新高考物理大一轮复习课件专题十二第3讲热力学定律能量守恒.ppt

1、第3讲,热力学定律 能量守恒,一、热力学第一定律,1内容：物体内能的增量U 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：_.,UQW,3改变物体内能的两种方式的比较,4.温度、内能、热量、功的区别,1(多选)下列说法不正确的是(,【基础检测】,),A物体放出热量，其内能一定减小 B物体对外做功，其内能一定减小 C物体吸收热量，其内能可能减小 D物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加 E物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 答案：ABE,. . .,二、热力学第二定律,能量守恒定律,1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,自动

2、,不引起其他变化,(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它完全用 来做功，而_ (3)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,(4)热力学第二定律的微观实质： 微观表述：一个孤立系统在不可逆绝热过程中的熵增量 大于零，在可逆绝热过程中的熵增量等于零 意义：熵值越大代表系统越无序，一切自发的宏观过程 总是沿着分子热运动状态_性增加的方向进行,2能量守恒定律,无序,保持不变,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形 式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转 化和转移过程中其总量_这就是能量守恒定律,3两类永动机的比较

3、,【基础检测】,2(多选)根据热力学定律，下列说法中正确的是(,),A电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温 物体传递 B空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外 放出的热量 C科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 D压缩气体总能使气体的温度升高 E第二类永动机没有违背能量守恒定律 答案：ABE,考点1,热力学第一定律的理解和应用,重点归纳 1热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改 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热 传递之间的定量关系 2对公式UQW 符号的规定,3.几种特殊情况,(1)若过程是绝热的，则 Q0，WU，外界对物体做的,功等于物体

4、内能的增加量,(2)若过程中不做功，即 W0，则 QU，物体吸收的热,量等于物体内能的增加量,(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即U0，则 W Q0 或 WQ.外界对物体做的功等于物体放出的热量,【考题题组】,1(2016 年江苏淮安二模)如图 12-3-1 所示，用带孔橡皮塞 把塑料瓶口塞住，向瓶内迅速打气，在瓶塞弹出前，外界对气 体做功 15 J，橡皮塞的质量为 20 g，橡皮塞被弹出 的速度为 10 m/s，若橡皮塞增加的动能占气体对外 做功的 10%，瓶内的气体作为理想气体，则瓶内气 体的内能变化量为_J ，瓶内气体的温度 _(填“升高”或“降低”),图 12-3-1,2(201

5、7 年吉林实验中学一模)如图 12-3-2 所示，圆柱形容 器内用活塞封闭一定质量的理想气体，已知容器横截面积为 S， 活塞重为 G，大气压强为 p0.若活塞固定，封闭气体温度升高 1 1，需吸收的热量为Q1.若活塞不固定，仍使封闭气体温度升高 1 ，需吸收的热量为 Q2.不计一切摩擦，在活塞可自由移动时， 封闭气体温度升高 1 ，活塞上升的高度 h 应为多少？,图 12-3-2,考点2,热力学第二定律的理解和应用,重点归纳 1在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他 影响”的含义 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性， 不需要借助外界提供能量的帮助 (2)“不产生其他

6、影响”的含义是发生的热力学宏观过程 只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响如 吸热、放热、做功等,2热力学第二定律的实质,热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏 观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现 象的宏观过程都具有方向性,【考题题组】 3(多选，2016 年新课标卷)关于热力学定律，下列说法,正确的是(,),A气体吸热后温度一定升高 B对气体做功可以改变其内能 C理想气体等压膨胀过程一定放热 D热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 E如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平 衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡,解析：气体吸热，若同时

7、对外做功，则温度有可能降低， 故 A 错误；改变气体的内能的方式有两种：做功和热传递，故 B 正确；理想气体等压膨胀过程是吸热过程，故 C 错误；根据 热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体， 故 D 正确；如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热 平衡，那么这两个系统彼此之间也一定达到热平衡，否则就不 会与第三个系统达到热平衡，故 E 正确,答案：BDE,考点3,热力学定律与气体状态变化的综合,重点归纳 气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和 温度，当温度变化时，气体的内能变化，当体积变化时，气体 将伴随着做功，解题时要掌握气体变化过程的特点： (1)等温过程

8、：理想气体内能不变，即U0. (2)等容过程：W0. (3)绝热过程：Q0.,【考题题组】 4(2017 年潍坊模拟)如图 12-3-3 所示，在绝热汽缸内，有 一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为 27 ，封闭气柱长 9 cm，活塞横截面积 S50 cm2. 现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间， 此过程中气体吸热 22 J，稳定后气体温度变为 127 .已知大气压强等于 105 Pa，求：,图 12-3-3,(1)加热后活塞到汽缸底端的距离 (2)此过程中气体内能改变了多少,5如图 12-3-4 所示，汽缸 A、B 的长度均为 60 cm，截面 积均为 40 cm2，C 是可在汽缸内无摩擦滑动的、体积不计的活 塞，D 为阀门整个装置均由导热材料制成原来阀门关闭， A 内有压强 pA2.4105 Pa 的氧气B 内有压强 pB1.2105 P