高考物理人教全国I一轮复习课件选修33基础课时3热力学定律与能量守恒定律

1、基础课时3热力学定律与能量守恒定律,知识梳理,知识点一、热力学第一定律 1.改变物体内能的两种方式 (1)_；(2)热传递。 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_与外界对它所做的功的和。 (2)表达式：U_。 (3)U_中正、负号法则：,做功,热量,QW,QW,吸收,放出,增加,减少,知识点二、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_保持不变。,转化,转移,转化,转移,总量,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。

2、3.第一类永动机是不可能制成的，它违背了_。 知识点三、热力学第二定律 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：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而_。或表述为“_永动机是不可能制成的”。,普遍规律,能量守恒定律,自发地,不产生其他影响,第二类,2.用熵的概念表示热力学第二定律 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会_。 3.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_增大的方向进行。 4.第二类永动机不可能制成的原因是违背了_。,减小,无序性,热力学第二定律,思考 判断正误，正确的画“”，错误的画“”。

3、 (1)为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，做功和热传递的实质是相同的。() (2)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变。 () (3)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热。() (4)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功。() 答案(1)(2)(3)(4),诊断自测,1.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0104 J，气体内能减少1.3105 J，则此过程() A.气体从外界吸收热量2.0105 J B.气体向外界放出热量2.0105 J C.气体从外界吸收热量6.0104 J D.气体向外界放出热量6.010

4、4 J 解析根据热力学第一定律，WQU，所以QUW1.3105J7.0104J2.0105J，即气体向外界放出热量2.0105J。 答案B,2.(多选)下列说法中正确的是() A.一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性 B.一切不违背能量守恒定律的物理过程都是可以实现的 C.由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行 D.一切物理过程都不可能自发地进行 答案AC,3.一定质量的理想气体被活塞封闭在透热的汽缸中，如图1所示。不计活塞与汽缸的摩擦，当用外力向上缓慢拉动活塞的过程中，环境温度保持不变。下列判断正确的是(),图1 A.拉力对气体做正功，气体内能增加，吸收热量 B.拉力对气体做正功，气体

5、内能保持不变，放出热量 C.气体对外做功，内能减小，放出热量 D.气体对外做功，内能不变，吸收热量,D,4.2015重庆理综，10(1)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么() A.外界对胎内气体做功，气体内能减小 B.外界对胎内气体做功，气体内能增大 C.胎内气体对外界做功，内能减小 D.胎内气体对外界做功，内能增大 解析车胎体积增大，故胎内气体对外界做功，胎内气体温度升高，故胎内气体内能增大，D项正确。 答案D,5.如图2所示，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340 J的热量，并对外做功120 J

6、。若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40 J，则这一过程中气体_(填“吸收”或“放出”)_J热量。,图2,解析由热力学第一定律可得，该气体由状态a沿abc变化到状态c的过程中内能的变化量UWQ120 J340 J220 J，因此该气体由状态a沿adc变化到状态c时，Q1UW1220 J(40 J)260 J，显然此过程中气体从外界吸收热量。 答案吸收260,考点一对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，即UQW。 2.几种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q0，WU，外界

7、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)若过程的始末状态物体的内能不变，即U0，则WQ0或WQ。外界对物体做的功等于物体放出的热量。,【例1】(2015北京理综，13)下列说法正确的是() 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，同时对外做功，其内能可能增加 D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 解析若物体放热Q0，但做功W未知，所以内能不一定减小，选项A错误；物体对外做功W0，但Q未知，所以内能不一定减小，选项B错误；物体吸收热量Q0，同时对外做功W0，(WQ

8、)可正、可负，所以内能可能增加，故选项C正确；物体放出热量Q0，同时对外做功W0，所以U0，即内能一定减小，选项D错误。 答案C,【变式训练】 1.如图3所示pV图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，放出热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J。,图3 (1)ACB过程中气体的内能如何变化？变化了多少？ (2)BDA过程中气体吸收还是放出多少热量？,解析(1)ACB过程中W1280 J，Q1410 J 由热力学第一定律UBUAW1Q1690 J 气体内能的减少量为690 J (2)因为一定质量理想气体的内

9、能只是温度的函数，BDA过程中气体内能变化量UAUB690 J 由题知W2200 J 由热力学第一定律UAUBW2Q2 解得Q2490 J 即气体吸收热量490 J。 答案(1)减少了690 J(2)吸收490 J,考点二对热力学第二定律的理解 1.对热力学第二定律关键词的理解 在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”的涵义。 (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 自然界中进行的

10、涉及热现象的宏观过程都具有方向性。如,3.两类永动机的比较,【例2】(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是() A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D.不可能使热量从低温物体传向高温物体 E.功转变为热的宏观自然过程是不可逆过程 解析内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A正确；对某物体做功，若物体向外放热，则物体的内能不一定增加，B错误；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其全部变为功，C正确；在引起其他变化的情况下，可以将热量从低温物体传向高温物体，D错误；涉及热现象的宏

11、观自然过程都具有方向性，故E正确。 答案ACE,【变式训练】 2.关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是() A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律 B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律 C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能 D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的 解析第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律，A、B错误；由热力学第一定律可知W0，Q0，但UWQ可以等于0，C错误；由热力学第二定律可知D中现象

12、是可能的，但会引起其他变化，D正确。,D,考点三热力学定律与气体实验定律的综合应用 【例3】2015福建理综，29(2)如图4，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则(),图4 A.TbTc，QabQac B.TbTc，QabQac C.TbTc，QabQac D.TbTc，QabQac,答案C,【变式训练】 3.如图5甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m。现使汽缸内的气体缓缓按图乙所示的规律变化，

13、汽缸内的气体从状态A变化到状态B。若该过程中气体内能发生了变化，气体柱高度增加了L。外界大气压强为p0。,图5,(1)(多选)下列说法中正确的是_。 A.该过程中汽缸内气体的压强始终为p0 B.该过程中气体的内能不断增大 C.该过程中气体不断从外界吸收热量 D.气体在该过程中吸收的热量大于它对外界做的功 E.A和B两个状态，汽缸内壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同 (2)汽缸内气体的温度为T1时，气体柱的高度为L_(用图中和题目中给出的字母表示)。 (3)若气体从状态A变化到状态B的过程中从外界吸收的热量为Q，则被封闭气体的内能变化了多少？,1.(多选)根据热力学定律，下列说法正确

14、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.对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”,解析电冰箱工作将热量从低温物体向高温物体传递的同时，引起了其他变化(消耗电能做功等)，A正确；空调机在制冷过程中，机器从室内吸收热量室温降低，吸收的热量要全部转移到室外，加上电机工作产生的热量，根据热平衡可知B正确；无论科技怎样进步，不可能制成单一热源的热机，C错误；消耗能源使能源减少，但“能量”是守恒的，D错误。 答案AB,2.(2016深圳第一次调研)如

15、图6所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，在这一过程中，下列说法正确的是(),图6 A.气体体积变小B.气体温度降低 C.气体从外界吸收热量D.气体的内能不变,答案C,3.(多选)一定质量的理想气体，经过一个压缩过程后，体积减小为原来的一半，这个过程可以是等温的、绝热的或等压的过程。在这三个过程中() A.绝热过程做功最多 B.等温过程做功最多 C.等压过程内能减少 D.等温过程对外放热 解析如图所示，等压、等温、绝热压缩过程可分别用ab、ac、ad表示。根据图象不难看出，做功的关系为WabWacWad，b、c、d三点的温度关系为TbTcTd，即等压过程内能减少，等温过程内能不变，绝热过程内能增加。,ACD,4.一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图7所示水平放置。活塞的质量m20 kg，横截面积S100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L112 cm，离汽缸口的距离L23 cm。外界气温为27 ，大气压强为1.0105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g10 m/s2，求：,图7,(