高考物理一轮复习课件热力学定律能量守恒定律

热力学定律能量守恒定律2026考点一热力学第一定律强基础•固本增分一、热力学第一定律1.改变物体内能的两种方式(1)

;

(2)

。

2.热力学第一定律(1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。(2)表达式:ΔU=

。物体吸收热量内能不一定增大

注意W和Q的正负

做功

传热Q+W二、能量守恒定律1.内容能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式

为另一种形式,或者是从一个物体

到别的物体,在

或

的过程中,能量的总量保持不变。

2.条件性能量守恒定律是自然界的

,某一种形式的能是否守恒是有条件的。

转化转移转化转移普遍规律研考点•精准突破考向一热力学第一定律的理解1.热力学第一定律不仅反映了做功和传热这两种方式改变内能的过程是等效的,而且给出了内能的变化量和做功与传热之间的关系。2.对公式ΔU=Q+W符号的规定符号WQΔU+外界对物体做功物体吸收热量内能增加-物体对外界做功物体放出热量内能减少3.几种特殊情况(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加量。(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量。(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。典题1(2023天津卷)一爬山所带的氧气瓶如图所示,爬高过程中,氧气瓶里的气体体积和质量均不变,温度降低,则气体(

)A.对外做功 B.内能减少C.吸收热量 D.压强不变B解析

爬高过程中,气体的体积保持不变,则气体对外不做功,故A错误;爬高过程中,气体温度降低,则气体的内能减少,故B正确;根据热力学第一定律可知ΔU=W+Q,又W=0,ΔU<0,则Q<0,即气体放出热量,故C错误;爬高过程中,气体的体积不变,温度降低,根据查理定律p=CT可知气体的压强减小,故D错误。

典题2(2024山东卷)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程。下列说法正确的是(

)A.a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B.b→c过程,气体对外做功,内能增加C.a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D.a→b过程,气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量C解析

a→b过程,等压膨胀,温度升高,对外做功,内能增加,A错误。b→c过程绝热膨胀,由热力学第一定律知,内能减少,B错误。a→b→c过程,a、c温度相同,内能相同,整个过程吸收的热量全部用于对外做功,C正确。a→b过程与a→b→c过程吸收的热量相等,等于a→b→c过程中气体对外做的功,即Qab=Wab+Wbc;c→a过程中,Qac=Wac,由于Wab+Wbc>Wac,因此Qab>Qac,故D错误。典题3(多选)(2024海南卷)一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态,已知ab垂直于T轴,bc延长线过O点,下列说法正确的是(

)A.bc过程外界对气体做功B.ca过程气体压强不变C.ab过程气体放出热量D.ca过程气体内能减小AC

考向三热力学第一定律与气体实验定律的综合解决热力学第一定律与气体实验定律的综合问题的思维流程典题4(2023广东卷)在驻波声场作用下,水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化,使小气泡周期性膨胀和收缩,气泡内气体可视为质量不变的理想气体,其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的p-V图像,气泡内气体先从压强为p0、体积为V0、温度为T0的状态A等温膨胀到体积为5V0、压强为pB的状态B,然后从状态B绝热收缩到体积为V0、压强为1.9p0、温度为TC的状态C,B到C过程中外界对气体做功为W,已知p0、V0、T0和W。求:(1)pB的表达式;(2)TC的表达式;(3)B到C过程,气泡内气体的内能变化量。

考点二热力学第二定律强基础•固本增分1.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述:热量不能

从低温物体传到高温物体。

(2)开尔文表述:不可能从

热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。

指出了传热的方向性

热力学宏观过程只在本系统内完成时自发地

单一2.热力学第二定律的微观意义:一切自发过程总是沿着分子热运动的

性增大的方向进行。

说明:(1)热力学第二定律的上述两种表述是等价的,可以从一种表述推导出另一种表述。(2)热力学第二定律又叫熵增加原理,即在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减少。无序研考点•精准突破1.热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述,都揭示了一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,即一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。2.热力学第一定律和热力学第二定律的比较定律热力学第一定律热力学第二定律定律揭示的问题从能量守恒的角度揭示了功、热量和内能改变量三者的关系指出自然界中出现的宏观过程是有方向性的机械能和内能的转化当摩擦力做功时,机械能可以全部转化为内能内能不可能在不引起其他变化的情况下完全变成机械能定律热力学第一定律热力学第二定律表述形式只有一种表述形式有多种表述形式两定律的关系在热力学中,两者既相互独立,又互为补充,共同构成了热力学知识的理论基础3.两类永动机的比较

分类第一类永动机第二类永动机设计初衷不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响的机器不可能制成的原因违背能量守恒定律不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律BD典题6(多选)(2023广东广州阶段练习)电冰箱的工作原理示意图如图所示,压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外。下列有关说法正确的是(

)A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能C.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律D.电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律解析

由热力学第二定律可知,热量不能自发地从低温物体传到高温物体,除非有外界的影响或