高考物理一輪總復習 專題十一 第3講 熱力學定律 能量守恒課件 新人教版.ppt

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第3講 熱力學定律 能量守恒 一 熱力學第一定律1 內(nèi)容 物體內(nèi)能的增量 U等于外界對物體做的功W和 物體吸收的熱量Q的總和 U Q W 2 表達式 3 改變物體內(nèi)能的兩種方式的比較 4 溫度 內(nèi)能 熱量 功的區(qū)別 基礎檢測 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 布朗運動越劇烈B 不考慮分子勢能 則質(zhì)量 溫度均相同的氫氣和氧氣的內(nèi)能也相同C 第一類永動機不可能制成 因為違背了能量守恒定律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 熱力學第二定律能量守恒定律1 熱力學第二定律 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 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 是獨立于熱力學第一定律的一個重要自然規(guī)律 4 熱力學第二定律的微觀實質(zhì) 無序 微觀表述 一個孤立系統(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動狀態(tài) 性增加的方向進行 2 能量守恒定律 保持不變 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)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量 這就是能量守恒定律 3 兩類永動機的比較 基礎檢測 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 分子的平均動能一定增大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 當分子力表現(xiàn)為引力時 分子勢能隨分子間距離的增大而增大E 分子間距離增大時 分子力一定減小 解析 溫度是分子平均動能的標志 溫度升高 分子平均動能一定增大 A正確 熱力學第二定律可以表示為 由熱力學第二定律知 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?B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錯誤 當分子力表現(xiàn)為引力時 增大分子間的距離 需要克服分子間的引力做功 所以分子勢能增大 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錯誤 答案 ABD 考點 熱力學定律的理解和應用 重點歸納1 熱力學第一定律的理解 1 由 U Q W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 U Q W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)能可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 而 U Q W是能量守恒定律的具體體現(xiàn) 3 熱力學第一定律的符號法則 功W 0 外界對系統(tǒng)做功 W 0 系統(tǒng)對外界做功 熱量Q 0 物體吸熱 Q 0 物體放熱 內(nèi)能 U 0 內(nèi)能增加 U 0 內(nèi)能減少 2 熱力學第二定律的理解 1 在熱力學第二定律的表述中 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 2 熱力學第二定律的實質(zhì) 揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性 進而使人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 熱力學第二定律的微觀意義 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 3 熱力學過程方向性實例 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 其內(nèi)能一定減小B 物體對外做功 其內(nèi)能一定減小C 物體吸收熱量 同時對外做功 其內(nèi)能可能增加D 物體放出熱量 同時對外做功 其內(nèi)能可能不變 解析 由熱力學第一定律 U W Q可知 物體放出熱量 Q 0 但是W未知 則 U不一定小于零 即內(nèi)能不一定減少 選項A錯誤 對外做功W 0 但Q未知 所以 U依舊不能判定 選項B錯誤 吸收熱量Q 0 對外做功W 0 W Q可為正或為零或為負 即內(nèi)能可能增加或不變或減小 選項C正確 放熱Q 0 且對外做功W 0 則 U 0 即內(nèi)能一定減少 選項D錯誤 故選C 答案 C 備考策略 1 當做功和熱傳遞兩種過程同時發(fā)生時 內(nèi)能的變化要用熱力學第一定律進行綜合分析 2 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 若與外界絕熱 則不發(fā)生熱傳遞 此時Q 0 考點練透 1 2014年重慶卷 重慶出租車常以天然氣作為燃料 加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中若儲氣罐內(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 壓強增大 內(nèi)能減小B 吸收熱量 內(nèi)能增大C 壓強減小 分子平均動能增大D 對外做功 分子平均動能減小 解析 對理想氣體由pV nRT可知體積和質(zhì)量不變 溫度升高時 壓強增大 選項C錯誤 理想氣體的內(nèi)能只有分子動能 而溫度是平均動能的標志 故溫度升高 分子平均動能增大 內(nèi)能增大 選項A D錯誤 體積不變 故W 0 由熱力學第一定律 U Q W知 吸熱內(nèi)能增大 故選B 答案 B 2 多選 2016年湖南師范大學附屬中學月考 下列說法正 確的是 A 理想氣體等溫膨脹時 內(nèi)能不變B 擴散現(xiàn)象表明分子在永不停息地運動C 分子熱運動加劇 則物體內(nèi)每個分子的動能都變大D 在絕熱過程中 外界對物體做功 物體的內(nèi)能一定增加E 布朗運動反映了懸浮顆粒內(nèi)部的分子在不停地做無規(guī)則熱運動 解析 理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關 等溫膨脹時 溫度不變 則內(nèi)能不變 選項A正確 擴散現(xiàn)象表明分子在永不停息地運動 選項B正確 分子熱運動加劇 則物體內(nèi)分子的平均動能變大 但是每個分子的動能不一定都變大 選項C錯誤 根據(jù)熱力學第一定律 U W Q 在絕熱過程中Q 0 外界對物體做功則W 0 物體的內(nèi)能一定增加 選項D正確 布朗運動反映了液體分子在不停地做無規(guī)則熱運動 選項E錯誤 故選ABD 答案 ABD