熱力學(xué)定律與能量守恒133

1、第3講熱力學(xué)定律與能量守恒知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1 1 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律【思維激活【思維激活1 1】(2014(2014廣州模擬廣州模擬) )如圖所示如圖所示, ,在紫銅管內(nèi)滴入乙在紫銅管內(nèi)滴入乙醚醚, ,蓋緊管塞。用手拉住繩子兩端迅速往復(fù)拉動(dòng)蓋緊管塞。用手拉住繩子兩端迅速往復(fù)拉動(dòng), ,管塞會(huì)被沖開(kāi)。管塞會(huì)被沖開(kāi)。管塞被沖開(kāi)前管塞被沖開(kāi)前( () )A.A.外界對(duì)管內(nèi)氣體做功外界對(duì)管內(nèi)氣體做功, ,氣體內(nèi)能增大氣體內(nèi)能增大B.B.管內(nèi)氣體對(duì)外界做功管內(nèi)氣體對(duì)外界做功, ,氣體內(nèi)能減小氣體內(nèi)能減小C.C.管內(nèi)氣體內(nèi)能不變管內(nèi)氣體內(nèi)能不變, ,壓強(qiáng)變大壓強(qiáng)變大D.D.管內(nèi)氣體內(nèi)能增加管內(nèi)氣體內(nèi)能

2、增加, ,壓強(qiáng)變大壓強(qiáng)變大【解析【解析】選選D D。管塞被沖開(kāi)前。管塞被沖開(kāi)前, ,由于摩擦生熱、管內(nèi)氣體內(nèi)能增由于摩擦生熱、管內(nèi)氣體內(nèi)能增加加, ,壓強(qiáng)變大壓強(qiáng)變大,D,D正確正確,C,C錯(cuò)誤。外界對(duì)氣體不做功錯(cuò)誤。外界對(duì)氣體不做功, ,氣體對(duì)外界也氣體對(duì)外界也不做功不做功,A,A、B B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。【知識(shí)梳理【知識(shí)梳理】1.1.改變物體內(nèi)能的兩種方式改變物體內(nèi)能的兩種方式: :(1)_;(2)_(1)_;(2)_。2.2.熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律: :(1)(1)內(nèi)容內(nèi)容: :物體內(nèi)能的增加等于物體吸收的物體內(nèi)能的增加等于物體吸收的_和外界對(duì)和外界對(duì)物體做的功之和。物體做的功之和。(2

3、)(2)表達(dá)式表達(dá)式:U=_:U=_。做功做功熱傳遞熱傳遞熱量熱量Q+WQ+W3.U=W+Q3.U=W+Q中正、負(fù)號(hào)法則中正、負(fù)號(hào)法則: :符號(hào)符號(hào)W WQ QUU+ +_對(duì)物體做功對(duì)物體做功物體物體_熱量熱量?jī)?nèi)能內(nèi)能_- -物體對(duì)物體對(duì)_做功做功物體物體_熱量熱量?jī)?nèi)能內(nèi)能_意義意義物理量物理量外界外界吸收吸收增加增加外界外界放出放出減少減少知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2 2 能量守恒定律能量守恒定律【思維激活【思維激活2 2】(2014(2014廣州模擬廣州模擬) )如圖是壓如圖是壓力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖, ,活塞活塞a a與液面之間密與液面之間密閉了一定質(zhì)量的氣體。假設(shè)封閉氣體為理閉了一定質(zhì)

4、量的氣體。假設(shè)封閉氣體為理想氣體且與外界沒(méi)有熱交換想氣體且與外界沒(méi)有熱交換, ,則向下壓則向下壓a a的的過(guò)程中過(guò)程中, ,瓶?jī)?nèi)氣體瓶?jī)?nèi)氣體( () )A.A.內(nèi)能增大內(nèi)能增大 B.B.體積增大體積增大C.C.壓強(qiáng)不變壓強(qiáng)不變 D.D.溫度不變溫度不變【解析【解析】選選A A。向下壓。向下壓a a的過(guò)程中的過(guò)程中, ,外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功, ,使氣體內(nèi)能使氣體內(nèi)能增大增大, ,體積減小體積減小, ,壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大, ,溫度升高溫度升高, ,故故A A正確。正確。【知識(shí)梳理【知識(shí)梳理】1.1.能量守恒定律能量守恒定律: :能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生, ,也不會(huì)憑空消失也不會(huì)憑

5、空消失, ,它只能從一種形式它只能從一種形式_為另一種形式為另一種形式, ,或者從一個(gè)物體或者從一個(gè)物體_到別的物體到別的物體, ,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中其在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中其_不變。不變。2.2.第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)第一類(lèi)永動(dòng)機(jī): :(1)(1)人們幻想制造的一種機(jī)器人們幻想制造的一種機(jī)器, ,不需要任何不需要任何_或或_,_,卻能不斷對(duì)外卻能不斷對(duì)外_。(2)(2)第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了_。轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移總量總量動(dòng)力動(dòng)力燃料燃料做功做功能量守恒定律能量守恒定律知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)3 3 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律【思維激活【思維激活3 3】( (雙選雙選) )圖示為電冰箱的工作原理示意圖。壓

6、縮圖示為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時(shí)機(jī)工作時(shí), ,強(qiáng)迫致冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)。在蒸發(fā)強(qiáng)迫致冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)。在蒸發(fā)器中器中, ,致冷劑被汽化致冷劑被汽化, ,汽化時(shí)吸收箱體內(nèi)的熱量汽化時(shí)吸收箱體內(nèi)的熱量, ,汽化的致冷劑汽化的致冷劑經(jīng)過(guò)冷凝器經(jīng)過(guò)冷凝器, ,致冷劑被液化致冷劑被液化, ,放出熱量到箱體外。下列說(shuō)法正確放出熱量到箱體外。下列說(shuō)法正確的是的是( () ) A.A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳遞到冰箱外熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳遞到冰箱外B.B.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第二定律電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第二定律C.C.電冰箱的工作原理不違反能量守恒定律電冰

7、箱的工作原理不違反能量守恒定律D.D.電冰箱的致冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界電冰箱的致冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界, ,是是因?yàn)槠湎牧穗娔芤驗(yàn)槠湎牧穗娔堋窘馕觥窘馕觥窟x選C C、D D。根據(jù)熱力學(xué)第二定律。根據(jù)熱力學(xué)第二定律, ,熱量不能自發(fā)地從低熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體溫物體傳到高溫物體, ,但由于電冰箱致冷系統(tǒng)消耗了電能但由于電冰箱致冷系統(tǒng)消耗了電能, ,可以可以使熱量從低溫的冰箱內(nèi)傳到冰箱外使熱量從低溫的冰箱內(nèi)傳到冰箱外, ,不違反熱力學(xué)第二定律和不違反熱力學(xué)第二定律和能量守恒定律能量守恒定律, ,故故C C、D D正確。正確。【知識(shí)梳理【知識(shí)梳理】1

8、.1.熱力學(xué)第二定律的兩種表述熱力學(xué)第二定律的兩種表述: :(1)(1)熱量不能熱量不能_從低溫物體傳遞到高溫物體從低溫物體傳遞到高溫物體, ,或者說(shuō)不或者說(shuō)不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體, ,而不引起而不引起_。(2)(2)不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)_,_,而不引起而不引起_。自動(dòng)地自動(dòng)地其他變化其他變化做功做功其他變化其他變化2.2.熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì): :與熱現(xiàn)象有關(guān)的與熱現(xiàn)象有關(guān)的_的宏觀過(guò)程的宏觀過(guò)程, ,總是朝著分子熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)總是朝著分子熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)_的方向進(jìn)行的。

9、的方向進(jìn)行的。3.3.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)第二類(lèi)永動(dòng)機(jī): :(1)(1)人們幻想的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能人們幻想的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能, ,效率可達(dá)到效率可達(dá)到_的熱機(jī)。的熱機(jī)。(2)(2)第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了_。自發(fā)自發(fā)無(wú)序性增加無(wú)序性增加100%100%熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律【微點(diǎn)撥【微點(diǎn)撥】1.1.應(yīng)用熱力學(xué)第一定律應(yīng)注意的事項(xiàng)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律應(yīng)注意的事項(xiàng): :(1)(1)注意研究對(duì)象是一個(gè)物體還是一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)。注意研究對(duì)象是一個(gè)物體還是一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)。(2)(2)確定研究過(guò)程中各對(duì)應(yīng)物理量符號(hào)。確定研究過(guò)程中各對(duì)應(yīng)物理量符號(hào)。2.2.應(yīng)用熱力學(xué)第一定律常遇到的三種情況應(yīng)

10、用熱力學(xué)第一定律常遇到的三種情況: :(1)(1)若過(guò)程是絕熱的若過(guò)程是絕熱的, ,則則Q=0,U=WQ=0,U=W。(2)(2)若過(guò)程中不做功若過(guò)程中不做功, ,則則W=0,U=QW=0,U=Q。(3)(3)若初、末內(nèi)能相等若初、末內(nèi)能相等, ,則則U=0,W+Q=0U=0,W+Q=0。3.3.熱力學(xué)第二定律的兩點(diǎn)說(shuō)明熱力學(xué)第二定律的兩點(diǎn)說(shuō)明: :(1)(1)熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體, ,但在有外界影但在有外界影響的條件下響的條件下, ,熱量可以從低溫物體傳到高溫物體熱量可以從低溫物體傳到高溫物體, ,如電冰箱。如電冰箱。(2)(2)兩類(lèi)永

11、動(dòng)機(jī)的比較。兩類(lèi)永動(dòng)機(jī)的比較。第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律, ,第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了熱力第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律學(xué)第二定律, ,兩類(lèi)永動(dòng)機(jī)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。兩類(lèi)永動(dòng)機(jī)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)?？键c(diǎn)考點(diǎn)1 1 熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用1.1.熱力學(xué)第一定律的解題步驟熱力學(xué)第一定律的解題步驟: :(1)(1)選取研究對(duì)象選取研究對(duì)象, ,找出被研究的物體或熱力學(xué)系統(tǒng)。找出被研究的物體或熱力學(xué)系統(tǒng)。(2)(2)分析熱力學(xué)系統(tǒng)發(fā)生的過(guò)程分析熱力學(xué)系統(tǒng)發(fā)生的過(guò)程, ,常見(jiàn)的過(guò)程有等溫過(guò)程、壓縮常見(jiàn)的過(guò)程有等溫過(guò)程、壓縮過(guò)程、膨脹過(guò)程、吸熱過(guò)程、放熱過(guò)程、絕熱過(guò)程等。過(guò)程

12、、膨脹過(guò)程、吸熱過(guò)程、放熱過(guò)程、絕熱過(guò)程等。(3)(3)分析做功情況和吸熱、放熱情況分析做功情況和吸熱、放熱情況, ,確定功、熱量和內(nèi)能變化確定功、熱量和內(nèi)能變化量的符號(hào)。量的符號(hào)。(4)(4)根據(jù)根據(jù)U=Q+WU=Q+W列式分析列式分析, ,得出結(jié)果。得出結(jié)果。2.2.需注意的兩個(gè)方面需注意的兩個(gè)方面: :(1)(1)一般情況下要考慮做功、熱傳遞都可以使物體內(nèi)能發(fā)生改一般情況下要考慮做功、熱傳遞都可以使物體內(nèi)能發(fā)生改變變, ,只考慮一個(gè)因素?zé)o法確定內(nèi)能的變化情況。只考慮一個(gè)因素?zé)o法確定內(nèi)能的變化情況。(2)(2)在絕熱過(guò)程中只考慮做功因素在絕熱過(guò)程中只考慮做功因素, ,在等容過(guò)程中只考慮熱傳

13、遞在等容過(guò)程中只考慮熱傳遞因素。因素。【題組通關(guān)方案【題組通關(guān)方案】【典題【典題1 1】(2012(2012廣東高考廣東高考) )景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖所示所示, ,用牛角做套筒用牛角做套筒, ,木制推桿前端粘著艾絨木制推桿前端粘著艾絨, ,猛推推桿猛推推桿, ,艾絨即艾絨即可點(diǎn)燃可點(diǎn)燃, ,對(duì)筒內(nèi)封閉的氣體對(duì)筒內(nèi)封閉的氣體, ,在此壓縮過(guò)程中在此壓縮過(guò)程中( () )A.A.氣體溫度升高氣體溫度升高, ,壓強(qiáng)不變壓強(qiáng)不變B.B.氣體溫度升高氣體溫度升高, ,壓強(qiáng)變大壓強(qiáng)變大C.C.氣體對(duì)外界做正功氣體對(duì)外界做正功, ,氣體內(nèi)能增加氣體內(nèi)能增加D.D.外界對(duì)氣

14、體做正功外界對(duì)氣體做正功, ,氣體內(nèi)能減少氣體內(nèi)能減少【解題探究【解題探究】(1)(1)封閉氣體溫度升高封閉氣體溫度升高, ,而體積變小而體積變小, ,根據(jù)根據(jù) =c,=c,氣體壓強(qiáng)氣體壓強(qiáng)_。(2)(2)猛推推桿的過(guò)程中猛推推桿的過(guò)程中, ,氣體的內(nèi)能怎樣變化氣體的內(nèi)能怎樣變化? ?提示提示: :外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功, ,氣體內(nèi)能增加。氣體內(nèi)能增加。pVT變大變大【典題解析【典題解析】選選B B。由于套筒內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的氣體。由于套筒內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的氣體, ,當(dāng)猛推當(dāng)猛推推桿時(shí)推桿迅速壓縮氣體推桿時(shí)推桿迅速壓縮氣體, ,外界對(duì)氣體做正功。由于這一過(guò)程外界對(duì)氣體做正功。由于這一過(guò)程

15、進(jìn)行得很快進(jìn)行得很快, ,可以看成是一個(gè)近似的絕熱過(guò)程可以看成是一個(gè)近似的絕熱過(guò)程, ,即整個(gè)系統(tǒng)來(lái)不即整個(gè)系統(tǒng)來(lái)不及向外界傳遞熱量。根據(jù)熱力學(xué)第一定律及向外界傳遞熱量。根據(jù)熱力學(xué)第一定律, ,這時(shí)外力做的功只這時(shí)外力做的功只能用來(lái)增加氣體的內(nèi)能。這就使氣體分子的運(yùn)動(dòng)加劇能用來(lái)增加氣體的內(nèi)能。這就使氣體分子的運(yùn)動(dòng)加劇, ,引起氣引起氣體分子平均動(dòng)能增加體分子平均動(dòng)能增加, ,氣體溫度升高氣體溫度升高, ,所以艾絨即刻被點(diǎn)燃。由所以艾絨即刻被點(diǎn)燃。由于被封閉的氣體質(zhì)量不變于被封閉的氣體質(zhì)量不變, ,溫度升高溫度升高, ,而體積變小而體積變小, ,則由氣體狀則由氣體狀態(tài)方程知壓強(qiáng)變大。故態(tài)方程知壓

16、強(qiáng)變大。故B B正確。正確。【通關(guān)【通關(guān)1+11+1】1.(20111.(2011廣東高考廣東高考) )如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖圖,M,M、N N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體,M,M可沿可沿N N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)的內(nèi)壁上下滑動(dòng), ,設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換, ,在在M M向下滑動(dòng)的過(guò)程中向下滑動(dòng)的過(guò)程中( () )A.A.外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功, ,氣體內(nèi)能增大氣體內(nèi)能增大B.B.外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功, ,氣體內(nèi)能減小氣體內(nèi)能減小C.C.氣體對(duì)外界做功氣體對(duì)外界做功, ,氣體內(nèi)

17、能增大氣體內(nèi)能增大D.D.氣體對(duì)外界做功氣體對(duì)外界做功, ,氣體內(nèi)能減小氣體內(nèi)能減小【解析【解析】選選A A。M M向下滑動(dòng)的過(guò)程中向下滑動(dòng)的過(guò)程中, ,氣體體積減小氣體體積減小, ,故外界對(duì)氣故外界對(duì)氣體做功體做功, ,由熱力學(xué)第一定律知由熱力學(xué)第一定律知,Q=0,Q=0,內(nèi)能的改變?nèi)Q于做功內(nèi)能的改變?nèi)Q于做功, ,因因外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功, ,故氣體的內(nèi)能增大故氣體的內(nèi)能增大,A,A正確正確,B,B、C C、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。2.(20142.(2014廣州模擬廣州模擬) )如圖所示如圖所示, ,絕熱的活塞把一定質(zhì)量的理想絕熱的活塞把一定質(zhì)量的理想氣體密封在水平放置的絕熱汽缸內(nèi)氣

18、體密封在水平放置的絕熱汽缸內(nèi), ,活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦地活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦地滑動(dòng)滑動(dòng), ,汽缸處在大氣中。汽缸左端的電熱絲通弱電流對(duì)汽缸內(nèi)汽缸處在大氣中。汽缸左端的電熱絲通弱電流對(duì)汽缸內(nèi)氣體緩慢加熱氣體緩慢加熱, ,在此過(guò)程中在此過(guò)程中( () )A.A.活塞始終靜止不動(dòng)活塞始終靜止不動(dòng)B.B.汽缸內(nèi)氣體對(duì)外做功汽缸內(nèi)氣體對(duì)外做功C.C.汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大D.D.汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變【解析【解析】選選B B。用電熱絲對(duì)氣體緩慢加熱。用電熱絲對(duì)氣體緩慢加熱, ,氣體內(nèi)能增大氣體內(nèi)能增大, ,溫度溫度升高升高, ,體積膨脹對(duì)外界做功。由于活塞可以無(wú)摩擦地滑動(dòng)體積

19、膨脹對(duì)外界做功。由于活塞可以無(wú)摩擦地滑動(dòng), ,故壓故壓強(qiáng)總與外界相同強(qiáng)總與外界相同, ,故只有故只有B B正確。正確?！炯庸逃?xùn)練【加固訓(xùn)練】1.1.用氣筒給自行車(chē)打氣用氣筒給自行車(chē)打氣, ,筒壁的溫度會(huì)升高筒壁的溫度會(huì)升高, ,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是要原因是( () )A.A.氣筒的活塞與筒壁摩擦而生熱氣筒的活塞與筒壁摩擦而生熱B.B.筒中氣體從筒外吸熱后升溫筒中氣體從筒外吸熱后升溫, ,將熱量傳遞給筒壁將熱量傳遞給筒壁C.C.筒壁外周?chē)目諝鉁囟雀哂谕脖谕脖谕庵車(chē)目諝鉁囟雀哂谕脖? ,將熱量傳遞給筒壁將熱量傳遞給筒壁D.D.氣筒活塞壓縮筒內(nèi)氣體做功氣筒活塞壓縮筒內(nèi)氣體做功

20、, ,使氣體溫度升高使氣體溫度升高, ,將熱量傳遞給將熱量傳遞給筒壁筒壁【解析【解析】選選D D。打氣時(shí)筒壁溫度升高的主要原因是氣筒活塞壓。打氣時(shí)筒壁溫度升高的主要原因是氣筒活塞壓縮筒內(nèi)氣體做功縮筒內(nèi)氣體做功, ,使氣體溫度升高使氣體溫度升高, ,將熱量傳遞給筒壁將熱量傳遞給筒壁, ,故故D D正確。正確。2.(20132.(2013北京高考北京高考) )下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( () )A.A.液體中懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為布朗運(yùn)動(dòng)液體中懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為布朗運(yùn)動(dòng)B.B.液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為布朗運(yùn)動(dòng)液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為布朗運(yùn)動(dòng)C.C.物體從外界吸收熱量物體從外界吸收熱

21、量, ,其內(nèi)能一定增加其內(nèi)能一定增加D.D.物體對(duì)外界做功物體對(duì)外界做功, ,其內(nèi)能一定減少其內(nèi)能一定減少【解析【解析】選選A A。布朗運(yùn)動(dòng)是顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)是顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng), ,反映了液體分子反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng), ,故故A A正確正確,B,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;根據(jù)熱力學(xué)第一定律根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q,U=W+Q,物體從外界吸收熱量物體從外界吸收熱量, ,其內(nèi)能不一定增加其內(nèi)能不一定增加, ,物體對(duì)外界做功物體對(duì)外界做功, ,其其內(nèi)能也不一定減少內(nèi)能也不一定減少, ,故故C C、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。考點(diǎn)考點(diǎn)2 2對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解 1.

22、1.在熱力學(xué)第二定律的表述中在熱力學(xué)第二定律的表述中,“,“自發(fā)地自發(fā)地”“”“不產(chǎn)生其他影響不產(chǎn)生其他影響”的含義的含義: :(1)“(1)“自發(fā)地自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性, ,不需不需要借助外界提供能量的幫助。要借助外界提供能量的幫助。(2)“(2)“不產(chǎn)生其他影響不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成本系統(tǒng)內(nèi)完成, ,對(duì)周?chē)h(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、對(duì)周?chē)h(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。放熱、做功等。2.2.四類(lèi)熱力學(xué)過(guò)程方向性實(shí)例四類(lèi)熱力學(xué)過(guò)程方向性

23、實(shí)例: :(1)(1)高溫物體高溫物體 低溫物體低溫物體(2)(2)功功 熱熱(3)(3)氣體體積氣體體積V V1 1 氣體體積氣體體積V V2 2( (較大較大) )(4)(4)不同氣體不同氣體A A和和B B 混合氣體混合氣體ABAB【題組通關(guān)方案【題組通關(guān)方案】【典題【典題2 2】 (2013(2013山東高考山東高考) )下列關(guān)于熱現(xiàn)象的描述正確的一下列關(guān)于熱現(xiàn)象的描述正確的一項(xiàng)是項(xiàng)是( () )A.A.根據(jù)熱力學(xué)定律根據(jù)熱力學(xué)定律, ,熱機(jī)的效率可以達(dá)到熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%100%B.B.做功和熱傳遞都是通過(guò)能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的做功和熱傳遞都是通過(guò)能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)

24、內(nèi)能的C.C.溫度是描述熱運(yùn)動(dòng)的物理量溫度是描述熱運(yùn)動(dòng)的物理量, ,一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同D.D.物體由大量分子組成物體由大量分子組成, ,其單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的其單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的, ,大量分大量分子的運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)律的子的運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)律的【解題探究【解題探究】(1)(1)根據(jù)根據(jù)_,_,熱機(jī)的效率不可能達(dá)到熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%100%。(2)(2)做功改變物體內(nèi)能是通過(guò)能量的做功改變物體內(nèi)能是通過(guò)能量的_,_,熱傳遞改變物體熱傳遞改變物體的內(nèi)能是通過(guò)能量的的內(nèi)能是通過(guò)能量的_。(3)(3)大量分子的運(yùn)動(dòng)遵

25、循什么規(guī)律大量分子的運(yùn)動(dòng)遵循什么規(guī)律? ?提示提示: :遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律。遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律。熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移【典題解析【典題解析】選選C C。根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知。根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知, ,熱機(jī)不可能從單熱機(jī)不可能從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)做功而不引起其他變化一熱源吸收熱量全部用來(lái)做功而不引起其他變化, ,因此因此, ,熱機(jī)的熱機(jī)的效率不可能達(dá)到效率不可能達(dá)到100%,100%,選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;做功是通過(guò)能量轉(zhuǎn)化改變系做功是通過(guò)能量轉(zhuǎn)化改變系統(tǒng)的內(nèi)能統(tǒng)的內(nèi)能, ,熱傳遞是通過(guò)能量的轉(zhuǎn)移改變系統(tǒng)的內(nèi)能熱傳遞是通過(guò)能量的轉(zhuǎn)移改變系統(tǒng)的內(nèi)能, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B錯(cuò)錯(cuò)

26、誤誤; ;溫度是表示熱運(yùn)動(dòng)的物理量溫度是表示熱運(yùn)動(dòng)的物理量, ,熱傳遞過(guò)程中達(dá)到熱平衡時(shí)熱傳遞過(guò)程中達(dá)到熱平衡時(shí), ,溫度相同溫度相同, ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C正確正確; ;單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的, ,大量分子的大量分子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)規(guī)律運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)規(guī)律, ,選項(xiàng)選項(xiàng)D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤?！就P(guān)【通關(guān)1+11+1】1.(1.(拓展延伸拓展延伸) )結(jié)合結(jié)合【典題【典題2 2】, ,回答下列問(wèn)題回答下列問(wèn)題: :(1)(1)機(jī)械能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化有什么規(guī)律機(jī)械能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化有什么規(guī)律? ?提示提示: :機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, ,而內(nèi)能不可能全部

27、轉(zhuǎn)化為機(jī)而內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。械能。(2)(2)能否制成單一熱源的熱機(jī)能否制成單一熱源的熱機(jī)? ?提示提示: :單一熱源的熱機(jī)單一熱源的熱機(jī), ,就是從單一熱源吸熱就是從單一熱源吸熱, ,全部用來(lái)做功全部用來(lái)做功, ,而而不向其他熱源放熱。這種熱機(jī)違背熱力學(xué)第二定律不向其他熱源放熱。這種熱機(jī)違背熱力學(xué)第二定律, ,故不可能故不可能制成。制成。2.(2.(雙選雙選) )關(guān)于熱力學(xué)定律關(guān)于熱力學(xué)定律, ,下面說(shuō)法正確的是下面說(shuō)法正確的是( () )A.A.如果物體從外界吸收了熱量如果物體從外界吸收了熱量, ,則物體的內(nèi)能一定增加則物體的內(nèi)能一定增加B.B.我們可以制造一種熱機(jī)我們可以制造一

28、種熱機(jī), ,將流散到周?chē)h(huán)境中的內(nèi)能重新收將流散到周?chē)h(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來(lái)加以利用而不引起其他變化集起來(lái)加以利用而不引起其他變化C.C.假設(shè)兩個(gè)液體分子從緊靠在一起開(kāi)始相互遠(yuǎn)離假設(shè)兩個(gè)液體分子從緊靠在一起開(kāi)始相互遠(yuǎn)離, ,直到無(wú)窮遠(yuǎn)直到無(wú)窮遠(yuǎn)處處, ,在這一過(guò)程中分子力先做正功后做負(fù)功在這一過(guò)程中分子力先做正功后做負(fù)功D.D.空調(diào)制冷空調(diào)制冷, ,雖然是人為地使熱量由低溫處傳到高溫處雖然是人為地使熱量由低溫處傳到高溫處, ,但這不但這不違背熱力學(xué)第二定律違背熱力學(xué)第二定律【解析【解析】選選C C、D D。根據(jù)熱力學(xué)第一定律。根據(jù)熱力學(xué)第一定律, ,物體吸收熱量但同時(shí)物體吸收熱量但同時(shí)對(duì)外做

29、功時(shí)對(duì)外做功時(shí), ,物體內(nèi)能有可能減少物體內(nèi)能有可能減少,A,A錯(cuò)錯(cuò);B;B選項(xiàng)中描述的現(xiàn)象要選項(xiàng)中描述的現(xiàn)象要實(shí)現(xiàn)必須引起其他變化實(shí)現(xiàn)必須引起其他變化, ,否則就違背了熱力學(xué)第二定律否則就違背了熱力學(xué)第二定律,B,B錯(cuò)錯(cuò); ;開(kāi)開(kāi)始分子力表現(xiàn)為斥力始分子力表現(xiàn)為斥力, ,越過(guò)越過(guò)r r0 0位置后分子力表現(xiàn)為引力位置后分子力表現(xiàn)為引力, ,所以分所以分子力先做正功后做負(fù)功子力先做正功后做負(fù)功,C,C選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確; ;雖然熱量由低溫處向高溫雖然熱量由低溫處向高溫處傳遞處傳遞, ,但這引起了其他變化但這引起了其他變化, ,就是消耗了電能就是消耗了電能, ,所以所以D D選項(xiàng)正確。選項(xiàng)正確。【

30、資源平臺(tái)【資源平臺(tái)】氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律綜合問(wèn)題氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律綜合問(wèn)題如圖所示如圖所示, ,一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱( (即與外界不發(fā)生熱即與外界不發(fā)生熱交換交換) )容器中容器中, ,容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞。今對(duì)活塞施容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞。今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力以一豎直向下的壓力F,F,使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后, ,氣體氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力, ,則被密封的氣則被密封的氣體體( () )A.A.溫度升高溫度升高, ,壓強(qiáng)增

31、大壓強(qiáng)增大, ,內(nèi)能減少內(nèi)能減少B.B.溫度降低溫度降低, ,壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大, ,內(nèi)能減少內(nèi)能減少C.C.溫度升高溫度升高, ,壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大, ,內(nèi)能增加內(nèi)能增加D.D.溫度降低溫度降低, ,壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)減小, ,內(nèi)能減少內(nèi)能減少【解析【解析】選選C C。容器絕熱。容器絕熱, ,活塞對(duì)氣體做功活塞對(duì)氣體做功, ,由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律可知可知, ,氣體內(nèi)能增加氣體內(nèi)能增加; ;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志, ,且氣體內(nèi)能且氣體內(nèi)能增加增加, ,故溫度一定升高故溫度一定升高; ;對(duì)活塞進(jìn)行受力分析對(duì)活塞進(jìn)行受力分析p p0 0S+F=pS+F=p氣氣S,S,可

32、知?dú)饪芍獨(dú)怏w壓強(qiáng)增大體壓強(qiáng)增大,C,C正確。正確。思想方法之思想方法之1313氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律綜合問(wèn)題分析氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律綜合問(wèn)題分析1.1.方法概述方法概述: :(1)(1)氣體狀態(tài)參量的變化氣體狀態(tài)參量的變化( (如溫度、體積的變化如溫度、體積的變化) )與內(nèi)能變化、與內(nèi)能變化、做功情況相聯(lián)系做功情況相聯(lián)系, ,進(jìn)而通過(guò)熱力學(xué)第一定律分析吸熱、放熱情進(jìn)而通過(guò)熱力學(xué)第一定律分析吸熱、放熱情況。況。(2)(2)改變物體的內(nèi)能有兩種方式改變物體的內(nèi)能有兩種方式: :做功和熱傳遞。由溫度變化可做功和熱傳遞。由溫度變化可分析內(nèi)能的變化分析內(nèi)能的變化, ,由做功情況可判斷體積變

33、化由做功情況可判斷體積變化, ,由氣體狀態(tài)方程由氣體狀態(tài)方程可判斷壓強(qiáng)的變化?？膳袛鄩簭?qiáng)的變化。2.2.一般解題思路一般解題思路: :(1)(1)選取一定質(zhì)量的封閉氣體為研究對(duì)象。選取一定質(zhì)量的封閉氣體為研究對(duì)象。(2)(2)明確氣體發(fā)生的過(guò)程明確氣體發(fā)生的過(guò)程, ,如等溫過(guò)程、等容過(guò)程、絕熱過(guò)程等。如等溫過(guò)程、等容過(guò)程、絕熱過(guò)程等。(3)(3)確定內(nèi)能變化情況確定內(nèi)能變化情況: :做功情況、吸熱放熱情況。做功情況、吸熱放熱情況。(4)(4)根據(jù)熱力學(xué)第一定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律做出正確判斷。根據(jù)熱力學(xué)第一定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律做出正確判斷?！景咐饰觥景咐饰觥康漕}例證深度剖析典題例證深度剖析1.(2

34、0141.(2014深圳模擬深圳模擬) )一透熱性能良好的汽缸放置于水平地面上一透熱性能良好的汽缸放置于水平地面上, ,汽缸內(nèi)由活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。由于外界氣溫下降汽缸內(nèi)由活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。由于外界氣溫下降, ,活塞向左移動(dòng)了一段距離活塞向左移動(dòng)了一段距離, ,如圖所示。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)恒定如圖所示。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)恒定, ,活活塞與汽缸無(wú)摩擦且不漏氣塞與汽缸無(wú)摩擦且不漏氣, ,則在氣溫下降過(guò)程中則在氣溫下降過(guò)程中, ,封閉在活塞內(nèi)封閉在活塞內(nèi)的氣體的氣體( () )A.A.壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大B.B.向外放熱向外放熱C.C.對(duì)外做功對(duì)外做功D.D.內(nèi)能不變內(nèi)能不變【精講精析【精

35、講精析】選選B B。外界大氣壓強(qiáng)恒定，氣體壓強(qiáng)不變，。外界大氣壓強(qiáng)恒定，氣體壓強(qiáng)不變，A A錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；活塞向左移動(dòng)，外界對(duì)氣體做功，活塞向左移動(dòng)，外界對(duì)氣體做功，C C錯(cuò)誤；汽缸透熱性能良好，錯(cuò)誤；汽缸透熱性能良好，外界氣溫下降，則氣體向外放熱，外界氣溫下降，則氣體向外放熱，B B正確；理想氣體的內(nèi)能只正確；理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度降低，內(nèi)能減少，與溫度有關(guān)，溫度降低，內(nèi)能減少，D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。2.(20132.(2013重慶高考重慶高考) )某未密閉房間內(nèi)的空氣溫度與室外的相同某未密閉房間內(nèi)的空氣溫度與室外的相同, ,現(xiàn)對(duì)該室內(nèi)空氣緩慢加熱現(xiàn)對(duì)該室內(nèi)空氣緩慢加熱, ,當(dāng)室內(nèi)空氣溫

36、度高于室外空氣溫度當(dāng)室內(nèi)空氣溫度高于室外空氣溫度時(shí)時(shí)( () )A.A.室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)比室外的小室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)比室外的小B.B.室內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能比室外的大室內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能比室外的大C.C.室內(nèi)空氣的密度比室外的大室內(nèi)空氣的密度比室外的大D.D.室內(nèi)空氣對(duì)室外空氣做了負(fù)功室內(nèi)空氣對(duì)室外空氣做了負(fù)功【精講精析【精講精析】選選B B。房間未密閉。房間未密閉, ,氣體做等壓變化氣體做等壓變化,A,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;溫度溫度升高升高, ,室內(nèi)空氣分子平均動(dòng)能增大室內(nèi)空氣分子平均動(dòng)能增大,B,B正確正確; ;根據(jù)蓋根據(jù)蓋呂薩克定律呂薩克定律 =c,=c,體積變大體積變大, ,室內(nèi)有一部分空氣膨脹

37、到房間外室內(nèi)有一部分空氣膨脹到房間外, ,室內(nèi)空氣的室內(nèi)空氣的密度比室外小密度比室外小, ,且室內(nèi)空氣對(duì)外做正功且室內(nèi)空氣對(duì)外做正功,C,C、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。VT【自我小測(cè)【自我小測(cè)】小試身手固本強(qiáng)基小試身手固本強(qiáng)基1.(20141.(2014廣州模擬廣州模擬) )一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A A變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)B,B,氣體的壓強(qiáng)隨熱力學(xué)溫度變化如圖所示氣體的壓強(qiáng)隨熱力學(xué)溫度變化如圖所示, ,則此過(guò)程則此過(guò)程( () )A.A.氣體的密度減小氣體的密度減小B.B.外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功C.C.氣體從外界吸收了熱量氣體從外界吸收了熱量D.D.氣體分子的平均動(dòng)能增大氣體分子的平均動(dòng)能增大【解析【解析】選選B B。由。由p-Tp-T圖像圖像, ,氣體發(fā)生等溫過(guò)程氣體發(fā)生等溫過(guò)程, ,壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大, ,則體則體積減小積減小, ,氣體密度增大氣體密度增大, ,外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功,A,A錯(cuò)誤、錯(cuò)誤、B B正確。氣體正確。氣體溫度不變溫度不