南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十一 第3講 熱力學(xué)定律 能量守恒課件 新人教版

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1、第3講熱力學(xué)定律能量守恒一、熱力學(xué)第一定律1內(nèi)容：物體內(nèi)能的增量U 等于外界對(duì)物體做的功W和物體吸收的熱量 Q 的總和UQW2表達(dá)式：_.方式做功熱傳遞內(nèi)能變化外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加物體放出熱量，內(nèi)能減少本質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或同一物體不同部分間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱在改變內(nèi)能的效果上是相同的3改變物體內(nèi)能的兩種方式的比較溫度內(nèi)能熱量功物體分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，對(duì)個(gè)別分子來說，溫度沒有意義物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和熱傳遞過程中內(nèi)能的改變量機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的量度4.溫度、

2、內(nèi)能、熱量、功的區(qū)別【基礎(chǔ)檢測(cè)】1(多選，2015 年甘肅一模)下列說法正確的是()A液體溫度越高、懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈B不考慮分子勢(shì)能，則質(zhì)量、溫度均相同的氫氣和氧氣的內(nèi)能也相同C第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，因?yàn)檫`背了能量守恒定律D物體吸收熱量，則其內(nèi)能一定增加E能量耗散從能量轉(zhuǎn)化角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性答案：ACE二、熱力學(xué)第二定律 能量守恒定律1熱力學(xué)第二定律(1)克勞修斯表述：熱量不能_地從低溫物體傳到高溫物體自動(dòng)不引起其他變化(2)開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它完全用來做功，而_(3)意義：揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性，是獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的

3、一個(gè)重要自然規(guī)律(4)熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)：無序微觀表述：一個(gè)孤立系統(tǒng)在不可逆絕熱過程中的熵增量大于零，在可逆絕熱過程中的熵增量等于零意義：熵值越大代表系統(tǒng)越無序，一切自發(fā)的宏觀過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)_性增加的方向進(jìn)行第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不消耗能量卻可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸熱，全部用來對(duì)外做功而不引起其他變化的機(jī)器違背能量守恒定律，不能實(shí)現(xiàn)不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律，不能實(shí)現(xiàn)2能量守恒定律保持不變能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量_這就是能量守恒定律3兩類永動(dòng)機(jī)的

4、比較【基礎(chǔ)檢測(cè)】2(多選，2016 年云南玉溪期中)下列說法中正確的是()A一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定增大B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C不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體D當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大E分子間距離增大時(shí)，分子力一定減小解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子平均動(dòng)能一定增大，A 正確；熱力學(xué)第二定律可以表示為：由熱力學(xué)第二定律知，不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ灰鹌渌兓珺 正確；通過做功的手段可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，C 錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，增大分子間的

5、距離，需要克服分子間的引力做功，所以分子勢(shì)能增大，D 正確；分子間的作用力隨分子間距離的增大先減小再增大后減小，因此分子力可能增大，也可能減小，E 錯(cuò)誤答案：ABD考點(diǎn)熱力學(xué)定律的理解和應(yīng)用重點(diǎn)歸納1熱力學(xué)第一定律的理解(1)由UQW 可知，改變物體的內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞，只考慮其中之一無法確定內(nèi)能的變化(2)在UQW 中，W 表示做功情況，說明內(nèi)能和其他形式的能可以相互轉(zhuǎn)化；Q 表示吸熱或放熱的情況，說明內(nèi)能可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而UQW 是能量守恒定律的具體體現(xiàn)(3)熱力學(xué)第一定律的符號(hào)法則功 W0，外界對(duì)系統(tǒng)做功；W0，系統(tǒng)對(duì)外界做功熱量 Q0，物體吸熱；Q0，物體放熱

6、內(nèi)能U0，內(nèi)能增加；U0，內(nèi)能減少2熱力學(xué)第二定律的理解(1)在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地”“不產(chǎn)生其他影響”的含義“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響(2)熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)：揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性(3)熱力學(xué)第二定律的微觀意義：一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行3熱力學(xué)過程方向性實(shí)例 典例剖析例題：(2015 年北京卷)下列說法正確的是()A物體放出熱量，

7、其內(nèi)能一定減小B物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減小C物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加D物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變解析：由熱力學(xué)第一定律UWQ 可知，物體放出熱量，Q0，但是W 未知，則U 不一定小于零，即內(nèi)能不一定減少，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤對(duì)外做功W0，但Q 未知，所以U 依舊不能判定，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤吸收熱量 Q0，對(duì)外做功W0，WQ 可為正或?yàn)榱慊驗(yàn)樨?fù)，即內(nèi)能可能增加或不變或減小，選項(xiàng) C 正確放熱 Q0，且對(duì)外做功W0，則U0，即內(nèi)能一定減少，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤故選 C.答案：C備考策略：（1）當(dāng)做功和熱傳遞兩種過程同時(shí)發(fā)生時(shí)，內(nèi)能的變化要用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行綜合分析.（2）做功情

8、況看氣體的體積：體積增大，氣體對(duì)外做功，W 為負(fù)；體積縮小，外界對(duì)氣體做功，W 為正.若與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時(shí) Q0.【考點(diǎn)練透】1(2014 年重慶卷)重慶出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體)體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)(A壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B吸收熱量，內(nèi)能增大C壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大D對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小解析：對(duì)理想氣體由pVnRT 可知體積和質(zhì)量不變，溫度升高時(shí)，壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤理想氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能，而溫度是平均動(dòng)能的標(biāo)志，故溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增大，選項(xiàng)A、D 錯(cuò)誤，體積不變

9、，故W0，由熱力學(xué)第一定律UQW 知，吸熱內(nèi)能增大，故選B.答案：B2(多選，2016 年湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)月考)下列說法正確的是()A理想氣體等溫膨脹時(shí)，內(nèi)能不變B擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子在永不停息地運(yùn)動(dòng)C分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，則物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都變大D在絕熱過程中，外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加E布朗運(yùn)動(dòng)反映了懸浮顆粒內(nèi)部的分子在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)解析：理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，等溫膨脹時(shí)，溫度不變，則內(nèi)能不變，選項(xiàng)A 正確；擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子在永不停息地運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B 正確；分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，則物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能變大，但是每個(gè)分子的動(dòng)能不一定都變大，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律：UWQ，在絕熱過程中Q0，外界對(duì)物體做功則W0，物體的內(nèi)能一定增加，選項(xiàng)D 正確；布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)E 錯(cuò)誤；故選ABD.答案：ABD