《第三章 热力学定律》课件

第三章热力学定律第1节

功、热和内能的改变第2节

热力学第一定律第3节

能量守恒定律第4节

热力学第二定律学习目标理解功、热与内能改变的关联，掌握绝热过程中内能变化与做功的定量关系。熟练运用热力学第一定律，明确功和热量正负取值规则，解决实际能量变化问题。阐述能量守恒定律内涵，知晓其普遍性，能解释相关自然现象与永动机不可行性。掌握热力学第二定律的两种表述，理解热现象宏观过程的方向性及能量耗散特点。了解熵与熵增加原理，明确孤立系统自发向无序发展的规律，深化对热现象的认知。01第1节

功、热和内能的改变知识梳理01焦耳的实验知识梳理02功与内能的改变知识梳理知识梳理03热与内能的改变知识梳理同步习题同步习题02第2节

热力学第一定律知识梳理01热力学第一定律知识梳理知识梳理同步习题同步习题同步习题03第3节

能量守恒定律知识梳理知识梳理同步习题同步习题04第4节

热力学第二定律知识梳理01热力学第二定律知识梳理知识梳理知识梳理02热力学第一定律和热力学第二定律的比较知识梳理知识梳理03能源是有限的同步习题本章小结感受高考感受高考感受高考感受高考感受高考感受高考知识网络体系构建答案

功

内能

等效

W

Q

正

负

能量守恒定律

自发地

不可能

功

热力学第二定律

重点题型归纳整合一、热力学第一定律与图像的综合应用1.四种图像的比较

2.分析技巧利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析不同温度的两条等温线、不同体积的两条等容线、不同压强的两条等压线的关系,然后利用热力学第一定律分析内能的增量(ΔU)与外界对物体做功(W)和物体从外界吸收热量(Q)之间的关系,即ΔU=W+Q。例1(四川宜宾模拟)一定质量的理想气体经过如图所示的变化过程:A→B→C。已知气体在初始A状态的压强为p0,体积为V0,温度为T0,BA连线的延长线经过坐标原点,A→B过程中,气体从外界吸收热量为Q,B状态温度为T。试求:(1)气体在B状态时的体积和在C状态时的压强;(2)气体从A→B→C整个过程中内能的变化量。气体从B变化到C时,发生等温变化,设C状态时的压强为p,根据玻意耳定律,p0V=pV0(2)气体从B→C过程中温度不变,内能不变气体从A→B过程中,体积变大,气体对外做功,即二、热力学第一定律与气体实验定律的综合应用解题基本思路

例2(山东泰安四模)如图所示,在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体,活塞能无摩擦地滑动,容器的横截面积为S,整个装置放在大气压为p0的室内,稳定时活塞与容器底的距离为h0,现把容器移至大气压仍为p0的室外,活塞缓慢上升d后再次平衡,重力加速度大小为g。若此过程中气体吸收的热量为Q,则密闭气体的内能(

)A.减少了Q-(mg+p0S)dB.减少了Q+(mg+p0S)dC.增加了Q-(mg+p0S)dD.增加了Q+(mg+p0S)d答案

C移至室外,活塞上升的过程中,密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功,所以外界对系统做的功W=-(mg+p0S)d根据热力学第一定律得密闭气体的内能增加了ΔU=Q+W=Q-(mg+p0S)d,故C正确,A、B、D错误。例3(河北邯郸二模)如图所示,两端开口内壁光滑的导热汽缸竖直固定放置,质量分别为m和2m的两个活塞A、B由长度为2L的轻杆相连,两活塞的横截面积分别为S和2S,活塞间封闭有一定质量的理想气体。开始时,活塞B距离较细汽缸底端为L,整个装置处于静止状态。此时大气压强为p0=,汽缸周围温度为127℃,现在活塞A上部缓慢倒入细沙,直到活塞A恰好位于较细汽缸底部。(1)求加入细沙的质量;(2)保持细沙质量不变,再缓慢降低气体温度,使活塞回到原来位置,封闭气体的内能减少了ΔU,求此时封闭气体的温度及此过程中气体放出的热量。解析

(1)设初始状态封闭气体的压强为p1,由平衡条件可得p0S+p1·2S+3mg=p0·2S+p1S设活塞A到达汽缸底部时封闭气体的压强为