最新物理高三一轮复习系列《一轮复习讲义》81第13章 第3讲热力学定律与能量守恒定律.pptx
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1、第十三章热学第3讲热力学定律与能量守恒定律NEIRONGSUOYIN内容索引过好双基关研透命题点课时作业回扣基础知识 训练基础题目细研考纲和真题 分析突破命题点限时训练 练规范 练速度过好双基关一、热力学第一定律1.改变物体内能的两种方式(1);(2)热传递.2.热力学第一定律(1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的 与外界对它所做功的和.(2)表达式:U .做功热量QW(3)U中正、负号法则:QW物理量意义符号WQU外界对物体做功物体 热量内能_物体对外界做功物体 热量内能_吸收增加放出减少自自测测1一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做功7.0104 J,气体内能减少1
2、.3105 J,则此过程A.气体从外界吸收热量2.0105 JB.气体向外界放出热量2.0105 JC.气体从外界吸收热量6.0104 JD.气体向外界放出热量6.0104 J二、热力学第二定律1.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述:热量不能 从低温物体传到高温物体.(2)开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响.2.用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会 .3.热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的 增大的方向进行.4.第二类永动机不可能制成的原因是违背了 .自发地减小无序性热力学第二定律自自测测2教材P6
3、1第2题改编(多选)下列现象中能够发生的是A.一杯热茶在打开杯盖后,茶会自动变得更热B.蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能C.桶中混浊的泥水在静置一段时间后,泥沙下沉,上面的水变清,泥、水自动分离D.电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体三、能量守恒定律1.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,或者是从一个物体 到别的物体,在转化或 的过程中,能量的总量保持不变.2.条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律,某一种形式的能是否守恒是有条件的.3.第一类永动机是不可能制成的,它违背了 .转移转移能量守恒定律自自测测3木箱静止于水平地面上,现在用一个80
4、N的水平推力推动木箱前进10 m,木箱受到地面的摩擦力为60 N,则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是(空气阻力不计)A.U200 J,Ek600 J B.U600 J,Ek200 JC.U600 J,Ek800 J D.U800 J,Ek200 J解析UFfx6010 J600 JEkFxU8010 J600 J200 J研透命题点命题点一热力学第一定律的理解和应用1.热力学第一定律的理解(1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析.(2)做功情况看气体的体积:体积增大,气体对外做功,W为负;体积缩小,外界对气体做功,W为正.(3)与外界绝热,则不发生热传递,此时Q
5、0.(4)如果研究对象是理想气体,因理想气体忽略分子势能,所以当它的内能变化时,主要体现在分子动能的变化上,从宏观上看就是温度发生了变化.2.三种特殊情况(1)若过程是绝热的,则Q0,WU,外界对物体做的功等于物体内能的增加;(2)若过程中不做功,即W0,则QU,物体吸收的热量等于物体内能的增加;(3)若过程的初、末状态物体的内能不变,即U0,则WQ0或WQ,外界对物体做的功等于物体放出的热量.例例1(多选)(2017全国卷33(1)如图1,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸.待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,
6、将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中,气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变图1变变式式1(多选)(2016全国卷33(1)关于气体的内能,下列说法正确的是A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C.气体被压缩时,内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加命题点二热力学第一定律与图象的综合应用例例2(多选)(2018全
7、国卷33(1)如图2,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程、到达状态e.对此气体,下列说法正确的是A.过程中气体的压强逐渐减小B.过程中气体对外界做正功C.过程中气体从外界吸收了热量D.状态c、d的内能相等E.状态d的压强比状态b的压强小图2变变式式2(多选)(2017全国卷33(1)如图3,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量图3变变
8、式式3(多选)(2016全国卷33(1)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其pT图象如图4所示,其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是A.气体在a、c两状态的体积相等B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功图4命题点三热力学第一定律与气体实验定律的综合应用基本思路例例3(2018河北省衡水中学模拟)如图5所示,内壁光滑、足够高的圆柱形汽缸竖直放置,内有一质量
9、为m的活塞封闭一定质量的理想气体.已知活塞横截面积为S,外界大气压强为p0,缸内气体温度为T1.现对汽缸内气体缓慢加热,使气体体积由V1增大到V2,该过程中气体吸收的热量为Q1,停止加热并保持体积V2不变,使其降温到T1,已知重力加速度为g,求:(1)停止加热时缸内气体的温度;图5(2)降温过程中气体放出的热量.变变式式4(2018河南省濮阳市第二次模拟)一横截面积为S的汽缸竖直倒放,汽缸内有一质量为m的活塞,将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,气柱的长度为L,活塞与汽缸壁无摩擦,气体处于平衡状态,如图6甲所示,现保持温度不变,把汽缸倾斜,使汽缸侧壁与竖直方向夹角37,重新达到平衡后,如图乙所示
10、,设大气压强为p0,汽缸导热良好,已知sin 370.6,cos 370.8,重力加速度为g,求:(1)此时气柱的长度;图6(2)分析说明汽缸从竖直倒放到倾斜过程,理想气体吸热还是放热.答案放热解析由(1)得出气体体积减小,外界对气体做功,W0,气体等温变化,U0,由热力学第一定律UWQ,知Q0,故气体放出热量.命题点四热力学第二定律1.热力学第二定律的涵义(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性,不需要借助外界提供能量的帮助.(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响,如吸热、放热、做功等.在产生其他影响的条件下内能可以
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