《物理專題十二 熱學(xué) 第3講 熱力學(xué)定律 能量守恒》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理專題十二 熱學(xué) 第3講 熱力學(xué)定律 能量守恒（24頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3講熱力學(xué)定律 能量守恒一、熱力學(xué)第一定律1內(nèi)容：物體內(nèi)能的增量U 等于外界對(duì)物體做的功 W 和物體吸收的熱量 Q 的總和2表達(dá)式：_.UQW方式做功熱傳遞內(nèi)能變化外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加物體放出熱量，內(nèi)能減少本質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或同一物體不同部分間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱在改變內(nèi)能的效果上是相同的3改變物體內(nèi)能的兩種方式的比較溫度內(nèi)能熱量功物體分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，對(duì)個(gè)別分子來(lái)說(shuō)，溫度沒(méi)有意義物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的改變量機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的量度4.

2、溫度、內(nèi)能、熱量、功的區(qū)別1(多選)下列說(shuō)法不正確的是(【基礎(chǔ)檢測(cè)】)A物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減小C物體吸收熱量，其內(nèi)能可能減小D物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加E物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變答案：ABE. . .二、熱力學(xué)第二定律能量守恒定律1熱力學(xué)第二定律(1)克勞修斯表述：熱量不能_地從低溫物體傳到高溫物體自動(dòng)不引起其他變化(2)開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它完全用來(lái)做功，而_(3)意義：揭示了有大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，是獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的一個(gè)重要自然規(guī)律(4)熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)：微觀表述：一個(gè)孤立系統(tǒng)

3、在不可逆絕熱過(guò)程中的熵增量大于零，在可逆絕熱過(guò)程中的熵增量等于零意義：熵值越大代表系統(tǒng)越無(wú)序，一切自發(fā)的宏觀過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)_性增加的方向進(jìn)行2能量守恒定律無(wú)序保持不變能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中其總量_這就是能量守恒定律第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不消耗能量卻可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化的機(jī)器違背能量守恒定律，不能實(shí)現(xiàn)不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律，不能實(shí)現(xiàn)3兩類永動(dòng)機(jī)的比較【基礎(chǔ)檢測(cè)】2(多選)根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法中正確的是()A電冰

4、箱的工作過(guò)程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一熱源的熱機(jī)D壓縮氣體總能使氣體的溫度升高E第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違背能量守恒定律答案：ABE符號(hào)WQU外界對(duì)物體做功物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能減少考點(diǎn)1熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用 重點(diǎn)歸納1熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過(guò)程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系2對(duì)公式UQW 符號(hào)的規(guī)定3.幾種特殊情況(1)若過(guò)程是絕熱的，則 Q0，WU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量(2)若過(guò)程中不

5、做功，即 W0，則 QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量(3)若過(guò)程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，則 WQ0 或 WQ.外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量【考題題組】1(2016 年江蘇淮安二模)如圖 12-3-1 所示，用帶孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶?jī)?nèi)迅速打氣，在瓶塞彈出前，外界對(duì)氣體做功 15 J，橡皮塞的質(zhì)量為 20 g，橡皮塞被彈出的速度為 10 m/s，若橡皮塞增加的動(dòng)能占?xì)怏w對(duì)外做功的 10%，瓶?jī)?nèi)的氣體作為理想氣體，則瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能變化量為_(kāi)J ，瓶?jī)?nèi)氣體的溫度_(填“升高”或“降低”)圖 12-3-12(2017 年吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)一模)如圖 12-3-2 所示，圓柱形

6、容器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，已知容器橫截面積為 S，活塞重為 G，大氣壓強(qiáng)為 p0.若活塞固定，封閉氣體溫度升高 11，需吸收的熱量為Q1.若活塞不固定，仍使封閉氣體溫度升高1 ，需吸收的熱量為 Q2.不計(jì)一切摩擦，在活塞可自由移動(dòng)時(shí)，封閉氣體溫度升高 1 ，活塞上升的高度 h 應(yīng)為多少？圖 12-3-2考點(diǎn)2熱力學(xué)第二定律的理解和應(yīng)用 重點(diǎn)歸納1在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地”“不產(chǎn)生其他影響”的含義(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助(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)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影

7、響如吸熱、放熱、做功等2熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過(guò)程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)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【考題題組】3(多選，2016 年新課標(biāo)卷)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是()A氣體吸熱后溫度一定升高B對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能C理想氣體等壓膨脹過(guò)程一定放熱D熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡解析：氣體吸熱，若同時(shí)對(duì)外做功，則溫度有可能降低，故 A 錯(cuò)誤；改變氣體的內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞，故B 正確；理想氣體等壓膨脹過(guò)程

8、是吸熱過(guò)程，故 C 錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故 D 正確；如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也一定達(dá)到熱平衡，否則就不會(huì)與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，故 E 正確答案：BDE考點(diǎn)3熱力學(xué)定律與氣體狀態(tài)變化的綜合 重點(diǎn)歸納氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的結(jié)合量是氣體的體積和溫度，當(dāng)溫度變化時(shí)，氣體的內(nèi)能變化，當(dāng)體積變化時(shí)，氣體將伴隨著做功，解題時(shí)要掌握氣體變化過(guò)程的特點(diǎn)：(1)等溫過(guò)程：理想氣體內(nèi)能不變，即U0.(2)等容過(guò)程：W0.(3)絕熱過(guò)程：Q0.【考題題組】4(2017 年濰坊模擬)如圖 12-3-3 所示，在絕熱

9、汽缸內(nèi)，有一絕熱輕活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，開(kāi)始時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為 27，封閉氣柱長(zhǎng) 9 cm，活塞橫截面積 S50 cm2.現(xiàn)通過(guò)汽缸底部電阻絲給氣體加熱一段時(shí)間，此過(guò)程中氣體吸熱 22 J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27 .已知大氣壓強(qiáng)等于 105 Pa，求：圖 12-3-3(1)加熱后活塞到汽缸底端的距離(2)此過(guò)程中氣體內(nèi)能改變了多少5如圖 12-3-4 所示，汽缸 A、B 的長(zhǎng)度均為 60 cm，截面積均為 40 cm2，C 是可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的、體積不計(jì)的活塞，D 為閥門整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成原來(lái)閥門關(guān)閉，A 內(nèi)有壓強(qiáng) pA2.4105 Pa 的氧氣B 內(nèi)有壓強(qiáng) pB1.2105 Pa的氫氣閥門打開(kāi)后，活塞 C 向右移動(dòng)，最后達(dá)到平衡求：(1)活塞移動(dòng)的距離及平衡后 B 中氣體的壓強(qiáng)(2)活塞 C 移動(dòng)過(guò)程中 B 中氣體是吸熱還是放熱(簡(jiǎn)要說(shuō)明理由)(假定氧氣和氫氣均視為理想氣體，連接汽缸的管道體積可忽略)圖 12-3-4