2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學定律 第五章 能源與可持續(xù)發(fā)展章末總結(jié)學案 教科版選修3-3.doc
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第四章 能量守恒與熱力學定律第五章 能源與可持續(xù)發(fā)展章末總結(jié)一、熱力學第一定律及其應用熱力學第一定律揭示了內(nèi)能的增量(U)與外界對物體做功(W)和物體從外界吸收熱量(Q)之間的關系,即UWQ,正確理解公式的意義及符號含義是解決本類問題的關鍵(1)外界對物體做功,W0;物體對外界做功,W0;物體放出熱量,Q0,物體的內(nèi)能增加;U0,物體的內(nèi)能減少分析題干,確定內(nèi)能改變的方式(W、Q)判斷W、Q的符號代入公式UWQ得出結(jié)論例1如圖1所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B.此過程中,氣體壓強p1.0105Pa不變,吸收的熱量Q7.0102J,求此過程中氣體內(nèi)能的增量圖1答案5.0102J解析等壓變化過程有,對外做的功Wp(VBVA)根據(jù)熱力學第一定律有UQW,代入數(shù)據(jù)解得U5.0102J.例2(多選)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其pT圖像如圖2所示下列判斷正確的是()圖2A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小答案AD解析由pT圖像可知過程ab是等容變化,溫度升高,內(nèi)能增加,由熱力學第一定律可知過程ab中氣體一定吸熱,選項A正確;過程bc溫度不變,即內(nèi)能不變,由于過程bc體積增大,所以氣體對外做功,由熱力學第一定律可知,氣體一定吸收熱量,選項B錯誤;過程ca壓強不變,溫度降低,內(nèi)能減少,體積減小,外界對氣體做功,由熱力學第一定律可知,放出的熱量一定大于外界對氣體做的功,選項C錯誤;溫度是分子平均動能的標志,由pT圖像可知,a狀態(tài)氣體溫度最低,則平均動能最小,選項D正確二、熱力學第二定律及其應用1熱力學第二定律的表述(1)克勞修斯表述:不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響(2)開爾文表述:不可能從單一熱源吸取熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響(3)用熵表述:在任何自然過程中,一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小2熱力學第二定律的微觀解釋(1)一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行(2)掌握熱力學第二定律時,要注意理解其本質(zhì),即熱力學第二定律對宏觀自然過程進行方向的說明,凡是對這種宏觀自然過程進行方向說明的,都可以作為熱力學第二定律的表述熱力學第二定律的表述很多,但這些不同的表述都是等價的例3(多選)根據(jù)熱力學第二定律,下列判斷中正確的是()A熱機中燃氣的內(nèi)能不可能全部變成機械能B電流的電能不可能全部變成內(nèi)能C在火力發(fā)電機中,燃氣的內(nèi)能不可能全部變成電能D在熱傳導中,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體答案ACD解析凡是與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都具有方向性機械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化,故A正確由電流熱效應中的焦耳定律可知,電流的電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B錯誤火力發(fā)電機發(fā)電時,能量轉(zhuǎn)化的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,機械能轉(zhuǎn)化為電能,在此過程中會對外放出熱量,因此,內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔?,故C正確D中符合克勞修斯表述,故D正確- 配套講稿:
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