《高考风向标》年高考物理一轮复习 专题十三 第3讲 热力学定律 能量守恒课件

第3讲热力学定律能量守恒方式做功热传递内能变化外界对物体做功，物体的内能增加 物体对外做功，物体的内能减小物体吸收热量，内能增加物体放出热量，内能减小本质其他形式的能与内能之间的转化不同物体间或同一物体不同部分间内能的转移相互联系做一定量的功或传递一定量的热在改变内能的效果上是相同的考点1热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式的比较概念温度内能(热能)热量功涵义物体分子平均动能大小的标志，对个别分子来说，温度 没有意义物体内所有分子动能和势能 的总和热传递过程中内能的改变量机械能或其他形式的能和内能之间的转化 过程2.温度、内能、热量、功的区别3.热力学第一定律(1)内容：物体内能的增量ΔU等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q的总和．(2)表达式：.W＋Q＝ΔU(3)符号法则：＞＜吸放①功W0，外界对系统做功；W0，系统对外界做功；②热量Q＞0，物体热；Q＜0，物体热；

③内能ΔU＞0，内能增加；ΔU＜0，内能减少． 在应用热力学第一定律时，应特别分清W、Q的正负号，以便准确地判断ΔU的正、负． (4)容易出错的几种特殊情况 ①若是绝热过程，则Q＝0、W＝ΔU，即外界对物体做的功等于物体内能的增加；②若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加；

③若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．D1．(单选)关于物体的内能和热量，下列说法中正确的是()A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．热量是热传递过程中内能转移的量度C

2．(单选)关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减小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．(双选)某体育馆内有一恒温游泳池，水温等于室温，现有一个气泡从水池底部缓缓上升，那么在上升过程中，泡内气体(可视为理想气体)()A．分子间的平均距离减小B．分子平均动能减小C．不断吸热D．压强不断减小CD

解析：气泡处在恒温的水池中，可认为温度不变，故平均动能不变，选项B错；气泡从水池底部缓缓上升过程中，其压强在不断减小，由气体压强的微观解释可知，体积必在增大，对外做功，而温度不变，对理想气体而言，其内能不变，由热力学第一定律知，气体必不断从外部环境中吸热，故选项A错，C、D正确．图13－3－1A．气体压强减小，气体对外界做功B．气体压强增大，外界对气体做功C．气体体积减小，气体内能减小D．气体体积增大，气体内能减小4．(单选)如图13－3－1所示，用一根与绝热活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在某一高度静止不动，汽缸开口向上，缸内封闭一定质量的气体，缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气，现将细线剪断，让汽缸自由下落，则下列说法正确的是(

)

B考点2热力学第二定律、能量守恒定律1．热力学第二定律(1)两种表述：解析：在没有剪断线前，汽缸内密封气体的压强p＝p0－GS；剪断线后，汽缸及活塞都做自由落体运动，系统完全失重，p′＝p0，即压强增大，故A错．剪断线后，由于气体压强增大到等于大气压，活塞相对汽缸向下运动动，气体体积减小，外界对气体做功，故B对．由热力学第一定律可知，气体内能增大，故C、D错．

①按热传递的方向性来表述：热量不能地从低温物体传到高温物体．自发不产生其他影响②按机械能与内能转化过程的方向性来表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而．

(2)热力学第二定律的意义：揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律． (3)热力学第二定律的微观解释

①一切自然过程总是沿着分子热运动的进行．这是热力学第二定律的微观意义．

性增大的方向②从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一无序个孤立系系统总是是从熵小小的状态态向熵大大的状态态发展，，而熵值值较大代表着较为无无序，所以自自发的宏观过过程总是向无无序度更大的的方向发展．2．能量守恒恒定律(1)内容：：能量既不能能凭空产生，，也不能凭空空消失，它只只能从一种形式转转化为别的形形式，或者从从一个物体转转移到别的物物体．．这就是能的的转化和在转化或转移移的过程中其其总量守恒定律．保持不变(2)对能量量守恒定律的的理解：①某种形式的的能减少，一一定有其他形形式的能增加加，且减少第一类永动机第二类永动机不消耗能量却可以源源不断地对外做功的机器从单一热源吸热，全部用来对外做功而不引起其他变化的机器违背能量守恒，不可能实现不违背能量守恒，违背热力学第二定律，不可能实现量与增加量相相等．②某个物体能能量的减少，，一定存在其其他物体能量量的增加，且减少量和增增加量一定相相等．③在利用能量量转化与守恒恒定律解题时时，要注意先先搞清过程中有几种形式式的能在转化化或转移，分分析初、末状状态确定ΔE增、ΔE减各为多少，再再由ΔE增＝ΔE减列式计算．3．两类永动动机的比较5．(双选)下列说法中正正确的是()ACA．一切涉及热热现象的宏观观过程都具有有方向性B．一切不违背背能量守恒与与转化定律的的物理过程都都是可以实现的C．由热力学第第二定律可以以判断物理过过程能否自发发进行D.一切物理过程程都不可能自自发地进行解析：由热力学第二定律和能量守恒定律易判断A、C是正确的．

6．(单选)关于对永动机机的认识，下下列说法正确确的是()A．第一类永动动机和第二类类永动机都违违背了能量守守恒定律，所以都不可能能制成CB．第一类永动动机违背了能能量守恒定律律，第二类永永动机没有违背能量守恒恒定律，因此此，随着科学学技术的迅猛猛发展，第二二类永动机是可以以制成的C．第一类永动动机违反了热热力学第一定定律，第二类类永动机违反了热力学第第二定律，这这两类永动机机都不可能制制成D．两类永动机机的实质和工工作原理是相相同的，都是是人们的美好设想，是永永远不会实现现的解析：第一类永动机违背了能量守恒定律，不可能制成；第二类永动机违反了热力学第二定律，也不能制成．

7．(单选)如图13－3－2所示，直立容容器内部有被被隔板隔开的A、B两部分气体，，A的密度小，B的密度较大，，抽去隔板，，加热气体，使使两部分气体体均匀混合，，设在此过程程气体吸热Q，气体内能增量量为ΔU，则()图13－3－2A．ΔU＝QB．ΔU<QC．ΔU>QD．无法比较解析：A、B气体开始的合重心在中线线下，混合均匀后后在中线，所以系统统重力势能增增大．由能量量守恒知：吸吸收热量一部分增加气气体内内能，一部部分增增加重重力势能．．故ΔU<Q.B热点热热力力学定定律综综合问问题【例1】(双选)(2009年全国国Ⅱ)如图13－3－3，水平平放置置的密封汽汽缸内内的气气体被被一竖竖直隔隔板分分隔为为左右右两部部分，，隔板板可在在汽缸内内无摩擦擦滑动动，右右侧气气体内内有一一电热热丝．．汽缸缸壁和和隔板板均绝热．．初始始时隔隔板静静止，，左右右两边边气体体温度度相等等．现现给电电热丝丝提供一一微弱弱电流流，通通电一一段时时间后后切断断电源源．当当缸内内气体体再次次达到平平衡时时，与与初始始状态态相比比()图13－3－3A．右边边气体体温度度升高高，左左边气气体温温度不不变B．左右右两边边气体体温度度都升升高C．左边边气体体压强强增大大D．右边边气体体内能能的增增加量量等于于电热热丝放放出的的热量量答案：：BC解析：：当电热热丝通通电后后，右右边的的气体体温度度升高高，气气体膨膨胀，，将隔板板向左左推，，对左左边的的气体体做功功，根根据热热力学学第一一定律律，内内能增加加，气气体的的温度度升高高，再再根据据气体体实验验定律律，左左边的的气体体压强增增大．．A错，B、C正确．．右边边气体体内能能的增增加值值为电电热丝丝发出的的热量量减去去对左左边的的气体体所做做的功功，D错．故故选BC.B．布朗朗运动动就是是液体体分子子的运运动CC．一定定质量量的理理想气气体从从外界界吸收收热量量，其其内能能可能能不变变D．热量量不可可能从从低温温物体体传递递给高高温物物体1．(单选)(2011年深圳圳一模模)下列叙叙述中中，正正确的的是()A．物体温温度越越高，，每个个分子子的动动能也也越大大解析析：：温度度是是大大量量分分子子平平均均动动能能的的标标志志，，对对一一个个分分子子没没有有意义义；；布布朗朗运运动动是是液液体体分分子子无无规规运运动动的的间间接接反反映映；；热热量量不不能能从从低温温物物体体传传递递给给高高温温物物体体，，而而不不引引发发其其他他变变化化．．说法法中中正正确确的的是是()CDA．只要知知道气体体的摩尔尔体积和和阿伏伽伽德罗常常数，就就可以算算出气体分分子的质质量B．第二类类永动机机不可能能制成是是因为它它违反了了能量守守恒定律律C．一定质质量的理理想气体体，保持持气体的的压强不不变，温温度越高高，体积越大大D．液体的的表面张张力是由由于液体体分子间间的相互互作用引引起的2．(双选)(2011年湛江调调研)关于热现现象和热热学规律律，下列列易错点：：热力学学定律【例1】(单选)将一装有有压缩空空气的金金属瓶的的瓶塞突突然打开开，使压缩空空气迅速速跑出，，当瓶内内气体压压强降至至等于大大气压p0时，立即盖紧紧瓶塞，，过一段段时间后后，瓶内内压强将将(设瓶外环环境温度度不变)()BA．仍为p0B．大于p0C．小于p0D．无法确确定错解分析析：由于是在在内外气气压相等等的情况况下塞上上瓶塞的的，所以过一一段时间间后，内内外压强强应该仍仍然相等等，所以以答案应应该选A.上述解解答中中没有有从热热力学学规律律出发发，不不能把把生活活语言言，如如”突然”，””空气气迅速速跑出””等词词语，，”翻翻译””成””物理理语言言”．上述表表达的的物理理语言言可表表述为为：压压缩气气体对对外做做功，，与外外界来来不及进进行热热交换换，即即所谓谓的绝绝热过过程．．另外外就是是”过一段段时间”，，这是是一个个可能能有热热交换换的过过程，，因为为瓶子子是金金属的的，金金属一般都是是热的良导导体．上述述错误正是因为为没有分析析这两个热热力学过程所致致.正确解析：拔开瓶塞，瓶内内空气急速膨胀跑出来，这这是一个近似的绝热热膨胀过程，气体对对外做功．根根据热力学第第一定律，气体的内能一一定减少，即即温度迅速降降低．由于是是在室温下拔拔开瓶塞的，所以瓶内气体的温温度一定低于于室温．当瓶瓶内外气体压强相等后，塞上瓶塞，立刻又出出现了一个新的的热力学过程，由于瓶内气温低于室温温，必将有热量从外界传传向瓶内空气气，使瓶内空气的温度度升高，瓶内内空气的压强也就随着温度度的升高而增增大．所以，正确答答案应为B.解此类题时要