熱力學(xué)定律及能量守恒

1、熱力學(xué)定律及能量守恒考點(diǎn):1 做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式2 熱力學(xué)定律 能量守恒定律3 熱力學(xué)第二定律4 能源與環(huán)境 能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用要點(diǎn)分析：在選修3-3中只有考點(diǎn)2有二級(jí)要求，所以是學(xué)習(xí)重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)題目多以選擇題、填空題出現(xiàn)，或者簡(jiǎn)單計(jì)算題或論述題。典型例題:例1 下列哪個(gè)實(shí)例說(shuō)明做功改變了系統(tǒng)的內(nèi)能A.用熱水袋取暖 B.用雙手摩擦給手取暖C.把手放在火爐旁取暖 D.用嘴對(duì)手呵氣給手取暖解析：雙手摩擦做功，使手的內(nèi)能增加，感到暖和；A、C、D都是通過(guò)熱傳遞來(lái)改變系統(tǒng)的內(nèi)能。選項(xiàng)B正確。答案：B例2 下列關(guān)于熱量的說(shuō)法，正確的是 （ ）A.溫度高的物體含有的熱量多 B.內(nèi)能多的物體含

2、有的熱量多C.熱量、功和內(nèi)能的單位相同 D.熱量和功都是過(guò)程量，而內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量解析：熱量和功都是過(guò)程量，而內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量，所以不能說(shuō)溫度高的物體含有的熱量多，內(nèi)能多的物體含有的熱量多；熱量、功和內(nèi)能的單位相同都是焦耳。選C、D答案：C、D例3.一定量的氣體在某一過(guò)程中，外界對(duì)氣體做了8×104J的功，氣體的內(nèi)能減少了1.2×105J，則下列各式中正確的是 （ ）A.W=8×104J，U =1.2×105J ，Q=4×104J B.W=8×104J，U =1.2×105J ，Q=2×105J C.W=8

3、5;104J，U =1.2×105J ，Q=2×104J D.W=8×104J，U =1.2×105J ，Q=4×104J解析：本題主要考查熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用。因?yàn)橥饨鐚?duì)氣體做功，W取正值，即W=8×104J；內(nèi)能減少，U取負(fù)值，即U=1.2×105J；根據(jù)U=W+Q，可知Q=UW=1.2×1058×104=2×105J，即B選項(xiàng)正確。答案：B例4 一種冷暖兩用型空調(diào)，銘牌標(biāo)注：輸入功率1kW，制冷能力1.2×104kJ/h，制熱能力1.3×104kJ/h。這樣，該空調(diào)在制

4、熱時(shí)，每消耗1J電能，將放出3J多熱量。是指標(biāo)錯(cuò)誤還是能量不守恒？解析：都不是。空調(diào)制冷、制熱靠壓縮機(jī)做功，從室內(nèi)（室外）吸收熱量放到室外(室內(nèi))。在制熱時(shí)，放出的熱量等于消耗的電能與從室外吸收的熱量之和，完全可以大于電能消耗。這既不違背熱力學(xué)第一定律，也不違背熱力學(xué)第二定律。針對(duì)性訓(xùn)練一單項(xiàng)選擇題1下列說(shuō)法正確的是（）任何物體的內(nèi)能就是組成物體的所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能做功和熱傳遞在改變內(nèi)能的方式上是不同的滿足能量守恒定律的物理過(guò)程都能自發(fā)進(jìn)行2下列說(shuō)法中正確是 （ ）汽車(chē)跑得越快，組成汽車(chē)的分子的熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能就越大分子間雖然有

5、空隙，大量分子卻能聚在一起形成固體或液體，說(shuō)明分子之間存在著引力物體被舉得越高，組成物體的分子的分子勢(shì)能就越大溫度相同，質(zhì)量也相同的同種物質(zhì)的內(nèi)能一定相同3根據(jù)熱力學(xué)第一定律，下列說(shuō)法中正確的是 （ ）物體從外界吸熱后溫度一定升高物體溫度升高一定是由于從外界吸收了熱量只要外界對(duì)物體做了正功，物體的內(nèi)能就一定增加做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的4下列說(shuō)法中正確的是 ( ) 物體甲自發(fā)傳遞熱量給物體乙，說(shuō)明甲物體的內(nèi)能一定比乙物體的內(nèi)能大物體的溫度越高，其分子的平均動(dòng)能越大因?yàn)槟芰渴睾?，所以“能源危機(jī)”是不可能發(fā)生的物體內(nèi)能增加，一定是物體從外界吸收了熱量5如圖所示，某同學(xué)將空的薄金屬筒開(kāi)口向

6、下壓入水中。設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無(wú)泄漏，不計(jì)氣體分子間相互作用，則被淹沒(méi)的金屬筒在緩慢下降過(guò)程中，筒內(nèi)空氣體積減小。（）從外界吸熱內(nèi)能增大向外界放熱內(nèi)能減小二多項(xiàng)選擇題（本題共小題，每小題分，共分每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意全部選對(duì)的得分，選對(duì)但不全的得分，選錯(cuò)或不答的得分）6如圖為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(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)器中致冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)致冷劑液化，放出熱量到箱體外。下列說(shuō)法正確的是（）熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外電冰箱的致冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔?電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律

7、電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律7下列說(shuō)法正確的是 （）氣體的溫度升高時(shí)，并非所有分子的速率都增大 盛有氣體的容器作減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器中氣體的內(nèi)能隨之減小 理想氣體在等容變化過(guò)程中，氣體對(duì)外不做功，氣體的內(nèi)能不變 一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)等溫壓縮后， 其壓強(qiáng)一定增大8根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷，下列說(shuō)法正確的是（ ）A物體甲自發(fā)傳遞熱量給物體乙，說(shuō)明甲物體的內(nèi)能一定比乙物體的內(nèi)能大B內(nèi)能可以自發(fā)的轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，擴(kuò)散過(guò)程是可逆的C火力發(fā)電時(shí)，燃燒物質(zhì)的內(nèi)能不可以全部轉(zhuǎn)化為電能D因?yàn)槟芰渴睾?，所以“能源危機(jī)”是不可能發(fā)生的9熱現(xiàn)象過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散的現(xiàn)象所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中無(wú)法把流

8、散的能量重新收集、重新加以利用下列關(guān)于能量耗散的說(shuō)法中正確的是（ ）A能量耗散說(shuō)明能量不守恒B能量耗散不符合熱力學(xué)第二定律C能量耗散過(guò)程中能量仍守恒 D能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有的方向性10被活塞封閉在氣缸中的一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高，壓強(qiáng)保持不變，則：（ ）氣缸中每個(gè)氣體分子的速率都增大 氣缸中單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少氣缸中的氣體吸收的熱量等于氣體內(nèi)能的增加量氣缸中的氣體吸收的熱量大于氣體內(nèi)能的增加量三填空題、實(shí)驗(yàn)題（本題共小題，每題分，共分把答案填在題中的橫線上）1空氣壓縮機(jī)在一次壓縮中，活塞對(duì)空氣做了2×105J的功，同時(shí)空氣的內(nèi)能增加了1.5&#

9、215;105J。在這一過(guò)程中，空氣 熱（填“吸”、“放”等），熱量為 J。2能源利用的過(guò)程，實(shí)質(zhì)是 的過(guò)程。煤、石油、天然氣等燃料的 能，通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為 能；這種能可以直接供給生產(chǎn)、生活的需要，也可以通過(guò)內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)化為 能，還可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為 能，然后被利用。 3從10m高空由靜止開(kāi)始下落的水滴，在下落過(guò)程中，水滴重力勢(shì)能的42 %轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能使水的溫度升高，則水滴落下后溫度升高 。（已知水的比熱容c = 4.2×103 J/kg·，g=10m/s2）4把一根兩端開(kāi)口帶有活塞的直管的下端浸入水中，活塞開(kāi)始時(shí)剛好與水面平齊，現(xiàn)將活塞緩慢地提升到離水面H=15m高處，如圖7-13所示，求在這過(guò)程中外力做功為（已知活塞面積S=1.0dm2，大氣壓戶p0=1.0×105Pa，活塞的厚度和質(zhì)量不計(jì)，取g=10m/s2）5汽缸中氣體的壓強(qiáng)為4×105Pa，活塞的面積是40cm2，氣體做等壓膨脹，推動(dòng)活塞移動(dòng)了20cm，求：（