【导学练】高中物理鲁科版(2019)选择性必修3：第3章 热力学定律 章末综合提升学案

第3章热力学定律主题1热力学第一定律及其应用1．公式：ΔU＝Q＋W。2．注意各物理量符号和理想气体的特点(1)各物理量符号的意义物理量ΔUWQ大于零物体的内能增加外界对物体做功物体吸热小于零物体的内能减少物体对外界做功物体放热等于零物体的内能不变物体对外界(或外界对物体)不做功物体与外界绝热(2)应用热力学第一定律应注意的问题①只有绝热过程Q＝0，ΔU＝W，用做功可判断内能的变化。②只有在气体体积不变时，W＝0，ΔU＝Q，用吸热、放热情况可判断内能的变化。③若物体内能不变，即ΔU＝0，W和Q不一定等于零，而是W＋Q＝0，功和热量符号相反，大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑。④对于气体，做功W的正负一般要看气体体积变化情况，气体体积缩小，W>0；气体体积增大，W<0。【典例1】(多选)吸盘挂钩的工作原理可以这样简述：如图甲所示，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，吸盘中的空气被挤出一部分。然后如图乙所示，将锁扣扳下，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，这样吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上。吸盘内气体可视为理想气体，在拉起吸盘的过程中吸盘内气体的温度保持不变，则在拉起吸盘后()甲乙A．吸盘内气体的压强比拉起前气体的压强小B．吸盘内空气的密度不变C．吸盘内气体的内能不变D．此过程中吸盘内的气体要吸收热量ACD[在吸盘被拉起的过程中，吸盘内封闭气体的体积增大，由于温度不变，所以由玻意耳定律可知吸盘内气体的压强减小。在锁扣未扳下之前，吸盘内空气密度与外界空气密度相同，当锁扣扳下之后，由于吸盘内气体的质量不变，但体积增大，所以其密度减小。一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，由于在扣扳下的过程中吸盘内气体的温度不变，所以气体的内能不变。在锁扣扳下的过程中，由于气体的体积增大，所以气体要对外界做功，气体的内能又不发生变化，故由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，此过程中气体要从外界吸收热量，故A、C、D正确，B错误。][一语通关](1)对于气体要抓住体积V变化是做功的标志(气体自由膨胀除外，一般情况下，V变大，气体对外做功，W＜0，反之，外界对气体做功，W＞0)。(2)对于理想气体要抓住温度T变化是内能变化的标志(T升高，内能增加，ΔU＞0，反之，内能减少，ΔU＜0)。主题2热力学第二定律及其应用1．热力学第二定律的几种表现形式(1)传热具有方向性两个温度不同的物体进行接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体。要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，来产生其他影响或引起其他变化。(2)气体的扩散现象具有方向性两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，绝不会自发地分开，成为两种不同的气体。(3)机械能和内能的转化过程具有方向性物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来。(4)气体向真空膨胀具有方向性气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地再从容器中流回，使容器变为真空。2．深刻理解热力学第二定律的内涵掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律是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的说明，都可以作为热力学第二定律的表述。本章对热力学第二定律的表述很多，这些不同形式的表述都是等价的。【典例2】(多选)(2020·广东省佛山市佛山一中高二期中)下列说法正确的是()A．第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B．自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C．自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D．不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其他任何变化CD[第二类永动机违背了热力学第二定律，第一类永动机违背了能量守恒定律，故A错误；热力学第二定律说明自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，故能量虽然守恒，但依然要节约能源，故B错误；自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用，故C正确；根据热力学第二定律，不可能让热量由低温物体传递给