第三章热力学定律章末素养提升课件高二下学期物理人教版选择性必修第三册

章末素养提升第三章素养再现物理观念热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的

与外界对它所做的

的和(2)表达式：ΔU=_______热力学第二定律(1)克劳修斯表述：热量不能

地从低温物体传到高温物体(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之_____

，而不产生其他影响(3)第二类永动机不能制成的原因：违背了___________________热量功Q+W自发完全变成功热力学第二定律物理观念能量守恒定律内容：能量既不会凭空

，也不会凭空

，它只能从一种形式

为其他形式，或者从一个物体____

到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量__________第一类永动机不能制成的原因：违背了______________科学思维1.能运用热力学第一定律解释和计算能量的转化和转移问题2.能用热力学第二定律理解自然界中的能量转化、转移及方向性问题产生消失转化转移保持不变能量守恒定律科学态度与责任1.通过对能量守恒的探索过程，领会人类对自然的认识要有实践的过程2.了解永动机的探索过程，领会科学探索的艰辛与曲折性提能训练

(2024·贵港市高二期末)关于热学现象与规律，下列说法正确的是A.热机的效率不可能达到100%B.自然界中某些热现象不具有方向性C.热量不能从低温物体传到高温物体D.孤立系统的自发过程中熵可能减小例1√根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，自然界中所用热现象都具有方向性，故A正确，B错误；热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但可以通过外界做功，将热量从低温物体传到高温物体，故C错误；根据熵增加原理可知，孤立系统的自发过程中熵不可能减小，故D错误。关于熵的两点注意1.熵的微观意义：熵是系统内分子运动无序性的量度。2.熵不是守恒的量，孤立系统经过一个自然的不可逆过程，熵总是增加的。总结提升

(多选)(2023·全国甲卷改编)在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是A.气体的体积不变，温度升高B.气体的体积减小，温度降低C.气体的体积减小，温度升高D.气体的体积增大，温度不变例2√√√气体的体积不变，温度升高，则气体的内能升高，W=0，因此气体吸收热量，A正确；气体的体积减小，温度降低，则气体的内能降低，外界对气体做功，由热力学第一定律ΔU=W+Q，可知气体对外放热，B正确；气体的体积减小，温度升高，则气体的内能增大，外界对气体做功，由热力学第一定律ΔU=W+Q，可知Q可能等于零，即可能没有热量交换过程，C错误；气体的体积增大，温度不变，则气体的内能不变，气体对外界做功，由热力学第一定律ΔU=W+Q，可知Q>0，即气体吸收热量，D正确。

(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过程放出的热量例3√a→b过程压强不变，体积增大，气体对外做功Wab<0，由盖—吕萨克定律可知Tb>Ta，即内能增大，ΔUab>0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q>0，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；b→c过程中气体与外界无热量交换，即Qbc=0，又由气体体积增大可知Wbc<0，由热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU<0，即气体内能减少，B错误；c→a过程为等温过程，可知Tc=Ta，ΔUac=0，根据热力学第一定律可知a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确；根据热力学第一定律结合上述分析可知：a→b→c→a一整个热力学循环过程ΔU=0，整个过程气体对外做功，W<0，由热力学第一定律可得ΔU=Qab+Qca+W=0，故a→b过程气体从外界吸收的热量Qab不等于c→a过程放出的热量-Qca，D错误。

几种常见的气体变化过程1.绝热过程：在该过程中气体既不从外界吸热，也不向外界放热，即Q=0，则W=ΔU，外界对气体做的功等于气体内能的增加量。2.等容过程：在该过程中气体不做功，即W=0，则Q=ΔU，气体吸收的热量等于气体内能的增加量。3.等温过程：在过程的始末状态，理想气体的内能不变，即ΔU=0，则W+Q=0或W=-Q，表示气体吸收的热量全部用来对外做功或外界对气体所做的功全部转化为热量放出。总结提升

(2025·浙江1月选考)如图所示，导热良好带有吸管的瓶子，通过瓶塞密闭T1=300K，体积V1=1×103cm3处于状态1的理想气体，管内水面与瓶内水面高度差h=10cm，将瓶子放进T2=303K的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，液面差h不变，瓶内气体处于状态2，此时锁例4定瓶塞，再缓慢地从吸管中吸走部分水后，管内和瓶内水面等高，气体达到状态3。已知从状态2到状态3，气体对外做功1.02J，从状态1到状态3，气体吸收热量4.56J，大气压强p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10m/s2，忽略液体表面张力和水蒸气对压强的影响。(1)从状态2到状态3，气体分子平均速率

(填“增大”“不变”或“减小”)，单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数

(填“增大”“不变”或“减小”)；不变减小从状态2到状态3，温度保持不变，则气体分子热运动的平均速率不变，体积增大，则气体压强减小，故单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数减小。(2)求气体在状态3的体积V3；答案

1.0201×103

cm3

(3)求从状态1到状态3气体内能的改变量ΔU。答案

2.53J气体从状态1到状态2的过程中，气体对外做功为W1=p1(V2-V1)=1.01

J由热力学第一定律有ΔU=Q-(W1+W2)其中Q=4.56

J，W2=1.02

J代入数据解得，从状态1到状态3气体内能的改变量为ΔU=2.