適用于新教材2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第十五章熱學(xué)第3講熱力學(xué)定律與能量守恒定律粵教版

第3講熱力學(xué)定律與能量守恒定律目標(biāo)要求1.理解熱力學(xué)第確定律，知道變更內(nèi)能的兩種方式，并能用熱力學(xué)第確定律解決相關(guān)問(wèn)題.2.理解熱力學(xué)其次定律，知道熱現(xiàn)象的方向性.3.知道第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)和其次類(lèi)永動(dòng)機(jī)不行能制成．考點(diǎn)一熱力學(xué)第確定律能量守恒定律1．變更物體內(nèi)能的兩種方式(1)________；(2)傳熱．2．熱力學(xué)第確定律(1)內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變更量等于外界向它傳遞的_____與外界對(duì)它所做的功的和．(2)表達(dá)式：ΔU＝________.(3)表達(dá)式中的正、負(fù)號(hào)法則：物理量＋－W________對(duì)______做功________對(duì)________做功Q物體________熱量物體________熱量ΔU內(nèi)能________內(nèi)能________3.能量守恒定律(1)內(nèi)容能量既不會(huì)憑空________，也不會(huì)憑空消逝，它只能從一種形式________為其他形式，或者從一個(gè)物體________到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量________________．(2)條件性能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，某一種形式的能是否守恒是有條件的．(例如：機(jī)械能守恒)(3)第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不行能制成的，它違反了____________________．1．做功和傳熱變更物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是相同的．()2．絕熱過(guò)程中，外界壓縮氣體做功20J，氣體的內(nèi)能確定削減20J．()3．物體吸取熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變．()1．熱力學(xué)第確定律的理解(1)內(nèi)能的變更常用熱力學(xué)第確定律進(jìn)行分析．(2)做功狀況看氣體的體積：體積增大，氣體對(duì)外做功，W為負(fù)；體積縮小，外界對(duì)氣體做功，W為正．(3)與外界絕熱，則不發(fā)生傳熱，此時(shí)Q＝0.(4)假如探討對(duì)象是志向氣體，因志向氣體忽視分子勢(shì)能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變更時(shí)，體現(xiàn)在分子動(dòng)能的變更上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變更．2．三種特別狀況(1)若過(guò)程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界(物體)對(duì)物體(外界)做的功等于物體內(nèi)能的增加(削減)；(2)若過(guò)程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸取(放出)的熱量等于物體內(nèi)能的增加(削減)；(3)若在過(guò)程的初、末狀態(tài)，物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q，外界(物體)對(duì)物體(外界)做的功等于物體放出(吸取)的熱量．例1確定質(zhì)量的志向氣體在某一過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功7.0×104J，氣體內(nèi)能削減1.3×105J，則此過(guò)程()A．氣體從外界吸取熱量2.0×105JB．氣體向外界放出熱量2.0×105JC．氣體從外界吸取熱量6.0×104JD．氣體向外界放出熱量6.0×104J聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2024·廣東江門(mén)市模擬)水槍是孩子們寵愛(ài)的玩具，常見(jiàn)的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意如圖．從儲(chǔ)水罐充氣口充入氣體，達(dá)到確定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口，扣動(dòng)扳機(jī)將閥門(mén)M打開(kāi)，水即從槍口噴出．若在水不斷噴出的過(guò)程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體的內(nèi)能_______(選填“變大”“變小”或“不變”)，要______(選填“對(duì)外放熱”或“從外吸熱”)．考點(diǎn)二熱力學(xué)其次定律1．熱力學(xué)其次定律的兩種表述(1)克勞修斯表述：熱量不能____________從低溫物體傳到高溫物體．(2)開(kāi)爾文表述：不行能從單一熱庫(kù)吸取熱量，使之完全變勝利，而不產(chǎn)生其他影響．或表述為“____________永動(dòng)機(jī)是不行能制成的”．2．熱力學(xué)其次定律的微觀意義一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的____________增大的方向進(jìn)行．3．其次類(lèi)永動(dòng)機(jī)不行能制成的緣由是違反了熱力學(xué)其次定律．1．可以從單一熱源吸取熱量，使之完全變勝利．()2．熱機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能可以全部變成機(jī)械能而不引起其他變更．()3．熱量不行能從低溫物體傳給高溫物體．()1．熱力學(xué)其次定律的含義(1)“自發(fā)地”指明白傳熱等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不須要借助外界供應(yīng)能量的幫助．(2)“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)四周環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響，如吸熱、放熱、做功等．在產(chǎn)生其他影響的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．2．熱力學(xué)其次定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)其次定律的每一種表述，都揭示了大量分子參加的宏觀過(guò)程的方向性，進(jìn)而使人們相識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性．(1)高溫物體eq\o(,\s\up7(熱量Q能自發(fā)傳給),\s\do5(熱量Q不能自發(fā)傳給))低溫物體．(2)功eq\o(,\s\up7(能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為),\s\do5(不能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為))熱．(3)氣體體積V1eq\o(,\s\up7(能自發(fā)膨脹到),\s\do5(不能自發(fā)收縮到))氣體體積V2(較大)．3．兩類(lèi)永動(dòng)機(jī)的比較第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)其次類(lèi)永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求不須要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸取熱量，使之完全變勝利，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器不行能制成的緣由違反能量守恒定律不違反能量守恒定律，違反熱力學(xué)其次定律例3(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．冰箱能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，因此不遵循熱力學(xué)其次定律B．自發(fā)的熱傳導(dǎo)是不行逆的C．可以通過(guò)給物體加熱而使它運(yùn)動(dòng)起來(lái)，但不產(chǎn)生其他影響D．氣體向真空膨脹具有方向性聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)三熱力學(xué)第確定律與圖像的綜合應(yīng)用1．氣體的狀態(tài)變更可由圖像干脆推斷或結(jié)合志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝c分析．2．氣體的做功狀況、內(nèi)能變更及吸、放熱關(guān)系可由熱力學(xué)第確定律分析．(2)由溫度變更推斷氣體內(nèi)能變更：溫度上升，氣體內(nèi)能增大；溫度降低，氣體內(nèi)能減?。?3)由熱力學(xué)第確定律ΔU＝W＋Q推斷氣體是吸熱還是放熱．(4)在p－V圖像中，圖像與橫軸所圍面積表示氣體對(duì)外界或外界對(duì)氣體整個(gè)過(guò)程中所做的功．例4(2024·廣東深圳市調(diào)研)確定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)a起先，閱歷三個(gè)過(guò)程ab、bc和ca回到原狀態(tài)，其p－T圖像如圖所示，氣體在狀態(tài)________(填“a”“b”或“c”)的分子平均動(dòng)能最小，在bc過(guò)程中氣體體積________(填“變大”“變小”或“不變”)，在ab過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功________(填“大于”“小于”或“等于”)氣體吸取的熱量．例5(多選)如圖所示，確定質(zhì)量的志向氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為1.5×105Pa，閱歷A→B→C→A的過(guò)程，已知B→C過(guò)程中氣體做功確定值是C→A過(guò)程中氣體做功確定值的3倍，下列說(shuō)法中正確的是()A．C→A的過(guò)程中外界對(duì)氣體做功300JB．B→C的過(guò)程中氣體對(duì)外界做功600JC．整個(gè)過(guò)程中氣體從外界吸取600J的熱量D．整個(gè)過(guò)程中氣體從外界吸取450J的熱量聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)四熱力學(xué)第確定律與氣體試驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用解決熱力學(xué)第確定律與氣體試驗(yàn)定律的綜合問(wèn)題的思維流程例6(2024·江蘇卷·13)如圖所示，確定質(zhì)量志向氣體被活塞封閉在汽缸中，活塞的面積為S，與汽缸底部相距L，汽缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強(qiáng)、熱力學(xué)溫度與外界大氣相同，分別為p0和T0.現(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時(shí)間后斷開(kāi)，活塞緩慢向右移動(dòng)距離L后停止，活塞與汽缸間的滑動(dòng)摩擦力為f，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，整個(gè)過(guò)程中氣體吸取的熱量為Q，求該過(guò)程中，(1)內(nèi)能的增加量ΔU；________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)最終溫度T.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例7(2024·廣東惠州市博羅中學(xué)模擬)魚(yú)泡是魚(yú)在水中呼吸或進(jìn)食所形成的，隨著魚(yú)嘴一張一閉，魚(yú)嘴中的黏液包袱著魚(yú)體內(nèi)的空氣上浮到水面(如圖)，有閱歷的釣友能依據(jù)魚(yú)泡推斷出魚(yú)的位置．假設(shè)魚(yú)在水面下某深度處吐出一魚(yú)泡，魚(yú)泡直徑為2cm，此處水溫為7℃，當(dāng)魚(yú)泡緩慢上升至水面時(shí)，魚(yú)泡直徑為3cm，已知水面溫度為27℃，大氣壓為1.0×105Pa，水的密度為1.0×103kg/m3，重力加速度g＝10m/s2，魚(yú)泡內(nèi)氣體視為志向氣體．(1)推斷魚(yú)在水面下的位置；(2)魚(yú)泡在上升的過(guò)程中，是向外界放熱還是從外界吸熱？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________