人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)第三章主題提升課(二)熱力學(xué)定律課件

主題提升課(二)熱力學(xué)定律第三章

熱力學(xué)定律主題一熱力學(xué)第一定律知道熱力學(xué)第一定律，了解熱力學(xué)第一定律是在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐和大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上確立的。讓學(xué)生體會(huì)自然界的奇妙，體會(huì)科學(xué)家探索自然規(guī)律的艱辛，體會(huì)科學(xué)探索中的挫折和失敗對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的意義，形成良好的科學(xué)態(tài)度?！镜淅?】如圖所示，密封的礦泉水瓶中，距瓶口越近水的溫度越高。一開口向下、導(dǎo)熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中，小瓶中封閉一段空氣，可視為理想氣體。擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉到底部；松開后，小瓶緩慢上浮。上浮過程中，小瓶?jī)?nèi)氣體(

)A．內(nèi)能減少B．對(duì)外界做正功C．增加的內(nèi)能大于吸收的熱量D．增加的內(nèi)能等于吸收的熱量√B

[由題意知，越靠近瓶口水的溫度越高，則小瓶上升靠近瓶口的過程中溫度也升高，則小瓶?jī)?nèi)氣體的溫度升高，由于一定量的理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，可知小瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能增大，故A錯(cuò)誤；設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，小瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)為p，小瓶?jī)?nèi)氣體下側(cè)到水面的高度差為h，則小瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，其中ρ為水的密度，小瓶上升的過程中小瓶?jī)?nèi)氣體下側(cè)到水面的高度差減小，則小瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，由理想氣體的狀態(tài)方程，可知小瓶上升的過程中小瓶?jī)?nèi)氣體的體積增大，則小瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)外界做正功，故B正確；氣體的內(nèi)能增大，則ΔU為正，氣體對(duì)外做功，則W為負(fù)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知小瓶?jī)?nèi)氣體增大的內(nèi)能小于小瓶?jī)?nèi)氣體吸收的熱量，故C、D錯(cuò)誤。]主題二能量守恒定律理解能量守恒定律，能用能量守恒的觀點(diǎn)解釋自然現(xiàn)象。體會(huì)能量守恒定律是最基本、最普遍的自然規(guī)律之一。了解第一類永動(dòng)機(jī)的典型模型，知道第一類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的原因?！镜淅?】如圖所示，密閉絕熱容器內(nèi)有一絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁間的摩擦忽略不計(jì)。置于真空中的輕彈簧一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩拉緊，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep(彈簧處在自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零)。現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止，氣體達(dá)到平衡狀態(tài)。經(jīng)過此過程(

)A．Ep全部轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能B．Ep一部分轉(zhuǎn)化成活塞的重力勢(shì)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能C．Ep全部轉(zhuǎn)化成活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能D．Ep一部分轉(zhuǎn)化成活塞的重力勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能√D

[當(dāng)繩子突然斷開時(shí)，活塞受彈簧的彈力F、活塞的重力G、封閉氣體對(duì)活塞向下的壓力F′共同作用，其合力向上，經(jīng)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止時(shí)，活塞處于三力平衡狀態(tài)，氣體體積必減小，外力對(duì)氣體做正功，由于容器絕熱，氣體的內(nèi)能增加，而活塞最終的靜止位置比初始位置高，其重力勢(shì)能增加，最終彈力與另外兩個(gè)力的合力平衡，彈簧仍有形變。設(shè)最終彈簧的彈性勢(shì)能為Ep′，由能量守恒定律得Ep＝Ep′＋活塞增加的重力勢(shì)能＋氣體增加的內(nèi)能，所以D選項(xiàng)正確。]主題三熱力學(xué)第二定律通過自然界中宏觀過程的方向性，了解熱力學(xué)第二定律。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和注重證據(jù)的意識(shí)和能力?！镜淅?】

(多選)下列宏觀過程能用熱力學(xué)第二定律解釋的是(

)A．大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中，而經(jīng)過一段時(shí)間大米、小米不會(huì)自動(dòng)分開B．將一滴紅墨水滴入一杯清水中，墨水會(huì)均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過一段時(shí)間，墨水和清水不會(huì)自動(dòng)分開C．冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會(huì)將內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動(dòng)起來D．雖然熱機(jī)效率不斷提高，但最終也不能使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%√