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1、第3講熱力學定律 能量守恒考點 1熱力學第一定律能量守恒定律1.改變物體內(nèi)能的兩種方式做功做功(1)_是其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化過程，內(nèi)能的改變量可用_的數(shù)值來量度.熱傳遞熱量(2)_是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程，內(nèi)能轉(zhuǎn)移量用_來量度.2.熱力學第一定律傳遞的做的功(1)內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它_與外界對它所_的和.(2)表達式：_.UWQ熱量3.能量守恒定律保持不變(1)內(nèi)容：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，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)移到另一個物體.在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量_.這就是能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律.不消耗(2)任何違背能量守恒定律的過程都是
2、不可能的，_而對外做功的第一類永動機是不可能制成的.能量考點 2熱力學第二定律1.兩種表述自發(fā)(1)克勞修斯表述：熱量不能_地從低溫物體傳到高溫物體(表述了熱傳遞的方向性).不產(chǎn)生其他影響(2)開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成有用功而_(表述了機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性).2.第二類永動機是指設(shè)想只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C.這類永動機不可能制成的原因是違反了_.熱力學第二定律3.熱力學第二定律的意義：揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性，是獨立于熱力學第一定律的一個重要的自然規(guī)律.4.熱力學第二定律的微觀解釋(1)一切自發(fā)過程總是沿著
3、分子熱運動的_ 性增大的方向進行.這是熱力學第二定律的微觀意義.(2)從微觀的角度看，熱力學第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律：一個孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，而熵值較大代表著較為無序，所以自發(fā)的宏觀過程總是向無序度_的方向發(fā)展.無序更大【基礎(chǔ)自測】1.(多選，2016 年新課標卷)關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是()A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E. 如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡答案：BDE2.(多選，2016 年新課標卷)一定量的理
4、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 p -T 圖象如圖 13-3-1 所示，其中對角線 ac 的延長線過原點 O.下列判斷正確的是()圖 13-3-1A.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：ABE3.(多選，2016 年新課標卷)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同
5、B.氣體溫度不變，整體運動速度越大，其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時，內(nèi)能可能不變D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加答案：CDE熱點 1考向 1熱力學第一定律利用熱力學第一定律進行定性分析【典題 1】(多選，2017 年新課標卷)如圖 13-3-2 所示，用隔板將一絕熱氣缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空.現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個氣缸.待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積.假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣.下列說法正確的是()圖 13-3-2A.氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同B.氣體在被壓縮的過程中內(nèi)
6、能增大C.在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功D.氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功E.氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變答案：ABD考向 2利用熱力學第一定律進行定量計算【典題 2】(2016 年江蘇卷)如圖 13-3-3 所示，在 AB 和DA 的過程中，氣體放出的熱量分別為 4 J 和 20 J.在 BC 和CD 的過程中，氣體吸收的熱量分別為 20 J 和 12 J.求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功.圖 13-3-3解：由題意知完成一次循環(huán)氣體內(nèi)能不變，則U0，吸收的熱量 Q(2012420) J8 J，由熱力學第一定律UQW 得，W8 J，氣體對外做功 8 J.方法技巧：(1
7、)做功情況看氣體的體積：體積增大，氣體對外做功，W 為負；體積縮小，外界對氣體做功，W 為正.(2)如果研究對象是理想氣體，則由于理想氣體沒有分子勢能，所以當它的內(nèi)能變化時，主要體現(xiàn)在分子動能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化.熱點 2熱力學第二定律熱點歸納1.對熱力學第二定律的理解：(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助.(2)“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學方面的影響.如吸熱、放熱、做功等.2.熱力學第二定律的實質(zhì)：熱力學第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進而使人
8、們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性.3.熱力學過程方向性的實例：)【典題 3】(多選)關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是(A.不可以從單一熱源吸收熱量，并把它全部用來做功B.可以從單一熱源吸收熱量，并把它全部用來做功C.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體D.機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的實際宏觀過程是不可逆過程E.與熱現(xiàn)象有關(guān)的變化過程都具有方向性解析：根據(jù)熱力學第二定律，不可能從單一熱源吸收熱量，并把它全部用來做功而不引起其他變化，如果可以引起其他變化，那么完全用來做功是有可能的，故選項 A 錯誤，B 正確；根據(jù)熱力學第二定律，可以使熱量自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，但要引起其他變化，
9、比如電冰箱要耗電，故選項 C 錯誤；根據(jù)熱力學第二定律，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的實際宏觀過程是不可逆過程，故選項 D 正確； 與熱學有關(guān)的變化過程都具有方向性，選項 E 正確.答案：BDE【遷移拓展】(多選)關(guān)于第二類永動機，下列說法正確的是()A.能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機叫做第二類永動機B.第二類永動機違反了能量守恒定律，所以不可能制成C.第二類永動機不可能制成，說明機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能D.第二類永動機不可能制成，說明機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能在不引起其他變化的同時全部轉(zhuǎn)化為機械能E.第二類永動機不違反能量守恒定律，
10、但違反熱力學第二定律答案：ADE第一類永動機第二類永動機不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機器從單一熱源吸熱，全部用來對外做功而不引起其他變化的機器違背能量守恒定律，不可能實現(xiàn)不違背能量守恒定律，但違背熱力學第二定律，不可能實現(xiàn)方法技巧：兩類永動機的比較：熱點 3熱力學定律與氣體實驗定律綜合問題熱點歸納【典題 4】(2017 年遼寧大連高三二模)一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)沿 ABCDA 的變化過程可用如圖 13-3-4 所示的 p-V 圖線描述，其中 DA 為等溫線，氣體在狀態(tài) A 時溫度為 TA300 K，求：(1)氣體在狀態(tài) C 時溫度 TC.(2)若氣體在 AB 過程中吸熱 1000 J，則在 AB 過程中氣體內(nèi)能如何變化？變化了多少？圖 13-3-4解：(1)DA 為等溫線，則 TATD300 K，C 到 D 過程由代入數(shù)據(jù)解得：TC375 K.(2)A 到 B 過程壓強不變，則外界對氣體做功WpV21053103600 J由熱力學第一定律，得：UQW1000 J600 J400 J則在 AB 過程，氣體內(nèi)能增加，增加了 400 J.
高考物理一輪復習 專題十三 熱學 第3講 熱力學定律 能量守恒課件
