2022_2023学年新教材高中物理第三章热力学定律章末小结与素养评价课件粤教版选择性必修第三册.pptx

《2022_2023学年新教材高中物理第三章热力学定律章末小结与素养评价课件粤教版选择性必修第三册.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022_2023学年新教材高中物理第三章热力学定律章末小结与素养评价课件粤教版选择性必修第三册.pptx（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、一、主干知识成体系一、主干知识成体系第三章热力学定律第三章热力学定律二、迁移交汇辨析清二、迁移交汇辨析清(一一)对温度、内能、热量、功的理解对温度、内能、热量、功的理解概念概念温度温度内能内能热量热量功功含义含义表示物体的冷热程度，表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能是物体分子平均动能大小的标志。它是大大小的标志。它是大量分子热运动的整体量分子热运动的整体表现，对个别分子无表现，对个别分子无意义意义物体内所有分子动物体内所有分子动能和分子势能的总能和分子势能的总和，它是由大量分和，它是由大量分子的热运动和分子子的热运动和分子的相对位置所决定的相对位置所决定的能的能是热传递过程中是热传递过程中

2、内能的改变量，内能的改变量，用来度量热传递用来度量热传递过程中内能转移过程中内能转移的多少的多少做功过程是机械做功过程是机械能或其他形式的能或其他形式的能与内能之间的能与内能之间的转化过程。功是转化过程。功是该过程能量转化该过程能量转化的量度的量度关系关系温度和内能是状态量，热量和功则是过程量，热传递的前提条件是存在温差，温度和内能是状态量，热量和功则是过程量，热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移说说明明：(1)温温度度、内内能能、热热量量和和功功是是热热学学中中相相互互关关联联的的四四个个物物理理量量。当当物物体体的

3、的内内能能改改变变时时，温温度度不不一一定定改改变变。只只有有当当通通过过热热传传递递改改变变物物体体内内能能时时才才会会有有热热量量传传递，能量的形式没有发生变化。递，能量的形式没有发生变化。(2)热热量量是是热热传传递递过过程程中中的的特特征征物物理理量量，离离开开过过程程谈谈热热量量毫毫无无意意义义。就就某某一一状状态态而而言言，只只有有“内内能能”，根根本本不不存存在在“热热量量”和和“功功”，因因此此不不能能说说一一个个系系统统中中含含有有多多少少“热量热量”或多少或多少“功功”。典典例例1把把浸浸有有乙乙醚醚的的一一小小块块棉棉花花放放在在厚厚玻玻璃璃筒筒的的底底部部，当当快快速速

4、下下压压活活塞塞时时，由由于于被被压压缩缩的的空空气气骤骤然然变变热热，温温度度升升高高，达达到到乙乙醚醚的的燃燃点点，浸浸有有乙乙醚醚的的棉棉花花燃燃烧烧起起来来，此实验的目的是要说此实验的目的是要说明明 ()A做功可以升高物体的温度做功可以升高物体的温度B做功可以改变物体的内能做功可以改变物体的内能C做功一定可以增加物体的内能做功一定可以增加物体的内能D做功可以增加物体的热量做功可以增加物体的热量解解析析当当快快速速下下压活活塞塞时，活活塞塞对玻玻璃璃筒筒内内的的空空气气做做功功，改改变了了气气体体的的内内能能，气气体体的的温温度度升升高高，达达到到乙乙醚的的燃燃点点，使使浸浸有有乙乙醚的

5、的棉棉花花燃燃烧起起来来，故故B正正确确；做做功功改改变的的是是物物体体的的内内能能，温温度度升升高高是是内内能能增增大大的的表表现，热量量是是过程程量量，所所以以A、D错误；若外界若外界对系系统做功，同做功，同时系系统对外放出外放出热量，系量，系统内能不一定增加，内能不一定增加，C错误。答案答案B针对训练针对训练1采采取取绝绝热热的的方方式式使使一一定定质质量量的的气气体体由由状状态态A变变化化至至状状态态B，对对于于不不同同的的绝绝热热方方式式，下列说法正确的下列说法正确的是是 ()A对气体所做的功不同对气体所做的功不同B对气体所做的功相同对气体所做的功相同C对气体不需做功，因为没有能量的

6、传递对气体不需做功，因为没有能量的传递D以上说法都不正确以上说法都不正确解解析析：对一一定定质量量的的气气体体，不不管管采采取取哪哪一一种种绝热方方式式，由由状状态A变化化至至状状态B，都都是是绝热过程程。在在这些些过程程中中，气气体体在在状状态A有有一一确确定定的的内内能能U1，在在状状态B有有另另一一确确定的内能定的内能U2，由，由绝热过程中程中UWU2U1知，知，W为恒量，所以恒量，所以选项B正确正确。答案：答案：B2下列关于温度、内能、热量和功的说法正确的下列关于温度、内能、热量和功的说法正确的是是()A同一物体体积不变时，温度越高，内能越大同一物体体积不变时，温度越高，内能越大B要使

7、物体的内能增加，一定要吸收热量要使物体的内能增加，一定要吸收热量C要使物体的内能增加，一定要对物体做功要使物体的内能增加，一定要对物体做功D物体内能增加，它的温度就一定升高物体内能增加，它的温度就一定升高解解析析：同同一一物物体体的的内内能能与与温温度度和和体体积有有关关，体体积不不变时，温温度度越越高高，内内能能越越大大，A正正确确；做做功功和和热传递在在改改变物物体体内内能能上上是是等等效效的的，使使物物体体内内能能增增加加既既可可以以通通过吸吸收收热量量也也可可以以通通过对物物体体做做功功来来实现，B、C错误；物物体体内内能能是是分分子子动能能与与分分子子势能能的的总和和，内内能能增增加

8、加可可能能只只是是分分子子势能能的的增增加加，分分子子平平均均动能能可可能能不不变，即温度可能不即温度可能不变，D错误。答案：答案：A(二二)对对热热力学第一定律的理解及应用力学第一定律的理解及应用1对热力荐学第一定律的理解对热力荐学第一定律的理解 热热力力学学第第一一定定律律不不仅仅反反映映了了做做功功和和热热传传递递这这两两种种改改变变内内能能的的过过程程是是等等效效的的，而而且且给给出出了了内内能能的的变变化化量量和和做做功功与与热热传传递递之之间间的的定定量量关关系系。此此定定律律是是标标量量式式，应应用用时时各各物物理量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。理量的单位应统一为国际单位制中

9、的焦耳。2正确理解公式的意义及符号的含义正确理解公式的意义及符号的含义(1)外界对物体做功，外界对物体做功，W0；物体对外界做功，；物体对外界做功，W0；物体放出热量，；物体放出热量，Q0；物体内能减少，；物体内能减少，U0。3应用热力学第一定律解题的思路应用热力学第一定律解题的思路(1)首先应明确研究对象是哪个物体或哪个热力学系统。首先应明确研究对象是哪个物体或哪个热力学系统。(2)其次要明确物体其次要明确物体(或系或系统)吸收或放出的热量，外界对物体吸收或放出的热量，外界对物体(或系或系统)所做的功。所做的功。(3)最最后后根根据据热热力力学学第第一一定定律律UQW列列出出方方程程进进行行

10、求求解解。特特别别要要注注意意的的是是物物理理量的单位及正负号。量的单位及正负号。典典例例2内内壁壁光光滑滑的的导导热热气气缸缸竖竖直直浸浸入入盛盛有有冰冰水水混混合合物物的的水水槽槽中中，用用不不计计质质量量的的活活塞塞封封闭闭压压强强为为1.0105 Pa、体体积积为为2.0103 m3的的理理想想气气体体，现现在在活活塞塞上上缓缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半。慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半。(1)求气缸内气体的压强；求气缸内气体的压强；(2)若若封封闭闭气气体体的的内内能能仅仅与与温温度度有有关关，在在上上述述过过程程中中外外界界对对气气体体做做功功145 J，

11、封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？答案答案(1)2.0105 Pa(2)放出热量放出热量145 J针对训练针对训练3对一定质量的气体，下列说法正确的对一定质量的气体，下列说法正确的是是 ()A在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功B在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功C在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加D在与外界没有发生热交换的过程中，内能一定不变在与外界没有发生热交换的过程中，内能一定不变解解析析：气气体

12、体体体积增增大大，气气体体对外外界界做做功功，故故A选项正正确确；气气体体压强增增大大，可可能能是是由由于于吸吸热升升温温所所致致，此此时气气体体体体积增增大大、减减小小、不不变都都有有可可能能，所所以以外外界界对气气体体不不一一定定做做功功，故故B选项错误；在在体体积不不断断被被压缩的的过程程中中，外外界界对气气体体做做功功，但但是是热传递情情况况不不能能确确定定，则内内能能不不一一定定增增加加，故故C选项错误；热传递和和做做功功都都可可以以改改变物物体的内能，没有体的内能，没有热传递，并不能确定内能一定不，并不能确定内能一定不变，故，故D选项错误。答案：答案：A4如如图所示，曲线图所示，曲

13、线31为绝热线，理想气体经历过程为绝热线，理想气体经历过程123，则则其其内能变化内能变化E、温度变化、温度变化T、外界对气体做的功、外界对气体做的功W和气体吸和气体吸收收的热的热量量Q与与0的大小关系的大小关系为为()AT0，E0，W0BT0，E0，Q0，E0，W0，Q0DT0，E0，W0，Q0解解析析：理理想想气气体体经历过程程1231，经一一个个循循环，E循循环0，气气体体对外外界界做做功功，则W循循环0，由由于于曲曲线31为绝热线，所所以以过程程123吸吸收收的的热量量QQ循循环0。理理想想气气体体经历过程程123，气气体体对外外界界做做功功，则WS1，由由热力力学学第第一一定定律律有

14、有EQW，得得E0，气气体体内内能能减减小小，则温温度度降低，降低，T0时，若若物物体体对外界做功外界做功W0，则物体的内能有可能减少，物体的内能有可能减少，D正确。正确。答案答案D针对训练针对训练5(多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()A随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到280 B热量可以从低温物体传到高温物体热量可以从低温物体传到高温物体C无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现D无论科技怎样发展，都无法判断一物体温度升高是通过做功还是热传递实现的无论科技怎样发展，都无法判断一

15、物体温度升高是通过做功还是热传递实现的解解析析：制制冷冷机机的的制制冷冷温温度度不不可可能能降降到到273.15 以以下下，A错误；在在一一定定条条件件下下，热量量可可以以从从低低温温物物体体传到到高高温温物物体体，B正正确确；不不可可能能从从单一一热源源吸吸热使使之之完完全全变成成功功而而不不产生生其其他他影影响响，即即第第二二类永永动机机永永远不不可可能能实现，C正正确确；做做功功和和热传递在在改改变物物体体内内能能上上是是等等效效的的，无无论科科技技怎怎样发展展，都都无无法法判判断断一一物物体体的的温温度度升升高高是是通通过做功做功还是是热传递实现的，的，D正确。正确。答案：答案：BCD

16、6(多选多选)关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是()A热热量量能能够够自自发发地地从从高高温温物物体体传传递递到到低低温温物物体体，但但不不能能自自发发地地从从低低温温物物体体传传递递到到高温物体高温物体B若两分子间距离增大，分子势能一定增大若两分子间距离增大，分子势能一定增大C一定质量的某种理想气体绝热膨胀，温度降低一定质量的某种理想气体绝热膨胀，温度降低D热力学第二定律描述了宏观热现象的方向性热力学第二定律描述了宏观热现象的方向性解解析析：大大量量的的事事实表表明明，热量量能能够自自发地地从从高高温温物物体体传递到到低低温温物物体体，但

17、但不不能能自自发地地从从低低温温物物体体传递到到高高温温物物体体，选项A正正确确；若若两两分分子子间距距离离从从分分子子力力表表现为斥斥力力时开开始始增增加加，则随随着着分分子子间距距离离增增大大，分分子子势能能先先减减小小后后增增大大，选项B错误；由由热力力学学第第一一定定律律可可知知，一一定定质量量的的某某种种理理想想气气体体绝热膨膨胀时对外外做做功功，内内能能减减小小，温温度度降降低低，选项C正正确确；热力力学学第第二二定定律律指指出出，一一切切与与热现象象有有关关的的宏宏观自自然然过程程都都具具有方向性，有方向性，选项D正确。正确。答案：答案：ACD三、创新应用提素养三、创新应用提素养

18、1如如图图是是探探究究电电流流通通过过导导体体时时产产生生热热量量的的多多少少与与哪哪些些因因素素有有关关的的实实验验装装置置。两两个个透透明明容容器器中中密密封封着着等等量量的的空空气气，U形形管管中中液液面面高高度度的的变变化化反反映映密密闭闭空空气气温温度度的变化。下列说法正确的的变化。下列说法正确的是是()A甲装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系甲装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系B甲装置通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多甲装置通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多C乙装置是为了研究电流产生的热量与电流的关系乙装置是为了研究电流产生的热量与电流的关系D乙装置通

19、电一段时间后，右侧乙装置通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小形管中液面的高度差比左侧的小解解析析：甲甲装装置置中中右右侧两两个个5 的的电阻阻并并联后后再再与与左左侧一一个个5 的的电阻阻串串联，根根据据串串联电路路的的电流流特特点点可可知知，右右端端两两个个电阻阻的的总电流流和和左左端端电阻阻的的电流流相相等等，即即I右右I左左，两两个个5 的的电阻阻并并联，根根据据并并联电路路的的电流流特特点点知知I右右I1I2，两两电阻阻阻阻值相相等等，则支支路路中中电流流相相等等，I1I2，所所以以右右边容容器器中中通通过电阻阻的的电流流是是左左侧电阻阻通通过电流流的的一一半半，即即是是

20、研研究究电流流产生生的的热量量与与电流流的的关关系系，由由QI2Rt可可知知，左左边容容器器中中的的电阻阻产生生的的热量量多多，温温度度升升得得较快快，因因此此通通电一一段段时间后后，玻玻璃璃管管左左侧液液面面高高度度差差更更大大，故故A错误，B正正确确；在在乙乙装装置置中中，将将容容器器中中的的电阻阻丝串串联起起来来接接到到电源源两两端端，通通过它它们的的电流流I与与通通电时间t相相同同，左左边容容器器中中的的电阻阻小小于于右右边容容器器中中的的电阻阻，即即是是探探究究电流流产生生的的热量量与与电阻阻大大小小的的关关系系，故故由由QI2Rt可可知知，右右边容容器器中中的的电阻阻产生生的的热量

21、量多多，温温度度升升得得较快，因此通快，因此通电一段一段时间后，玻璃管右后，玻璃管右侧液面高度差更大，故液面高度差更大，故C、D错误。答案：答案：B2如如图图，某某厂厂家家声声称称所所生生产产的的空空气气能能热热水水器器能能将将热热量量从从空空气气吸吸收收到到储储水水箱箱，下下列说法中正确的列说法中正确的是是()A热量可以自发地从大气传递到储水箱内热量可以自发地从大气传递到储水箱内B空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律C空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律D空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内

22、，但必须消耗电能空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内，但必须消耗电能解解析析：该热水水器器将将空空气气中中的的能能量量转移移到到热水水中中，符符合合能能量量守守恒恒定定律律，但但是是热量量不不可可能能自自发地地从从低低温温物物体体转移移到到高高温温物物体体，实质上上在在产生生热水水的的过程程中中，必必须消消耗耗电能才能能才能实现，因此也符合，因此也符合热力学第二定律。故力学第二定律。故A、B、C错误，D正确。正确。答案：答案：D3(2021天天津津等等级级考考)(多多选选)列列车车运运行行的的平平稳稳性性与与车车厢厢的的振振动动密密切切相相关关，车车厢厢底底部部安安装装的的空空气气弹

23、弹簧簧可可以以有有效效减减振振，空空气气弹弹簧簧主主要要由由活活塞塞、气气缸缸及及内内封封的的一一定定质质量量的的气气体体构构成成。上上下下乘乘客客及及剧剧烈烈颠颠簸簸均均能能引引起起车车厢厢振振动动，上上下下乘乘客客时时气气缸缸内内气气体体的的体体积积变变化化缓缓慢慢，气气体体与与外外界界有有充充分分的的热热交交换换；剧剧烈烈颠颠簸簸时时气气缸缸内内气气体体的的体体积积变变化化较较快快，气气体体与与外外界界来来不不及及热热交交换换。若若气气缸缸内内气气体体视视为为理理想想气气体体，在气体压缩的过程在气体压缩的过程中中()A上下乘客时，气体的内能不变上下乘客时，气体的内能不变B上下乘客时，气体

24、从外界吸热上下乘客时，气体从外界吸热C剧烈颠簸时，外界对气体做功剧烈颠簸时，外界对气体做功D剧烈颠簸时，气体的温度不变剧烈颠簸时，气体的温度不变解解析析：上上下下乘乘客客时气气缸缸内内气气体体与与外外界界有有充充分分的的热交交换，即即发生生等等温温变化化，温温度度不不变，故故气气体体的的内内能能不不变，在在体体积压缩的的过程程中中，外外界界对气气体体做做功功，故故气气体体向向外外界界放放热，选项A正正确确，选项B错误；剧烈烈颠簸簸时气气缸缸内内气气体体的的体体积变化化较快快，且且气气体体与与外外界界来来不不及及热交交换，气气体体经历绝热过程程，外外界界对气气体体做做功功，气气体体的的温温度度升

25、升高高，选项C正确，正确，选项D错误。答案：答案：AC4(2021年年1月月新新高高考考8省省联联考考辽辽宁宁卷卷)某某民民航航客客机机在在一一万万米米左左右右高高空空飞飞行行时时，需需利利用用空空气气压压缩缩机机来来保保持持机机舱舱内内外外气气体体压压强强之之比比为为41。机机舱舱内内有有一一导导热热气气缸缸，活活塞塞质质量量m2 kg、横横截截面面积积S10 cm2，活活塞塞与与气气缸缸壁壁之之间间密密封封良良好好且且无无摩摩擦擦。客客机机在在地地面面静静止止时时，气气缸缸如如图图甲甲所所示示竖竖直直放放置置，平平衡衡时时活活塞塞与与缸缸底底相相距距l18 cm；客客机机在在高高度度h处处

26、匀匀速速飞飞行行时时，气气缸缸如如图图乙乙所所示示水水平平放放置置，平平衡衡时时活活塞塞与与缸缸底底相相距距l210 cm。气气缸缸内内气气体体可可视视为为理理想想气气体体，机机舱舱内内温温度度可可认认为为不不变变。已已知知大大气气压压强强随随高高度度的的变变化化规规律如律如图图丙丙所所示，地面大气压强示，地面大气压强p01.0105 Pa，地面重力加速度，地面重力加速度g10 m/s2。(1)判断气缸内气体由判断气缸内气体由图图甲甲状状态到态到图图乙乙状状态的过程是吸热还是放热，并说明原因；态的过程是吸热还是放热，并说明原因；(2)求高度求高度h处的大气压强，并根据处的大气压强，并根据图图丙丙估估测出此时客机的飞行高度。测出此时客机的飞行高度。答案：答案：(1)吸热理由见解析吸热理由见解析(2)0.24105 Pa104 m