热力学定律复习

1、【课题名称】热力学定律复习课课型新授课审阅徐洪真【学习目标】(1) 热力学第二定律指明一切涉 性，如扩散、热传递、摩擦生热、(2) 热力学第二定律指明通过做 无法全部用来做功转化为机械能， 机是不可能制造成功的。(3) 从微观角度看，热力学第二 的运动从有序状态向无序状态变化的方 分子无序性程度的，所以一个孤立系统亍及热现象的宏观自发过程都具有方向，如无外界干预，都是不可逆过程。(功，机械能可以全部转化为内能，内能 一切热机的效率总小于 1 ,所以第二类永动1定律指明自然过程总是沿着使大量分子，向进行。由于熵是量度一个系统大量E的熵总是增加的。【学习重点】热力第一定律的应用【学习难点】微观理解

2、【学法指导】自主阅读、合作交流【导学过程】(学习方式、学习内容、学习程序、问题)【导学笔记】诱思导学一、内能1 分子的平均动能物体内分子动能的平均值叫做分子的平均动能.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大.对个别分子讲温度无意义.2 分子的势能由分子间的相对位置所决疋的势能，叫做分子势能，分子势能的大小与物体的体积有关.当分子间的距离小于 ro时，随着分子间的距离的减小， 分子势能增加.当分子间距离大于ro时，随着分子间距离的增大，分子势 能也增大当分子间距离等于ro时，分子势能最小.【例1】用r表示两个分子间皎距离，Ep表示两个分子间相互作用的势能， 当r=ro时两分子间

3、斥力等于引力，设两分子间距离有很远时Ep-0，贝U( )A .当r> r0时.EP随r的增大而增加B 当rv r0时，EP随r的减小而增加C .当rv ro时，Ep不随r而变D 当r=r°时，Ep = 0【解析】r > ro时，分子间的引力大于斥力，分子间相互吸引，r增大，分子克服引力做功，Ep增加。rv ro时，分子间的引力小于斥力，分子间互 相排斥，r减小，分子克服斥力做功.Ep也S要增加。因此 A、B正确3.物体的内能物体内所有分子的动能和势能的总和称为物体的内能.物体的内能是学生理解内能 的概念并做例题1(5分钟)学生了解分子 势能和分子间 距之间的关系(7分钟)

4、由物质的量、温度、体积三个因素所决定的对于理想气体来说，由于忽 略分子力作用，所以没有分子势能其内能由物质的量和温度所决定.4 .物体内能的变化做功和热传递都可改变物体的内能，但它们有着本质的区别：做功是其他形式的能和内能之间的转化.热传递则是物体间内能的转移.做功过程中，内能改变量的多少用功的大小来量度；热传递过程中，内能转移的多少用热量来量度。做功和热传递都是过程量，内能则是状态量。【例2】IgoC的冰溶解成1goC的水需要吸收336J的热量，则1goC的水 和1gC的冰相比较，其内能的值相差AEA . AE= 336J; B . AE> 336J; C . AEv 336J; D

5、.条件不足，无 法确定【解析】冰溶解成水，体积是减小的，说明了外界对它做功，由能量守恒 定律：A E= W+ Q,说明了 W > o故AE> Q=336J，所以B选项正确. 二.能的转化和守恒定律1热力学第一定律做功和热传递都能改变物体的内能。也就是说，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。 但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的：做功是其他能和内能之间的转化，功是内能转化的量度；而热传递是内能间的转移，热量是内能转移的量度。外界对物体所做的功 W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加AE,即A E=Q+W这在物理学中叫做热力学第一定律。在这个表达式中， W为正值，表达外界对

6、物体做功；W为负值，表示物体对外界做功；Q为正值，表示物体从外界吸热；Q为负值，表示物体对外界放热；AE为正值，表示物体内能增加；AE为负值，表示物体 内能减少2能的转化和守恒定律能量既不会凭空产生， 也不会凭空消灭或消失，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，这就是能的转化和守恒定律(1) 能量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一，违背该定律的第一类永 动机是无法实现的.(2) 物质的不同运动形式对应不同形式的能，各种形式的能在一定的条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒【例3】质量为M kg的铅块固定不动，质量为mkg的铅弹以一定速率击 中铅块并留在其

7、中，它们的温度 升高了 12oC。若铅块放置在光滑的水平面上，冋样以铅弹以相冋的速率学生理解内能变化(6分钟)学生理解能量守恒定律 并完成例题3.(5分钟)2012年4月25日星期三备课人:1击中它并留在其中，它们的温度升高了11°c,求铅块与铅弹的质量比。【解析】在第一种情况下铅弹原来所具有的动能全部转化为铅弹与铅块的 内能，而使它们在温度上升了12Co因此有Qi=?mv 02=c （ m + M ）x 12C表示铅的比热在第二种情况下，铅弹与铅块在光滑的水平面上发生完全非弹性碰见 在碰撞过程中子弹与铅块组成的整体动量守恒，但在碰撞过程中将损失动能，根据能量守恒定律， 系统损失的动

8、能转化为铅弹与铅块的内能，使其温度升高有mvo=（ m+ M） vD 机械能可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械能。 解析：根据热传递的规律可知热量能够从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，致冷机（如冰箱和空调）就是这样的装置。但是热量不能自发地从低温物体传 到高温物体。选项 A错误，B正确。一个运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终停止；在这个过程中机械能 全部转化为热量。外界条件发生变化时，热量也可以全部转化为机械能； 如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功，选项C2012年4月25日星期三备课人:22Q2 = ?m

9、v 0 ?(2mMv：v = =c2 m Mx 11M m 12M 11M/m=11错误，D正确。综上所述，该题的正确答案是B、Do【例4】图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是-导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是 L光滑的，但不漏气。现将活塞杆与外界连接使其缓慢huhiis2竽的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。三.热力学第二定律1热传导的方向性：热传导的过程是有方向性的， 这个过程可以向一个方向 自发地进行（热量会自发地从高温物体传给低温物体） ，但是向相反的方 向却不能自发地进行。若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（C）A 气体是从单一热源吸热，

10、全用来对外做功，因此此过程违反热力学第 二定律B 气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反 热力学第二定律学生分组讨论 热力学第二定 律的微观解释， 并完成例题4、5.（7分钟）2012年4月25日星期三备课人:#学生分组讨论 热力学第二定 律的微观解释， 理解自然过程 的方向性.（7分 钟）学生理解热力学 第二定律。（7分 钟）2. 机械能与内能转化的方向性 ：机械能可以全部转化为内能 ，而内能不可能 全部转化为机械能而不引起其它的变化.3. 热力学第二定律（1）表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化（按热传导的方向性表述）。不可能从单一热源吸收热量

11、并把它全部用来做功，而不引起其他变化（按机械能和内能转化过程的方向性表述）。或第二类永动机是不可能制成的。（2）意义：自然界种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性.（3）能量耗散：自然界的能量是守恒的，但是有的能量便于利用，有些能量不便于利用。很多事例证明，我们无法把流散的内能重新收集起来加以利 用。这种现象叫做能量的耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。【例4】根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的有：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

12、高 温物体；C 机械能可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械能；C.气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第 二定律D ABC三种说法都不对【例5】如图所示的A、B是两个管状容器，除了管较粗的部分高低不同 之外，其他一切全同。将此两容器抽成真空，再同时分别插入两个水银池中，当水银柱停止运动时，问二管中水银的温度是否相同？为什么 ？设水银与外界没有热交换。分析与解：不同。A管中水银的温度略高于 B管中水 银的温度。两管插入水银池时，大气压强均为Po,进 入管中的水银的体积均为 V，所以大气压力对两池中 水银所做的功相同，但两装置中水银重力势能的增量 不同，所以两者内能改变量也不同。由图可知，A管中水银的重力势能较小，所以A管中水银的内能增量较多，其温度应略高。4. 热力学第三定律（1）内容:热力学零度不可达到。（2）意义:只需要温度不是绝对零度，就总可能降低，它促