 33 1 对于一定量的理想气体 下列说法正确的是 a 若气体的压强和体积都不变 其内能也一定不变b 若气体的内能不变 其状态也一定不变c 若气体的温度随时间不断升高 其压强也一定不断增大d 气体温度每升高1k所吸收的热量与气体经历的过程有关e 当气体温度升高时 气体的内能一定增大 能不变 内能一定增大 e项正确 答案ade 例6 2012 山东理综 36 2 如图3所示 粗细均匀 导热良好 装有适量水银的u型管竖直放置 右端与大气相通 左端封闭气柱长l1 20cm 可视为理想气体 两管中水银面等高 现将右端与一低压舱 未画出 接通 稳定后右管水银面高出左管水银面h 10cm 环境温度不变 大气压强p0 75cmhg 1 求稳定后低压舱内的压强 用 cmhg 作单位 2 此过程中左管内的气体对外界 填 做正功 做负功 或 不做功 气体将 填 吸热 或 放热 图3 方法指导气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方法 1 气体实验定律研究对象是一定质量的理想气体 2 解决具体问题时 根据不同的变化过程 找出与之相关的气体状态参量 利用相关规律解决 3 对理想气体 只要体积变化外界对气体 或气体对外界 要做功w p v 只要温度发生变化 其内能要发生变化 4 结合热力学第一定律 u w q求解问题 例7 2011 江苏理综卷 1 如图4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面 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 能量守恒定律 图4 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 2 如图5所示 内壁光滑的气缸水平放置 一定质量的理想气体被密封在气缸内 外界大气压强为p0 现对气缸缓慢加热 气体吸收热量q后 体积由v1增大为v2 则在此过程中 气体分子平均动能 选填 增大 不变 或 减小 气体内能变化了 图5 解析 1 轻推转轮后 叶片开始转动 由能量守恒定律可知 叶片在热水中吸收的热量在空气中释放和使叶片在热水中的膨胀做功 所以叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 d正确 2 由于对气缸缓慢加热 温度升高 气体分子平均动能增大 根据热力学第一定律w q u 其中气体对外做功w p0