《高考風(fēng)向標(biāo)》年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十三 第3講 熱力學(xué)定律 能量守恒課件

第3講熱力學(xué)定律能量守恒方式做功熱傳遞內(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)能減小物體吸收熱量，內(nèi)能增加物體放出熱量，內(nèi)能減小本質(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)移相互聯(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考點(diǎn)1熱力學(xué)第一定律1．改變物體內(nèi)能的兩種方式的比較概念溫度內(nèi)能(熱能)熱量功涵義物體分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，對(duì)個(gè)別分子來(lái)說(shuō)，溫度 沒有意義物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和勢(shì)能 的總和熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的改變量機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化 過(guò)程2.溫度、內(nèi)能、熱量、功的區(qū)別3.熱力學(xué)第一定律(1)內(nèi)容：物體內(nèi)能的增量ΔU等于外界對(duì)物體做的功W和物體吸收的熱量Q的總和．(2)表達(dá)式：.W＋Q＝ΔU(3)符號(hào)法則：＞＜吸放①功W0，外界對(duì)系統(tǒng)做功；W0，系統(tǒng)對(duì)外界做功；②熱量Q＞0，物體熱；Q＜0，物體熱；

③內(nèi)能ΔU＞0，內(nèi)能增加；ΔU＜0，內(nèi)能減少． 在應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)，應(yīng)特別分清W、Q的正負(fù)號(hào)，以便準(zhǔn)確地判斷ΔU的正、負(fù)． (4)容易出錯(cuò)的幾種特殊情況 ①若是絕熱過(guò)程，則Q＝0、W＝ΔU，即外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加；②若過(guò)程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加；

③若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q，外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量．D1．(單選)關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說(shuō)法中正確的是()A．熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多B．溫度高的物體其熱量必定多，內(nèi)能必定大C．在熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大，直到兩物體的內(nèi)能相等D．熱量是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度C

2．(單選)關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說(shuō)法中正確的是()A．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大B．物體對(duì)外做功，內(nèi)能一定減小C．物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變

D．物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變

3．(雙選)某體育館內(nèi)有一恒溫游泳池，水溫等于室溫，現(xiàn)有一個(gè)氣泡從水池底部緩緩上升，那么在上升過(guò)程中，泡內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A．分子間的平均距離減小B．分子平均動(dòng)能減小C．不斷吸熱D．壓強(qiáng)不斷減小CD

解析：氣泡處在恒溫的水池中，可認(rèn)為溫度不變，故平均動(dòng)能不變，選項(xiàng)B錯(cuò)；氣泡從水池底部緩緩上升過(guò)程中，其壓強(qiáng)在不斷減小，由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知，體積必在增大，對(duì)外做功，而溫度不變，對(duì)理想氣體而言，其內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律知，氣體必不斷從外部環(huán)境中吸熱，故選項(xiàng)A錯(cuò)，C、D正確．圖13－3－1A．氣體壓強(qiáng)減小，氣體對(duì)外界做功B．氣體壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體做功C．氣體體積減小，氣體內(nèi)能減小D．氣體體積增大，氣體內(nèi)能減小4．(單選)如圖13－3－1所示，用一根與絕熱活塞相連的細(xì)線將絕熱汽缸懸掛在某一高度靜止不動(dòng)，汽缸開口向上，缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，缸內(nèi)活塞可以無(wú)摩擦移動(dòng)且不漏氣，現(xiàn)將細(xì)線剪斷，讓汽缸自由下落，則下列說(shuō)法正確的是(

)

B考點(diǎn)2熱力學(xué)第二定律、能量守恒定律1．熱力學(xué)第二定律(1)兩種表述：解析：在沒有剪斷線前，汽缸內(nèi)密封氣體的壓強(qiáng)p＝p0－GS；剪斷線后，汽缸及活塞都做自由落體運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)完全失重，p′＝p0，即壓強(qiáng)增大，故A錯(cuò)．剪斷線后，由于氣體壓強(qiáng)增大到等于大氣壓，活塞相對(duì)汽缸向下運(yùn)動(dòng)動(dòng)，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，故B對(duì)．由熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能增大，故C、D錯(cuò)．

①按熱傳遞的方向性來(lái)表述：熱量不能地從低溫物體傳到高溫物體．自發(fā)不產(chǎn)生其他影響②按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性來(lái)表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而．

(2)熱力學(xué)第二定律的意義：揭示了有大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，是獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的一個(gè)重要自然規(guī)律． (3)熱力學(xué)第二定律的微觀解釋

①一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行．這是熱力學(xué)第二定律的微觀意義．

性增大的方向②從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律：一無(wú)序個(gè)孤立系系統(tǒng)總是是從熵小小的狀態(tài)態(tài)向熵大大的狀態(tài)態(tài)發(fā)展，，而熵值值較大代表著較為無(wú)無(wú)序，所以自自發(fā)的宏觀過(guò)過(guò)程總是向無(wú)無(wú)序度更大的的方向發(fā)展．2．能量守恒恒定律(1)內(nèi)容：：能量既不能能憑空產(chǎn)生，，也不能憑空空消失，它只只能從一種形式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為別的形形式，或者從從一個(gè)物體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到別的物物體．．這就是能的的轉(zhuǎn)化和在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移移的過(guò)程中其其總量守恒定律．保持不變(2)對(duì)能量量守恒定律的的理解：①某種形式的的能減少，一一定有其他形形式的能增加加，且減少第一類永動(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(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化的機(jī)器違背能量守恒，不可能實(shí)現(xiàn)不違背能量守恒，違背熱力學(xué)第二定律，不可能實(shí)現(xiàn)量與增加量相相等．②某個(gè)物體能能量的減少，，一定存在其其他物體能量量的增加，且減少量和增增加量一定相相等．③在利用能量量轉(zhuǎn)化與守恒恒定律解題時(shí)時(shí)，要注意先先搞清過(guò)程中有幾種形式式的能在轉(zhuǎn)化化或轉(zhuǎn)移，分分析初、末狀狀態(tài)確定ΔE增、ΔE減各為多少，再再由ΔE增＝ΔE減列式計(jì)算．3．兩類永動(dòng)動(dòng)機(jī)的比較5．(雙選)下列說(shuō)法中正正確的是()ACA．一切涉及熱熱現(xiàn)象的宏觀觀過(guò)程都具有有方向性B．一切不違背背能量守恒與與轉(zhuǎn)化定律的的物理過(guò)程都都是可以實(shí)現(xiàn)的C．由熱力學(xué)第第二定律可以以判斷物理過(guò)過(guò)程能否自發(fā)發(fā)進(jìn)行D.一切物理過(guò)程程都不可能自自發(fā)地進(jìn)行解析：由熱力學(xué)第二定律和能量守恒定律易判斷A、C是正確的．

6．(單選)關(guān)于對(duì)永動(dòng)機(jī)機(jī)的認(rèn)識(shí)，下下列說(shuō)法正確確的是()A．第一類永動(dòng)動(dòng)機(jī)和第二類類永動(dòng)機(jī)都違違背了能量守守恒定律，所以都不可能能制成CB．第一類永動(dòng)動(dòng)機(jī)違背了能能量守恒定律律，第二類永永動(dòng)機(jī)沒有違背能量守恒恒定律，因此此，隨著科學(xué)學(xué)技術(shù)的迅猛猛發(fā)展，第二二類永動(dòng)機(jī)是可以以制成的C．第一類永動(dòng)動(dòng)機(jī)違反了熱熱力學(xué)第一定定律，第二類類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第第二定律，這這兩類永動(dòng)機(jī)機(jī)都不可能制制成D．兩類永動(dòng)機(jī)機(jī)的實(shí)質(zhì)和工工作原理是相相同的，都是是人們的美好設(shè)想，是永永遠(yuǎn)不會(huì)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的解析：第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，不可能制成；第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，也不能制成．

7．(單選)如圖13－3－2所示，直立容容器內(nèi)部有被被隔板隔開的A、B兩部分氣體，，A的密度小，B的密度較大，，抽去隔板，，加熱氣體，使使兩部分氣體體均勻混合，，設(shè)在此過(guò)程程氣體吸熱Q，氣體內(nèi)能增量量為ΔU，則()圖13－3－2A．ΔU＝QB．ΔU<QC．ΔU>QD．無(wú)法比較解析：A、B氣體開始的合重心在中線線下，混合均勻后后在中線，所以系統(tǒng)統(tǒng)重力勢(shì)能增增大．由能量量守恒知：吸吸收熱量一部分增加氣氣體內(nèi)內(nèi)能，一部部分增增加重重力勢(shì)能．．故ΔU<Q.B熱點(diǎn)熱熱力力學(xué)定定律綜綜合問(wèn)問(wèn)題【例1】(雙選)(2009年全國(guó)國(guó)Ⅱ)如圖13－3－3，水平平放置置的密封汽汽缸內(nèi)內(nèi)的氣氣體被被一豎豎直隔隔板分分隔為為左右右兩部部分，，隔板板可在在汽缸內(nèi)內(nèi)無(wú)摩擦擦滑動(dòng)動(dòng)，右右側(cè)氣氣體內(nèi)內(nèi)有一一電熱熱絲．．汽缸缸壁和和隔板板均絕熱．．初始始時(shí)隔隔板靜靜止，，左右右兩邊邊氣體體溫度度相等等．現(xiàn)現(xiàn)給電電熱絲絲提供一一微弱弱電流流，通通電一一段時(shí)時(shí)間后后切斷斷電源源．當(dāng)當(dāng)缸內(nèi)內(nèi)氣體體再次次達(dá)到平平衡時(shí)時(shí)，與與初始始狀態(tài)態(tài)相比比()圖13－3－3A．右邊邊氣體體溫度度升高高，左左邊氣氣體溫溫度不不變B．左右右兩邊邊氣體體溫度度都升升高C．左邊邊氣體體壓強(qiáng)強(qiáng)增大大D．右邊邊氣體體內(nèi)能能的增增加量量等于于電熱熱絲放放出的的熱量量答案：：BC解析：：當(dāng)電熱熱絲通通電后后，右右邊的的氣體體溫度度升高高，氣氣體膨膨脹，，將隔板板向左左推，，對(duì)左左邊的的氣體體做功功，根根據(jù)熱熱力學(xué)學(xué)第一一定律律，內(nèi)內(nèi)能增加加，氣氣體的的溫度度升高高，再再根據(jù)據(jù)氣體體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)定律律，左左邊的的氣體體壓強(qiáng)增增大．．A錯(cuò)，B、C正確．．右邊邊氣體體內(nèi)能能的增增加值值為電電熱絲絲發(fā)出的的熱量量減去去對(duì)左左邊的的氣體體所做做的功功，D錯(cuò)．故故選BC.B．布朗朗運(yùn)動(dòng)動(dòng)就是是液體體分子子的運(yùn)運(yùn)動(dòng)CC．一定定質(zhì)量量的理理想氣氣體從從外界界吸收收熱量量，其其內(nèi)能能可能能不變變D．熱量量不可可能從從低溫溫物體體傳遞遞給高高溫物物體1．(單選)(2011年深圳圳一模模)下列敘敘述中中，正正確的的是()A．物體溫溫度越越高，，每個(gè)個(gè)分子子的動(dòng)動(dòng)能也也越大大解析析：：溫度度是是大大量量分分子子平平均均動(dòng)動(dòng)能能的的標(biāo)標(biāo)志志，，對(duì)對(duì)一一個(gè)個(gè)分分子子沒沒有有意義義；；布布朗朗運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)是是液液體體分分子子無(wú)無(wú)規(guī)規(guī)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的間間接接反反映映；；熱熱量量不不能能從從低溫溫物物體體傳傳遞遞給給高高溫溫物物體體，，而而不不引引發(fā)發(fā)其其他他變變化化．．說(shuō)法法中中正正確確的的是是()CDA．只要知知道氣體體的摩爾爾體積和和阿伏伽伽德羅常常數(shù)，就就可以算算出氣體分分子的質(zhì)質(zhì)量B．第二類類永動(dòng)機(jī)機(jī)不可能能制成是是因?yàn)樗`反了了能量守守恒定律律C．一定質(zhì)質(zhì)量的理理想氣體體，保持持氣體的的壓強(qiáng)不不變，溫溫度越高高，體積越大大D．液體的的表面張張力是由由于液體體分子間間的相互互作用引引起的2．(雙選)(2011年湛江調(diào)調(diào)研)關(guān)于熱現(xiàn)現(xiàn)象和熱熱學(xué)規(guī)律律，下列列易錯(cuò)點(diǎn)：：熱力學(xué)學(xué)定律【例1】(單選)將一裝有有壓縮空空氣的金金屬瓶的的瓶塞突突然打開開，使壓縮空空氣迅速速跑出，，當(dāng)瓶?jī)?nèi)內(nèi)氣體壓壓強(qiáng)降至至等于大大氣壓p0時(shí)，立即蓋緊緊瓶塞，，過(guò)一段段時(shí)間后后，瓶?jī)?nèi)內(nèi)壓強(qiáng)將將(設(shè)瓶外環(huán)環(huán)境溫度度不變)()BA．仍為p0B．大于p0C．小于p0D．無(wú)法確確定錯(cuò)解分析析：由于是在在內(nèi)外氣氣壓相等等的情況況下塞上上瓶塞的的，所以過(guò)一一段時(shí)間間后，內(nèi)內(nèi)外壓強(qiáng)強(qiáng)應(yīng)該仍仍然相等等，所以以答案應(yīng)應(yīng)該選A.上述解解答中中沒有有從熱熱力學(xué)學(xué)規(guī)律律出發(fā)發(fā)，不不能把把生活活語(yǔ)言言，如如”突然”，””空氣氣迅速速跑出””等詞詞語(yǔ)，，”翻翻譯””成””物理理語(yǔ)言言”．上述表表達(dá)的的物理理語(yǔ)言言可表表述為為：壓壓縮氣氣體對(duì)對(duì)外做做功，，與外外界來(lái)來(lái)不及進(jìn)進(jìn)行熱熱交換換，即即所謂謂的絕絕熱過(guò)過(guò)程．．另外外就是是”過(guò)一段段時(shí)間”，，這是是一個(gè)個(gè)可能能有熱熱交換換的過(guò)過(guò)程，，因?yàn)闉槠孔幼邮墙鸾饘俚牡模鸾饘僖话愣际鞘菬岬牧紝?dǎo)導(dǎo)體．上述述錯(cuò)誤正是因?yàn)闉闆]有分析析這兩個(gè)熱熱力學(xué)過(guò)程所致致.正確解析：拔開瓶塞，瓶?jī)?nèi)內(nèi)空氣急速膨脹跑出來(lái)，這這是一個(gè)近似的絕熱熱膨脹過(guò)程，氣體對(duì)對(duì)外做功．根根據(jù)熱力學(xué)第第一定律，氣體的內(nèi)能一一定減少，即即溫度迅速降降低．由于是是在室溫下拔拔開瓶塞的，所以瓶?jī)?nèi)氣體的溫溫度一定低于于室溫．當(dāng)瓶瓶?jī)?nèi)外氣體壓強(qiáng)相等后，塞上瓶塞，立刻又出出現(xiàn)了一個(gè)新的的熱力學(xué)過(guò)程，由于瓶?jī)?nèi)氣溫低于室溫溫，必將有熱量從外界傳傳向瓶?jī)?nèi)空氣氣，使瓶?jī)?nèi)空氣的溫度度升高，瓶?jī)?nèi)內(nèi)空氣的壓強(qiáng)也就隨著溫度度的升高而增增大．所以，正確答答案應(yīng)為B.解此類題時(shí)要