2022-2022学年高中物理第4章热力学定律与能量守恒本章优化总结精练含解析沪教版选修3-3.doc

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1、本章优化总结热力学第一定律的应用1热力学第一定律揭示了内能的增量(U)，外界对物体做功(W)和外界向物体传递的热量(Q)之间的关系，即UWQ，正确理解公式的意义及符号的含义是解决此类问题的保证(1)外界对物体做功，W0；物体对外界做功，W0；物体放出热量，Q0，物体的内能增加；U0，物体的内能减少2解题思路：分析题干确定内能改变的手段(W、Q)判断W、Q的符号代入公式UWQ 得出结论如下图，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，AB和CD为等温过程，BC和DA为绝热过程(气体与外界无热量交换)这就是著名的“卡诺循环(1)该循环过程中，以下说法正确的选项是_AAB

2、过程中，外界对气体做功BBC过程中，气体分子的平均动能增大CCD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多DDA过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中，内能减小的过程是_(选填“AB“BC“CD或“DA)假设气体在AB过程中吸收63 kJ的热量，在CD过程中放出38 kJ的热量，那么气体完成一次循环对外做的功为_kJ.解析(1)在AB的过程中，气体体积增大，故气体对外界做功，选项A错误；BC的过程中，气体对外界做功，W0，且为绝热过程，Q0，根据UQW，知U0，即气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，选项B错误；CD的过程中，气体体积减小，单位体积内的分子数增

3、多，故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，选项C正确；DA的过程为绝热压缩，故Q0，W0，根据UQW，U0，即气体的内能增加，温度升高，所以气体分子的速率分布曲线发生变化，选项D错误(2)从AB、CD的过程中气体做等温变化，理想气体的内能不变，内能减小的过程是BC，内能增大的过程是DA.气体完成一次循环时，内能变化U0，热传递的热量QQ1Q2(6338)kJ25 kJ，根据UQW，得WQ25 kJ，即气体对外做功25 kJ.答案(1)C(2)BC25热力学第二定律及其应用1分析问题的方法：掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明但凡对这种宏观自

4、然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述本章对热力学第二定律的表述很多，这些不同形式的表述都是等价的2热力学第二定律的几种表现形式(1)热传递具有方向性：两个温度不同的物体接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化(2)气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，绝不会自发地分开，成为两种不同的气体(3)机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停下来，但绝不可能出现物体吸

5、收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来(4)气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地再沉着器中流回，使容器变为真空关于热力学第二定律，以下表述正确的选项是 ()A不可能使热量从低温物体传递到高温物体B不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C第二类永动机是不可能制成的D热力学第二定律是热力学第一定律的推论解析如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，故A、B错误热力学第一定律说明在任何过程中能量守恒，热力学第二定律却说明并非能量守恒过程均能实现热力学第二定律是反映宏观自然过程进行的方向和条件的一个规律它指出自然

6、界中出现的过程是有方向性的，某些方向的过程可以实现，而另一方向的过程那么不能实现，在热力学中，第二定律和第一定律相辅相成，缺一不可故D错误，C正确答案C能量守恒定律1能量守恒定律的内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同形式的能可以相互转化，但总能量守恒2应用能量守恒定律解题的方法步骤(1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化(2)分别写出减少的能量E减和增加的能量E增的表达式(3)根据以下两种思路列出能量守恒方程：E减

7、E增某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量与增加量一定相等某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量与增加量一定相等(4)解方程，代入数据，计算结果质量M200 g的木块，静止在光滑水平面上，质量m20 g的铅弹铅的比热容c126 J/(kg)以水平速度v0500 m/s射入木块，当它射出木块时速度变为vt300 m/s，木块的速度20 m/s.假设这一过程中损失的机械能全部转化为内能，其中42%被子弹吸收而使其升温，对铅弹穿过木块过程，求：(1)子弹克服摩擦力做的功；(2)摩擦力对木块做的功；(3)产生的总热量；(4)子弹升高的温度解析(1)子弹克服摩擦力做的功：W1m(vv)0.02(50023002) J1 600 J.(2)摩擦力对木块做的功：W2Mv200.2202 J40 J.(3)这一过程中损失的机械能为：WW1W2(1 60040) J1 560 J.损失的机械能全部转化为内能，那么内能的增量，即产生的总热量Q1 560 J.(4)产生的总热量中有42%被子弹吸收而使其升温，那么子弹升高的温度为：t 260 .答案(1)1 600 J(2)40 J(3)1 560 J(4)260 3