高中物理 第五章 能源與可持續(xù)發(fā)展章章末總結(jié)課件 教科版選修33

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1、章末總結(jié)(第四、五章)第五章能源與可持續(xù)發(fā)展內(nèi)容索引知識網(wǎng)絡(luò)梳理知識 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)重點探究啟迪思維 探究重點知識網(wǎng)絡(luò)知識網(wǎng)絡(luò)能量守恒與熱力學定律、能源與可持續(xù)發(fā)展內(nèi)容第一類永動機違背能量守恒定律能量守恒定律熱力學第一定律改 變 內(nèi) 能 的兩種方式做功：在絕熱情況下，功是_ 的量度熱傳遞：只有熱傳遞時，熱量是 的量度內(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功的和表達式：U _內(nèi)能變化內(nèi)能變化QW能量守恒與熱力學定律、能源與可持續(xù)發(fā)展熱傳遞：高溫物體 低溫物體擴散：分離狀態(tài) 混合狀態(tài)機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化：機械能 內(nèi)能燃燒現(xiàn)象、爆炸現(xiàn)象都具有方向性宏觀過程的方向性熱力學第二定律克

2、勞修斯表述：_ _開爾文表述：_ _第二類永動機不能制成的原因：違背了_ _不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響不可能從單一熱源吸取熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響熱力學第二定律能量守恒與熱力學定律、能源與可持續(xù)發(fā)展意義熵熵是系統(tǒng)無序度的_熵是不可逆過程的共同_熵是系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)熵增原理：孤立系統(tǒng)的熵總是 的，或者孤立系統(tǒng)的 熵總不_能源與可持續(xù)發(fā)展能源及其分類能量耗散與能源問題能源利用與環(huán)境問題溫室效應(yīng)酸雨大氣臭氧層厚度變薄放射性污染可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略節(jié)流開源量度判據(jù)增加減少重點探究重點探究熱力學第一定律揭示了內(nèi)能的增量(U)與外界對物體做功(W)和物體從外界吸收熱量(Q

3、)之間的關(guān)系，即UWQ，正確理解公式的意義及符號含義是解決本類問題的關(guān)鍵.(1)外界對物體做功，W0；物體對外界做功，W0；物體放出熱量，Q0，物體的內(nèi)能增加；U0，物體的內(nèi)能減少.分析題干，確定內(nèi)能改變的方式(W、Q)判斷W、Q的符號代入公式UWQ得出結(jié)論一、熱力學第一定律及其應(yīng)用例例1如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B.此過程中，氣體壓強p1.0105 Pa不變，吸收的熱量Q7.0102 J，求此過程中氣體內(nèi)能的增量.答案解析圖1答案答案5.0102 J對外做的功Wp(VBVA)根據(jù)熱力學第一定律有UQW，代入數(shù)據(jù)解得U5.0102 J.例例2(多選)一定質(zhì)量的理想氣

4、體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖像如圖2所示.下列判斷正確的是A.過程ab中氣體一定吸熱B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D.a、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小答案解析圖2解析解析由pT圖像可知過程ab是等容變化，溫度升高，內(nèi)能增加，由熱力學第一定律可知過程ab中氣體一定吸熱，選項A正確；過程bc溫度不變，即內(nèi)能不變，由于過程bc體積增大，所以氣體對外做功，由熱力學第一定律可知，氣體一定吸收熱量，選項B錯誤；過程ca壓強不變，溫度降低，內(nèi)能減少，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，放出的熱量

5、一定大于外界對氣體做的功，選項C錯誤；溫度是分子平均動能的標志，由pT圖像可知，a狀態(tài)氣體溫度最低，則平均動能最小，選項D正確.1.熱力學第二定律的表述熱力學第二定律的表述(1)克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響.(2)開爾文表述：不可能從單一熱源吸取熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響.(3)用熵表述：在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小.二、熱力學第二定律及其應(yīng)用2.熱力學第二定律的微觀解釋熱力學第二定律的微觀解釋(1)一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行.(2)掌握熱力學第二定律時，要注意理解其本質(zhì)，即熱力學第二定律對宏觀自然過

6、程進行方向的說明，凡是對這種宏觀自然過程進行方向說明的，都可以作為熱力學第二定律的表述.熱力學第二定律的表述很多，但這些不同的表述都是等價的.例例3(多選)根據(jù)熱力學第二定律，下列判斷中正確的是 A.熱機中燃氣的內(nèi)能不可能全部變成機械能B.電流的電能不可能全部變成內(nèi)能C.在火力發(fā)電機中，燃氣的內(nèi)能不可能全部變成電能D.在熱傳導中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體答案解析解析解析凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都具有方向性.機械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化，故A正確.由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知，電流的電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯誤.火力發(fā)電機發(fā)電時，能量轉(zhuǎn)化的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，機械能轉(zhuǎn)化為電能，在此過程中會對外放出熱量，因此，內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔?，故C正確.D中符合克勞修斯表述，故D正確.