高中物理氣體三大定律、能量守恒

1、一對一個性化輔導教案物理總復習：固體、液體和氣體【知識網(wǎng)絡】單晶體固詼晶體2多晶體口枠晶悴的刪結構固體和液郎<k晶體隧體的徴觀結構液體液體的表面張力(液晶氣體氣體的實驗訓跛意耳宦律艇定律蓋呂薩克定律L理想氣體、理想氣體的狀態(tài)方程【考點梳理】考點一、氣體分子動理論要點詮釋：1、氣體分子運動的特點： 氣體分子間距大，一般不小于10r0，因此氣體分子間相互作用的引力和斥力都很小，以致可以忽略(忽略掉分子間作用力的氣體稱為理想氣體)。 氣體分子間碰撞頻繁，每個分子與其他的分子的碰撞多達65億次/秒之多，所以每個氣體分子的速度大小和方向是瞬息萬變的，因此討論氣體分子的速度是沒有實際意義的，物理中常

2、用平均速率來描述氣體分子熱運動的劇烈程度。注意：溫度相同的不同物質分子平均動能相同，如H2和O2,但是它們的平均速率不相同。 氣體分子的速率分布呈“中間多，兩頭少”分布規(guī)律。 氣體分子向各個方向運動的機會均等。 溫度升高，氣體分子的平均動能增加，隨著溫度的增大，分子速率隨隨時間分布的峰值向分子速度增大的方向移動，因此T小于T2。2、氣體壓強的微觀解釋：氣體的壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。氣體分子的平均動能越大，分子越密，對單位面積器壁產(chǎn)生的壓力就越大，氣體的壓強就越大?？键c三、理想氣體實驗定律對于一定質量的氣體，如果溫度、

3、體積、壓強這三個量都不變，就說氣體處于一定的狀態(tài)。一定質量的氣體，p與T、v有關，三個參量中不可能只有一個參量發(fā)生變化，至少有兩個或三個同時變化。1、玻意耳定律要點詮釋：(1) 、內容：一定質量的理想氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強跟體積成反比。(2) 、公式：pV=pV=恒量1122、圖像：等溫線(p-V圖，p-V1圖如圖)說明：p-V圖為雙曲線，同一氣體的兩條等溫線比較，雙曲線頂點離坐標原點遠的溫度高,即T>T。p-丄圖線為過原點的直線，同一氣體的兩條等溫線比較，斜率(tana二pV、大的溫12V度咼，T>T。12(4)、微觀解釋： 一定質量的氣體，溫度保持不變，從微觀上看表

4、示氣體分子的總數(shù)和分子的平均動能保持不變，因此氣體壓強只跟單位體積的分子數(shù)有關。 氣體發(fā)生等溫變化時，體積增大到原來體積的幾倍，單位體積內的分子數(shù)就減少到原來的幾分之一，壓強就會減少到原來的幾分之一；反之，體積減小到原來體積的幾分之一，單位體積內的分子數(shù)就增大到原來的幾倍，壓強就會增大到原來的幾倍。所以對于一定質量的氣體，溫度不變時，壓強和體積成反比。2、查理定律(1) 、內容：a.一定質量的理想氣體，在體積不變的情況下，溫度每升高(降低)1°C,增加(或減少)的壓強等于它在o°c時壓強的丄。273b.一定質量的理想氣體，在體積不變的情況下，它的壓強跟熱力學溫度成正比。(2

5、) 、公式：p=厶TT12(3) 、圖像：等容線說明：p-1圖線為過-273C的直線，與縱軸交點是0C時氣體的壓強，同一氣體的兩條等容線比較，V>V。12p-T圖線為過原點的直線，同一氣體的兩條等容線比較，斜率(tana=p、大的體積小，即V>V。12(4) 、微觀解釋： 一定質量的氣體，體積保持不變時，從微觀上表示單位體積內的分子數(shù)保持不變，因此氣體的壓強只跟氣體分子的平均動能有關。 氣體發(fā)生等容變化時，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，氣體的壓強會增大；反之，溫度降低氣體分子的平均動能減小，氣體壓強減小。3、蓋呂薩克定律(1)、內容：a.一定質量的理想氣體，在壓強不變的情況下，

6、溫度每升高(降低)1°C,增加(或減少)的體積等于它在o°c時體積的丄。273b.一定質量的理想氣體，在壓強不變的情況下，它的體積跟熱力學溫度成正比。(2)、公式:12(3) 、圖像：等壓線說明：V-1圖線為過-273C的直線，與縱軸交點為0C時氣體的體積，同一氣體的兩條等壓線比較，p>p。12V-T圖線為過原點的直線，同一氣體的兩條等壓線比較，斜率大(tana=V)的壓強小，即匕>p2。(4) 、微觀解釋： 一定質量的氣體，壓強保持不變時，從微觀上看是由于單位體積內分子數(shù)的變化引起的壓強變化與由分子的平均動能變化引起的壓強變化相抵消。 氣體發(fā)生等壓變化時，氣體

7、體積增大，單位體積內的分子數(shù)減少，會使氣體壓強減小，氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，從而使氣體壓強增大來抵消由氣體體積增大而造成的氣體壓強的減小。相反，氣體體積減小，單位體積分子數(shù)增多，會使氣體壓強增大，只有氣體的溫度降低，氣體分子的平均動能減小，才能使氣體的壓強減小來抵消由氣體體積減小而造成的氣體壓強的增大?？键c四、理想氣體狀態(tài)方程(1) 一定質量的理想氣體，p、T、V三者之間的關系是：巴=C,C是一個定值。T(2) 氣體實驗定律可看成理想氣體狀態(tài)方程的特例。當m不變，T二T時，pV二pV玻意耳定律121122當m不變，V=V時，耳=厶查理定律12TT12當m不變，p=p時，蓋呂薩克定

8、律12tT12【典型例題】類型一、氣體分子運動的特點例1(多選)、關于氣體分子的運動情況，下列說法中正確的是()A. 某一時刻具有任一速率的分子數(shù)目是相等的B. 某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C. 某一時刻向任意一個方向運動的分子數(shù)目相等D. 某一溫度下，大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化【答案】BC【解析】在運用統(tǒng)計規(guī)律時，不要把大量分子的統(tǒng)計規(guī)律用在個別分子的運動上，也不能因為少量的差異去要求整體上、規(guī)律上的嚴密性。大量氣體分子的熱運動中，分子速率呈“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布，具有某一速率的分子數(shù)目并不是相等的，故A選項錯誤；由于分子之間頻繁的碰撞，分子隨時都會改變自己的運動

9、情況，因此在某一時刻，一個分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B選項是正確的；雖然每個分子的速度瞬息萬變，但是大量分子的整體存在著統(tǒng)計規(guī)律，由于分子數(shù)目巨大，某一時刻向任意一個方向運動的分子數(shù)目只有很小的差別，可以認為是相等的，故選項C正確。某一溫度下，每個分子的速度仍然是隨時可以變化的，只是分子運動的平均速率相同，故D選項錯誤?！究偨Y升華】氣體分子運動的規(guī)律應從兩個方面去理解：一是個別分子運動的偶然性，另一個是大量分子所具有的統(tǒng)計規(guī)律?！咀兪健?859年麥克斯韋從理論上推導出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律。若以橫坐標v表示分子速率，縱坐標f（v）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)

10、占總分子數(shù)的百分比。下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是（）【答案】D【解析】各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比不能為負值，A、B錯；氣體分子速率的分布規(guī)律呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的趨勢，速率為0的分子幾乎不存在，故C錯、D對。類型二、氣體壓強的微觀解釋例2、一定質量的氣體，下列敘述中正確的是（）A. 如果體積減小，氣體分子在單位時間內對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大B. 如果壓強增大，氣體分子在單位時間內對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大C. 如果溫度升高，氣體分子在單位時間內對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大D. 如果分子密度增大，氣體分子在單位時間內對單位面積器壁的碰撞次

11、數(shù)一定增大【答案】B【解析】氣體分子在單位時間內對單位面積器壁的碰撞次數(shù)，是由單位體積內的分子數(shù)和分子的平均速率共同決定的。選項A和D都是單位體積內的分子數(shù)增大，但分子的平均速率如何卻不知道,選項C由溫度升高可知分子的平均速率增大，但單位體積內的分子數(shù)如何變化未知，所以選項A、C、D都不能選。氣體分子在單位時間內對單位面積器壁的碰撞次數(shù)正是氣體壓強的微觀表現(xiàn)，所以選項B是正確的?！咀兪健繉σ欢ㄙ|量的理想氣體，下列論述中正確的是（）A. 當分子熱運動變得劇烈時，壓強必變大B. 當分子熱運動變得劇烈時，壓強可以不變C. 當分子間的平均距離變大時，壓強必變大D. 當分子間的平均距離變大時，壓強必變小

12、【答案】B【解析】一定質量理想氣體的壓強由溫度和分子密度共同決定的，也可以說是由分子熱運動的劇烈程度和分子間的平均距離共同決定。在這兩個影響氣體壓強的因素中，僅告知其中某一個因素的變化情況，而另一個因素的變化情況不知道，就不能確定氣體壓強的變化情況。選項AB中，“分子熱運動變得劇烈”說明溫度升高，但不知體積變化情況，所以壓強變化情況不明,所以A錯，B對；選項CD中，“分子間的平均距離變大”說明體積變大，但溫度的變化情況未知，故不能確定壓強的變化情況，所以CD均不對。類型三、氣體實驗定律的微觀解釋例3、一定質量的理想氣體，在壓強不變的條件下，體積增大，貝9（）A. 氣體分子的平均動能增大B. 氣

13、體分子的平均動能減小C. 氣體分子的平均動能不變D. 條件不足，無法判定氣體分子平均動能的變化情況【答案】A【解析】利用氣體三定律中的蓋呂薩克定律。一定質量的理想氣體，在壓強不變時，由蓋呂薩克定律V=C可知，體積增大，溫度必升高，而溫度是分子平均動能的標志，所以氣體分子的平均動T能增大，故A選項正確.類型四、幾種常見情況的壓強計算例4、如圖所示，一個橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓板A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為0，圓板的質量為M。不計圓板與容器內壁之間的摩擦。若大氣壓強為p0，則被圓板封閉在容器中的氣體的壓強p等于（）A、P0+MgcosB/SB、P0/S

14、+C、P0+Mgcos2O/SD、P0+Mg/S答案】D【解析】以圓板為研究對象，如圖豎直方向平衡PAS,cosO=P0S+MgS'=S/cos3PAS'cos3/cos3=P0S+Mg.PA=P0+Mg/S故正確選項為Do【變式1】如圖所示，直玻璃管豎直靜止放置，開口向上，高為h的水銀柱把玻璃管下端的氣體封閉，外界大氣壓為P0,水銀密度為P，求被封閉氣體A的壓強。*【答案】PA=P0+h【解析】以水銀柱為研究對象，它受到豎直方向的三個力作用，如圖所示，依平衡條件,PAS=P0S+mg其中mg=pShg.PA=P0+pgh如果液柱為水銀，壓強單位為cmHg或mmHg，則上式可簡

15、化為PA=P0+h【變式2】如圖所示，圓柱形氣缸開口向上靜止在地面上，一質量為m的活塞將氣體封閉在氣缸內,已知活塞的橫截面積為S,外界的大氣壓為p0,求：被氣缸封閉氣體的壓強PA?！敬鸢浮縋A=P0+mgA0S類型五、氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程的應用例5、(2015重慶卷)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結.若剛吹出時肥皂泡內氣體溫度為T，壓強為P，肥皂泡凍結后泡內氣體溫度降為T.整個過程中泡內氣體視為理想氣112體，不計體積和質量變化，大氣壓強為P.求凍結后肥皂膜內外氣體的壓強差.0【答案】AP二旦P-PTioiPpT【解析】對氣泡分析，發(fā)生等容變化：匚二厶，可得：P二T

16、P，故內外氣體的壓強差為TT2Ti121TAP=PP=TPP。21T101【變式1】活塞式抽氣機的氣缸容積為V,用它給容積為2V的容器抽氣。抽氣機動作兩次，容器中剩余氣體的壓強是原來的()A. 1/4B.1/2C.4/9D.5/9【答案】C【解析】抽氣過程是等溫變化，因此本題可直接應用玻意耳定律，取容器中的氣體為研究對象，抽2氣一次后，氣體壓強降為p，p2V=p(2V+V)則有p=p1113第二次抽氣后，氣體壓強降為p，再次應用玻意耳定律p2V二p(2V+V)212貝V有p=(2)2p=-p。故選C。239如果抽氣n次后，剩余氣體的壓強為：p=(2)np。n3【變式2】(2015海南卷)如圖，

17、一底面積為S、內壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內有兩個質量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時體積均為V。已知容器內氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g,外界大氣壓強為P?，F(xiàn)假設活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸。求活塞A移動O的距離?！敬鸢浮緼h二:PoS+3mg-2V(PS+mg)SS0【解析】A與B之間、B與容器底面之間的氣體壓強分別為P、P，在漏氣前，對A分析有12P廣P0+等'對B有叮P+罟B最終與容器底面接觸后，AB間的壓強為P，氣體體積為V'則有p二po+mg因為溫度失重不變，對

18、于混合氣體有（P+P）2V=PV'122V漏氣前A距離底面的高度為h二SV'漏氣后A距離底面的高度為h'二一S聯(lián)立可得Ah二2PS+3mg2V(pS+mg)S_S0例6（多選）、如圖所示，a、b、c表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的三個狀態(tài)，圖中ac線平行于橫坐標軸，bc線垂直于橫坐標軸，ab線的延長線通過原點0。以下說法中正確的是（）A. 由狀態(tài)a到b是等溫變化，氣體內能不變B. 由狀態(tài)b到c是等容變化，氣體內能不變C. 由狀態(tài)c到a是等壓變化，氣體內能增加D. 由狀態(tài)c到a是等壓變化，氣體內能減小【答案】AC【解析】由圖像知斜率k=pV,由狀態(tài)a到b是等溫變化，

19、氣體內能不變，A對。由狀態(tài)b到c是等容變化，-=C，壓強減小，溫度降低，內能減少，B錯。由狀態(tài)c到a是等壓變化，V=C，體TT積變大，溫度升高，氣體內能增加，D錯C對?！眷柟叹毩暋恳?、選擇題1 （多選）、（2014新課標I卷）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、be、ca回到原狀態(tài).其PT圖像如圖所示.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丨“/D. a、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小.E. b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同2 （多選）

20、、（2014全國卷）對于一定量的稀薄氣體，下列說法正確的是（）A. 壓強變大時，分子熱運動必然變得劇烈B. 保持壓強不變時，分子熱運動可能變得劇烈C. 壓強變大時，分子間的平均距離必然變小D. 壓強變小時，分子間的平均距離可能變小3 （多選）、（2014山東卷）如圖所示，內壁光滑、導熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質量的理想氣體.當環(huán)境溫度升高時，缸內氣體（）（雙選，填正確答案標號）A. 內能增加B. 對外做功C. 壓強增大D. 分子間的引力和斥力都增大4、物體由大量分子組成，下列說法正確的是（）5、A. 分子熱運動越劇烈，物體內每個分子的動能越大B. 分子間引力總是隨著分子間距離減小而減小C.

21、 物體的內能跟物體的溫度和體積有關D. 只有外界對物體做功才能增加物體的內能如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b,在此過程中，其壓強（A. 逐漸增大B.逐漸減小如圖，玻璃管內封閉了一段氣體，氣柱長度為l，管內外水銀面高度差為h，若溫度保持不變,把玻璃管稍向上提起一段距離，則（）6、A.h,l均變大B.h,l均變小C.h變大l變小D.h變小l變大7、如圖所示，一定質量的理想氣體密封在絕熱（即與外界不發(fā)生熱交換）容器中，容器內裝有可以活動的絕熱活塞。今對活塞施以一豎直向下的壓力F,使活塞緩慢向下移動一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體（）A. 溫度升

22、高，壓強增大，內能減少B.溫度降低，壓強增大，內能減少C.溫度升高，壓強增大，內能增加D.溫度降低，壓強減小，內能增加計算題1、一太陽能空氣集熱器，底面及側面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0,開始時內部封閉氣體的壓強為p0。經(jīng)過太陽暴曬，氣體溫度由T0=300K升至T=350K。出傀口進氣口C.始終不變D.先增大后減?。?）求此時氣體的壓強。（2）保持T1=350K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變回到p0。求集熱器內剩余氣體的質量與原來總質量的比值。判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因。2、如圖，絕熱氣缸A與導熱氣缸B均固定于地面，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩氣

23、缸均無摩擦。兩氣缸內裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時體積均為V、溫度均為T。緩慢加熱A中00氣體，停止加熱達到穩(wěn)定后，A中氣體壓強為原來的1.2倍。設環(huán)境溫度始終保持不變，求氣缸A中氣體的體積V和溫度T。AA1、【答案】ADE【解析】本題考查了氣體性質.因為巴=C，從圖中可以看出，ab過程P不變，則體積VTT不變，因此ab過程外力做功W=0,氣體溫度升高，則AU>0，根據(jù)熱力學第一定律U=Q+W可知Q>0,即氣體吸收熱量,A正確;bc過程氣體溫度不變,AU=0，但氣體壓強減小，由牛=C知V增大，氣體對外做功，WvO,由AU=Q+W可知Q>0，即氣體吸收熱量，B錯誤；ca過程

24、氣體壓強不變，溫度降低，則AU<0,由學=C知V減小，外界對氣做功，W>0，由AU=W+Q可知W<Q,C錯誤；狀態(tài)a溫度最低，而溫度是分子平均動能的標志，D正確；bc過程體積增大了，容器內分子數(shù)密度減小，溫度不變，分子平均速率不變，因此容器壁單位面積單位時間受到分子撞擊的次數(shù)減少了，E正確.2、【答案】BD【解析】本題考查氣體性質.壓強變大，溫度不一定升高，分子熱運動不一定變得劇烈，A錯誤；壓強不變，溫度也有可能升高，分子熱運動可能變得劇烈，B正確；壓強變大，體積不一定減小，分子間的距離不一定變小，C錯誤；壓強變小，體積可能減小，分子間的距離可能變小，D正確.3、【答案】AB

25、【解析】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，缸內氣體壓強不變，溫度升高，體積增大，對外做功.理想氣體不計分子間的作用力，溫度升高，內能增加.選項A、B正確.4、C解析：分子熱運動符合統(tǒng)計規(guī)律“中間多、兩頭少”分子熱運動越劇烈，物體內個別分子的動能可能更小，故A錯；當r>r0時，引力隨著分子間距離減小而增大，當rvrO時，引力隨著分子間距離減小而減小，B錯；做功和熱傳遞都可以改變物體的內能，D錯；根據(jù)內能的定義可知C正確。正確答案C。5、A解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程匹=C，體積減小，溫度增大，壓強必然增大。T6、D解析：等溫變化，根據(jù)V=C,l變大，p變小，根據(jù)p二p0-pgh,h變大，選D。7、C解析

26、：外力F做正功，W>0；絕熱，Q=0；由熱力學第一定律U二Q+W>0,內能增加，溫PV度升高；另外，由=C，可以判斷出壓強增大。T三、計算題2、(1)p=-p(2)6吸熱。原因見解析。1607解析：T二T，解得：P1=7po01根據(jù)牛=詈R，溫度不變體積不變'摩爾數(shù)減小了摩爾質量不變，R是常數(shù)'只是氣體壓強變了，故二p=-。mp701根據(jù)W+Q=AU,T不變，所以U=0。因為體積膨脹，則W為負，所以Q為正，吸熱。7T二1.4TA03、V=VA60解析：設初態(tài)壓強為p，膨脹后A，B壓強相等p=1.2p0B0先分析B中氣體，B是導熱氣缸，環(huán)境溫度始終保持不變，B中氣體始

27、末狀態(tài)溫度相等，是等溫變化，末態(tài)：壓強1.2p體積2V-V00A體積V0初態(tài)：壓強p0根據(jù)玻意耳定律pV二1.2p(2V-V)0000A=7V6對A部分氣體，壓強、代入數(shù)據(jù)解得VA0體積、溫度都變，應用理想氣體狀態(tài)方程pV1.2pV-0二T二1.4TA0物理總復習：熱力學定律及能量守恒考點一、改變內能的兩種方式1、Q2、熱傳遞 條件：存在溫度差，最終結果是使兩物體溫度一樣。 方式：熱傳導、熱對流、熱輻射。 規(guī)律：熱量從高溫物體傳向低溫物體。 和內能變化的關系：系統(tǒng)在單純的傳熱過程中，內能的增量AU等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量即AU二Q。做功做功改變物體內能的過程是將其他形式的能（如機械能）與內能相

28、互轉化的過程，做功使物體內能發(fā)生變化時，內能改變了多少用做功的數(shù)值來度量。要點詮釋：（1）要使物體改變同樣的內能，通過做功或者熱傳遞都可以實現(xiàn)，若不知道過程，我們無法分辨出是做功還是熱傳遞實現(xiàn)的這種改變。（2）做功是宏觀的機械運動向物體的微觀分子熱運動的轉化。熱傳遞則是通過分子之間的相互作用，使不同物體間分子熱運動變化，是內能的轉移。前者能的性質發(fā)生了變化，后者能的性質不變。（3）物體的內能增加與否，不能單純地只看做功或熱傳遞，兩個過程需要全面考慮?？键c二、熱力學第一定律1、內容物體內能的增量AU等于外界對物體做的功W和物體吸收的熱量Q的總和。2、公式W+Q二AU要點詮釋：(1)在應用熱力學第

29、一定律時，應特別分清W、Q的正負號，以便準確地判斷AU的正、負。熱力學第一定律的符號法則： 功W>0,表示外界對系統(tǒng)做功；WVO,表示系統(tǒng)對外界做功。 熱量Q>0,表示物體吸熱；QVO,表示物體放熱。 內能AU>0,表示內能增加；AUV0,表示內能減少。(2)容易出錯的幾種特殊情況 若是絕熱過程，則Q=0、W=AU，即外界對物體做的功等于物體內能的增加； 若過程中不做功，即W=0,則Q=AU，物體吸收的熱量等于物體內能的增加； 若過程的始末狀態(tài)物體的內能不變，即AU=0,則W+Q=0或W=-Q，外界對物體做的功等于物體放出的熱量?？键c三、熱力學第二定律1、兩種表述(1) 按熱

30、傳遞的方向性來表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。(2) 按機械能與內能轉化過程的方向性來表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。這里所說“自發(fā)地”是指沒有任何外界的影響或幫助，電冰箱工作時能將冰箱內(溫度較低)的熱量，傳給外界空氣(溫度較高)，是因為電冰箱消耗了電能，對制冷系統(tǒng)做了功。上述兩種表述是等價的，即一個說法是正確的，另一個說法也必然是正確的；如果一個說法是錯誤的，另一個說法必然也是不成立的。4、兩類永動機的比較第一類永動機第二類永動機不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機器從單一熱源吸熱，全部用來對外做功而不引起其他變化的機器違背能量守恒，不可能實

31、現(xiàn)不違背能量守恒，但違背熱力學第二定律，不可能實現(xiàn)考點四、能量守恒定律1、能量守恒定律(1) 能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量不變，這就是能的轉化和守恒定律。(2) 能量的轉化和守恒定律是自然界最普遍的規(guī)律。(3) 永動機是永遠造不出來的?！镜湫屠}】類型一、熱力學第一定律例1、(2015重慶)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內的氣壓高于清晨時的，且車胎體積增大.若這段時間胎內氣體質量不變且可視為理想氣體，那么A. 外界對胎內氣體做功，氣體內能減小B.外界對胎內氣體做功，氣體內能增大C.胎內氣體對外界做功，內能減

32、小D.胎內氣體對外界做功，內能增大【答案】D【解析】對車胎內的理想氣體分析知，體積增大為氣體為外做功，內能只有動能，而動能的標志為溫度，故中午溫度升高，內能增大，故選D?！咀兪?】（多選）ioo°c的水完全變成100°C的水蒸氣，則（）A. 水分子的內能增加B. 水的內能增加C. 水所增加的內能小于所吸收的熱量D. 水所增加的內能等于所吸收的熱量【答案】BC【解析】由于溫度不變，水分子的內能不變。體積膨脹，水分子的勢能變大，水的內能增加。體積膨脹時要克服外界大氣壓力做功，由熱力學第一定律可知，水所增加的內能要小于吸收的熱量?！咀兪?】（多選）（2014山東卷）如圖所示，內壁

33、光滑、導熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質量的理想氣體.當環(huán)境溫度升高時，缸內氣體（）nnA. 內能增加B. 對外做功C. 壓強增大D. 分子間的引力和斥力都增大【答案】AB【解析】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，缸內氣體壓強不變，溫度升高，體積增大，對外做功理想氣體不計分子間的作用力，溫度升高，內能增加.選項A、B正確.【變式3】如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進一只靈敏溫度計和一根氣針，另一端有個用卡子卡住的可移動膠塞。用打氣筒慢慢向筒內打氣，使容器內的壓強增加到一定程度，這時讀出溫度計示數(shù)。打開卡子，膠塞沖出容器后A.溫度計示數(shù)變大，實驗表明氣體對外界做功，內能減少A.arB. 溫度計示數(shù)變大，實

34、驗表明外界對氣體做功，內能增加c.溫度計示數(shù)變小，實驗表明氣體對外界做功，內能減少fa!D. 溫度計示數(shù)變小，實驗表明外界對氣體做功，內能增加'【答案】C【解析】打開卡子，氣體沖開膠塞時，氣體對膠塞做功，將內能轉化為膠塞的機械能；氣體對外做功，內能減小，氣體的溫度降低。類型二、熱力學第二定律例2、關于熱力學定律和分子動理論，下列說法正確的是（）A. 定量氣體吸收熱量，其內能一定增大B. 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體C. 若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大D. 若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大【思路點撥】重溫熱力學第一定律、第二定律，分子力與分子間距的函數(shù)圖象和分子勢

35、能與分子間距的函數(shù)圖象?！敬鸢浮緿【解析】由熱力學第一定律可知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內能，一定量的氣體吸收熱量如果氣體同時對外做功，且做功比吸熱多，則氣體的內能減少，A項錯誤；依據(jù)外界做功，可以使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，B項錯誤；若兩分子間的距離小于平衡時的距離，分子力是斥力，在增大的過程中分子力先做正功，分子勢能先減小，C項錯誤；若分子間的距離在減小，分子間的引力和斥力都在增大，只不過斥力增大的快些，D項正確?！究偨Y升華】關鍵是要準確理解熱力學第一定律、熱力學第二定律、分子力與分子間距的函數(shù)圖象和分子勢能與分子間距的函數(shù)圖象。（兩個定律、兩個圖像）【變式1】（多選）關于熱力學定

36、律，下列說法正確的是（填入正確選項前的字母）。A. 為了增加物體的內能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B. 對某物體做功，必定會使該物體的內能增加C. 可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣. 不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E. 功轉變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程【答案】ACE【解析】由熱力學第一定律W+Q=AU，知A正確，B錯誤；由熱力學第二定律知，C、D這些過程在借助于外界幫助的情況下是可以實現(xiàn)的，所以C正確、D錯誤；由自然界中一切與熱現(xiàn)象有關的過程都是不可逆的，所以E正確?！咀兪?】關于熱力學定律，下列說法正確的是（）A. 在一定條件下物體的溫度可以降到0KB. 物體從單一熱源吸收

37、的熱量可全部用于做功C. 吸收了熱量的物體，其內能一定增加D. 壓縮氣體總能使氣體的溫度升高【答案】B【解析】0K是絕對零度是不可能達到的。物體可以從單一熱源吸收的熱量全部用于做功但需借助外界的幫助。做功和熱傳遞都能改變內能，壓縮氣體但如果放出了熱量，內能不一定增加。故答案為B?！咀兪?】（多選）如圖為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內外的管道中不斷循環(huán)，在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外，下列說法正確的是（）A. 熱量可以自發(fā)地從冰箱內傳到冰箱外B. 電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能C. 電

38、冰箱的工作原理不違反熱力學第二定律D. 電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律【答案】BC【解析】根據(jù)熱力學第二定律，電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，是因為消耗了電能，也就是對外界產(chǎn)生了影響，它的工作原理不違背能量守恒定律，也就是熱力學第一定律,選項B、C正確?！眷柟叹毩暋?、選擇題1、下列說法正確的是（）A. 物體吸收熱量，其溫度一定升高B. 熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞C. 遵守熱力學第一定律的過程一定能實現(xiàn)D. 做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式2（多選）、圖為焦耳實驗裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動葉片攪拌容器:卄-一-一;-攪拌葉片I-重物水里的

39、水，引起水溫升高。關于這個實驗，下列說法正確的是（）A. 這個裝置可測定熱功當量B. 做功增加了水的熱量C. 做功增加了水的內能D. 功和熱量是完全等價的，無區(qū)別3、一定質量的空氣，從外界吸收了2000J的熱量，同時在2個大氣壓的恒定壓強下，體積由10L增大到14L,空氣的內能增加了（）A.880JB.1192JC.2000JD.2080J4、下列說法正確的是（）A. 機械能全部變成內能是不可能的B. 第二類永動機不可能制造成功的原因是因為能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失,只能從一個物體轉移到另一個物體，或從一種形式轉化成另一種形式。C. 根據(jù)熱力學第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫

40、物體D. 從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的5、如圖是密閉的氣缸，外力推動活塞P壓縮氣體，對缸內氣體做功800J，同時氣體向外界放熱200J,缸內氣體的（）A.溫度升高，內能增加600JB.溫度升高，內能減少200JC.溫度降低，內能增加600JD.溫度降低，內能減少200J6、一定質量的理想氣體，從某一狀態(tài)開始，經(jīng)過一系列變化后又回到開始的狀態(tài)，用W1表示外界對氣體做的功，W2表示氣體對外界做的功，Q1表示氣體吸收的熱量，Q2表示氣體放出的熱量，則在整個過程中一定有（）A.Q1Q2=W2W1BQ1=Q2C. W1=W2D.Q1>Q27、下列關于熱現(xiàn)象的說法，正確的是（）A. 外界對

41、物體做功，物體的內能一定增加B. 氣體的溫度升高，氣體的壓強一定增大C. 任何條件下，熱量都不會由低溫物體傳遞到高溫物體D. 任何熱機都不可能使燃料釋放的熱量完全轉化為機械能三、計算題（2015江西南昌一模）下列說法正確的是（）A. 液體中懸浮的顆粒越大，某時刻撞擊它的分子越多，布朗運動越不明顯B. “用油膜法估測分子的大小”的實驗中，油酸分子直徑等于滴在液面上的純油酸體積除以相應油酸膜的面積C. 溫度升高，每個分子的動能都增大，導致分子平均動能增大D. 冰箱內低溫食品的熱量能自發(fā)地傳到冰箱外高溫的空氣中E. 當人們感到干燥時，空氣的相對濕度一定較?。?）如圖所示，汽缸長為L=1m（汽缸的厚度

42、可忽略不計），固定在水平面上，汽缸中有橫截面積為S=100cm2的光滑活塞，活塞封閉了一定質量的理想氣體，當溫度為t=27°C,大氣壓強為p°=1x105Pa時，氣柱長度為L0=0.4m?，F(xiàn)緩慢拉動活塞，拉力最大值為F=500N，問： 如果溫度保持不變，能否將活塞從汽缸中拉出？ 保持拉力最大值不變，汽缸中氣體溫度至少為多少攝氏度時，才能將活塞從汽缸中拉出？一、選擇題1、D解析：由熱力學第一定律可知，做功與熱傳遞可以改變物體的內能，D正確；故物體吸收熱量時，其內能不一定增大，A錯；由熱力學第二定律可知，宏觀的熱現(xiàn)象有方向性，但若通過外界做功，熱量也可以從低溫物體傳到高溫物體，B、C錯2、AC解析：做功和傳遞熱量都可以使物體的內能發(fā)生改變，焦耳實驗中是通過做功來增加水的內能，所以選項C正確；就物體內能的改變來說，做功和熱傳遞是等效的，這是研究熱功當量的前