（全國版）2019版高考物理一輪復習 第14章 選考部分 第52課時 熱力學定律能量守恒定律學案

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1、第52課時熱力學定律能量守恒定律考點1熱力學第一定律1熱力學第一定律(1)內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。(2)表達式：UQW。2熱力學第一定律符號意義3能的轉(zhuǎn)化和守恒定律(1)內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。(2)第一類永動機：違背能量守恒定律的機器被稱為第一類永動機。它是不可能制成的。例1一定質(zhì)量的氣體，在從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2的過程中，吸收熱量280 J，并對外做功120 J，試問：(1)氣體的內(nèi)能怎樣發(fā)生變化？變化了多少？(2)如

2、果氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了240 J熱量，那么在返回的過程中是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？做功多少？解析(1)由熱力學第一定律可得UWQ120 J280 J160 J，氣體的內(nèi)能增加了160 J。(2)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從狀態(tài)2回到狀態(tài)1的過程中內(nèi)能應(yīng)減少，其減少量應(yīng)等于從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中內(nèi)能的增加量，則從狀態(tài)2到狀態(tài)1的內(nèi)能應(yīng)減少160 J，即U160 J，又Q240 J，根據(jù)熱力學第一定律得：UWQ，所以WUQ160 J(240 J)80 J，即外界對氣體做功80 J。答案(1)增加 160 J(2)外界對氣體做功80 J(1)要弄清各量的正負號含義，

3、一定要準確掌握熱力學第一定律的符號法則。(2)考慮問題要全面，做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，忽視任一方式都會造成錯解。1(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，當發(fā)生如下哪些狀態(tài)變化時，能放出熱量()A體積不變，壓強減小 B壓強不變，體積減小C溫度不變，體積減小 D溫度不變，壓強減小答案ABC解析根據(jù)C可知，體積不變，壓強減小，則溫度降低，內(nèi)能減小，即W0、U0，根據(jù)UWQ可知Q0、U0，根據(jù)UWQ可知Q0，則Q0，氣體放熱，C正確；溫度不變，壓強減小，則體積變大，即U0，W0，氣體吸熱，D錯誤。2(粵教版選修33 P73T3)在一個密閉隔熱的房間里，有一電冰箱正在工作，如果打開電冰箱的門，過一段時間后

4、房間的溫度會()A降低 B不變C升高 D無法判斷答案C解析電冰箱工作時，將部分電能轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)到房間內(nèi)，所以房間內(nèi)溫度升高，C正確。3(多選)夏天，小明同學把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時候，會覺得從輪胎里噴出的氣體涼，如果把輪胎里的氣體視為理想氣體，則關(guān)于氣體噴出的過程，下列說法正確的是()A氣體的內(nèi)能減少 B氣體的內(nèi)能不變 C氣體來不及與外界發(fā)生熱交換，對外做功，溫度降低 D氣體膨脹時，熱量散得太快，使氣體溫度降低了 E氣體分子的平均動能減小答案ACE解析氣體噴出時，來不及與外界交換熱量，發(fā)生絕熱膨脹，即Q0、W0，根據(jù)UWQ可知U0；體積V增大氣體對外界做功WpV0；溫度T降低內(nèi)能減少U

5、p2，V1V2，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知T1T2，所以從狀態(tài)1至狀態(tài)2，氣體體積減小所以外界對氣體做功，又T1T2說明氣體的內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學第一定律知氣體對外放熱，故B正確；C項，由圖象知，狀態(tài)1至狀態(tài)2，氣體溫度升高內(nèi)能增加，氣體體積增大氣體對外做功，根據(jù)熱力學第一定律知，氣體從外界吸收熱量，故C錯誤；D項，由圖象知氣體的體積保持不變，氣體對外界不做功，從狀態(tài)2至狀態(tài)1氣體的溫度降低內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學第一定律，氣體對外放熱，故D正確。11(2016全國卷)(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示，其中對角線ac的延長線經(jīng)

6、過原點O。下列判斷正確的是()A氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能C在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功答案ABE解析在pT圖象中過原點的傾斜直線都是等容線，a、c在同一等容線上，體積相等，A正確；一定質(zhì)量的理想氣體，分子數(shù)確定，不計分子勢能，因此內(nèi)能只與溫度有關(guān)，由圖象知TaTc，即氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于狀態(tài)c時的內(nèi)能，B正確；根據(jù)熱力學第一定律UWQ可知，在cd中T不變，即U0，那么WQ，即向外界放出的熱量等于外界對氣體

7、做的功，C錯誤；da中，溫度升高，U0，由p不變、T升高可知V增大，W0，QU|W|，可見氣體從外界吸收的熱量大于氣體對外界做的功，D錯誤；bc為等壓變化，有，外界對氣體做功Wbcpc(VbVc)(TbTc)。da為等壓變化，有，氣體對外界做功Wdapa(VaVd)(TaTd)，由及TbTcTaTd可知，WbcWda，E正確。12.(2017河北張家口聯(lián)考)如圖所示，一直柱形導熱汽缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體。已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，不計活塞與汽缸的摩擦，活塞的質(zhì)量為m、橫截面積為S。因為電熱絲的加熱，某時刻氣體溫度為T1，活塞與容器底部相距h。現(xiàn)停止加熱，氣體通過汽缸緩慢放熱，當氣體放出熱量Q時，氣體溫度下降到T2，求該過程中：(1)活塞下降的距離；(2)氣體內(nèi)能的改變量。答案(1)h(2)(p0Smg)hQ解析(1)氣體發(fā)生等壓變化，有，解得hh。(2)放熱過程中，外界對氣體做的功WpSh(p0Smg)h，由熱力學第一定律知內(nèi)能改變量UWQ(p0Smg)hQ。12