高三物理热力学定律及能量守恒

1、热力学定律及能量守恒江苏省沛县中学 李厚锦一、要点分析命题趋势 热力学第一定律，能量守衡为（）级要求，要引起高度重视。热力学第二定律的微观解释属于新增内容，可能会出现简答题，要注意这一变化。 题型归纳 题型主要以选择题,简答题,计算题为主. 易错点分析 对热力学第一定律公式各个量符号的选取容易出错， 对热力学第二定律的内容理解不透彻，容易出错。二、 典型例题 例1 一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是 （ ）A.W=8×104J，U =1.2×105J ，Q=4×104

2、J B.W=8×104J，U =1.2×105J ，Q=2×105J C.W=8×104J，U =1.2×105J ，Q=2×104J D.W=8×104J，U =1.2×105J ，Q=4×104J 例2 下列说法中正确的是：( )A、物体吸收热量，其内能必增加B、外界对物体做功，物体内能必增加C、物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少D、物体温度不变，其内能也一定不变例3 下列各种说法正确的是（ ）A、物体从10变为8，其热量减少了B、物体从10变为8，放出了一定的内能C、物体从10变为8，其内能

3、减少了D、物体从10变为8，物体可能释放了一定的热量 例4 下列说法正确的是 （ ） A 热量不可能由低温物体传递到高温物体B 外界对物体做功，物体内能必定增加C 第二类永动机不可能制成，是因为违反了能的转化和守衡定律D 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化例5 一定质量的气体，在压缩过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？解析：由题意可知，W=300J，U=300J，根据热力学第一定律可得Q=UW=300J300J=600JQ为负值表示气体放热，因此气体放出600J的热量。例6 一定质

4、量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：（1）物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？（2）分子势能是增加还是减少？（3）分子的平均动能是增加还是减少？解析：（1）气体从外界吸热为：Q=4.2×105J气体对外做功：W=6×105J由热力学第一定律：U=W+Q=（6×105）+（4.2×105J）=1.8×105JU为负，说明气体的内能减少了。所以，气体内能减少了1.8×105J。（2）因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加

5、了。（3）因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了。本题以热力学第一定律关系式为起点，结合分子动理论中内能的定义，分析得出：气体对外做功，体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了。三、针对训练1在热力学第一定律的表达式U=W+Q中关于U、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是 （ ）A.外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时U为正B.物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时U为负C.物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时U为正D.外界对物体

6、做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时U为负2关于物体内能的变化，以下说法正确的是 （ ）A.物体吸热，内能一定增大B.物体对外做功，内能可能增大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3自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是 ( )A.秋千的机械能守恒 B.秋千的能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化 D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒4下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有 ( )A.在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体B.水平飞行并射穿木块的子弹C.在绝热的条件下被压缩的气体D.在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共

7、同的速度运动5. 根据热力学第二定律，下列判断正确的是（ ）A、电流的能不可能全部变为内能 B、在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能C、热机中，燃气内能不可能全部变为机械能D、在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温度物体。6. 第二类永动机不可以制成，是因为（ ） A、 违背了能量的守恒定律B、热量总是从高温物体传递到低温物体C、机械能不能全部转变为内能D、内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化7对于在一个大气压下100的水变成100的水蒸气的过程中，下列说法正确的是（ ）A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热B.水的内能不变，对外界做功，从外界吸热C.水的内能减少，

8、对外界不做功，向外界放热D.水的内能增加，对外界做功，向外界放热8为使一个与外界保持良好热交换状态的物体的内能能够明显变化，以下方法可行的是（）A.以较大的功率对物体做功B. .以较小的功率对物体做功C.该物体以较大的功率对外做功D. 该物体以较小的功率对外做功 9下列有关熵的说法正确的是（ ）A熵是系统内分子运动无序性的量度B熵值越大，代表越为无序C在自然过程中熵总是增加的D热力学第二定律也叫熵减小原理10下列说法正确的是 ( ) A物体吸收热量，其温度一定升高 B热量只能从高温物体向低温物体传递 C遵守热力学第一定律的过程一定能实现 D做功和热传递是改变物体内能的两种方式11.关于热量的下

9、列说法中正确的是A、温度高的物体含有的热量多B、内能多的物体含有的热量多C、热量、功和内能的单位相同 D、热量和功都是过程量，而内能是一个状态量12.下列说法中正确的是：A、物体吸收热量，其内能必增加B、外界对物体做功，物体内能必增加C、物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少D、物体温度不变，其内能也一定不变 13.空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0 ×105J，同时空气的内能增加了1.5 ×105J. 这时空气对外做了多少功？14.有一个10m高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2m/s，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温

10、度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·).15. 试对热力学第一定律和热力学第二定律做一简单的评析典型例题答案: 例1解析：本题主要考查热力学第一定律的应用。因为外界对气体做功，W取正值，即W=8×104J；内能减少，U取负值，即U=1.2×105J；根据U=W+Q，可知Q=UW=1.2×1058×104=2×105J，即B选项正确。例2答案：C 评析：在分析问题时，要求考虑比较周全，既要考虑到内能包括分子动能和分子势能，又要考虑到改变内能也有两种方式：做功和热传递例3解答：C、D 点评：功、热量是能量转化的量度，食是与内能的变化相联系的，是过程量，内能是状态量。物体的内能除与温度有关外，还与物体的物质的量、体积、物态等因素有关。例4答案：D 解析：热量在一定条件下可由低温物体传递到高温物体（如冰箱）。外界对物体做功同时并放热的情况下，物体内能不一定增加。第二类永动机不违反能量守衡定律，但违反了热力学第二定律，所以不可能制成。故ABC错，D对针对训练答案 1. C 2. BC 3. D 4. BCD 5. BCD 6. D 7. A 8. AC 9. ABC 1