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首页 高考物理(人教版、全国II)一轮复习课件:选修3-3 基础课时3热力学定律与能量守恒定律

高考物理(人教版、全国II)一轮复习课件:选修3-3 基础课时3热力学定律与能量守恒定律.ppt

高考物理(人教版、全国II)一轮复习课件:选修3-3 基础课时…

高江辉
2019-04-04 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《高考物理(人教版、全国II)一轮复习课件:选修3-3 基础课时3热力学定律与能量守恒定律ppt》,可适用于人文社科领域

基础课时 热力学定律与能量守恒定律知识点一、热力学第一定律改变物体内能的两种方式()()热传递。热力学第一定律()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的功的和。()表达式:DeltaU=。()DeltaU=中正、负号法则:做功热量Q+WQ+W吸收放出增加减少知识点二、能量守恒定律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为另一种形式或者是从一个物体到别的物体在或的过程中能量的保持不变。转化转移转化转移总量物理量意义符号WQDeltaU+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条件性能量守恒定律是自然界的某一种形式的能是否守恒是有条件的。第一类永动机是不可能制成的它违背了。知识点三、热力学第二定律热力学第二定律的两种表述 ()克劳修斯表述:热量不能从低温物体传到高温物体。 ()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。或表述为ldquo永动机是不可能制成的rdquo。普遍规律能量守恒定律自发地不产生其他影响第二类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。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。第二类永动机不可能制成的原因是违背了。减小无序性热力学第二定律思考判断()为了增加物体的内能必须对物体做功或向它传递热量做功和热传递的实质是相同的。(  )()绝热过程中外界压缩气体做功J气体的内能可能不变。(  )()在给自行车打气时会发现打气筒的温度升高这是因为打气筒从外界吸热。(  )()可以从单一热源吸收热量使之完全变成功。(  )答案 ()times ()times ()times ()radic考点一 对热力学第一定律的理解热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系即DeltaU=Q+W。几种特殊情况 ()若过程是绝热的则Q=W=DeltaU外界对物体做的功等于物体内能的增加量。 ()若过程中不做功即W=则Q=DeltaU物体吸收的热量等于物体内能的增加量。 ()若过程的始末状态物体的内能不变即DeltaU=则W+Q=或W=-Q。外界对物体做的功等于物体放出的热量。【例】 (middot北京理综)下列说法正确的是(  )A物体放出热量其内能一定减小B物体对外做功其内能一定减小C物体吸收热量同时对外做功其内能可能增加D物体放出热量同时对外做功其内能可能不变 解析 若物体放热Q<但做功W未知所以内能不一定减小选项A错误物体对外做功W<但Q未知所以内能不一定减小选项B错误物体吸收热量Q>同时对外做功W<(W+Q)可正、可负所以内能可能增加故选项C正确物体放出热量Q<同时对外做功W<所以DeltaU<即内能一定减小选项D错误。 答案 C【变式训练】如图所示p-V图中一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B气体对外做功J放出热量J气体又从状态B经BDA过程回到状态A这一过程中外界对气体做功J。图()ACB过程中气体的内能如何变化?变化了多少?()BDA过程中气体吸收还是放出多少热量?解析 ()ACB过程中W=-JQ=-J由热力学第一定律UB-UA=W+Q=-J气体内能的减少量为J()因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数BDA过程中气体内能变化量UA-UB=J由题知W=J由热力学第一定律UA-UB=W+Q解得Q=J即气体吸收热量J。答案 ()减少了J ()吸收J考点二 对热力学第二定律的理解对热力学第二定律关键词的理解 在热力学第二定律的表述中ldquo自发地rdquo、ldquo不产生其他影响rdquo的涵义。 ()ldquo自发地rdquo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。 ()ldquo不产生其他影响rdquo的含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。热力学第二定律的实质自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。如两类永动机的比较分类第一类永动机第二类永动机设计要求不需要任何动力或燃料却能不断地对外做功的机器从单一热源吸收热量使之完全变成功而不产生其他影响的机器不可能制成的原因违背能量守恒不违背能量守恒违背热力学第二定律【例】 (多选)关于热力学定律下列说法正确的是(  ) A为了增加物体的内能必须对物体做功或向它传递热量 B对某物体做功必定会使该物体的内能增加 C可以从单一热源吸收热量使之完全变为功 D不可能使热量从低温物体传向高温物体 E功转变为热的宏观自然过程是不可逆过程 解析 内能的改变可以通过做功或热传递进行故A正确对某物体做功若物体向外放热则物体的内能不一定增加B错误在引起其他变化的情况下从单一热源吸收热量可以将其全部变为功C正确在引起其他变化的情况下可以将热量从低温物体传向高温物体D错误涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性故E正确。 答案 ACE【变式训练】关于两类永动机和热力学的两个定律下列说法正确的是(  )A第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律 B第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律 C由热力学第一定律可知做功不一定改变内能热传递也不一定改变内能但同时做功和热传递一定会改变内能 D由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的从单一热源吸收热量完全变成功也是可能的 解析 第一类永动机违反能量守恒定律第二类永动机违反热力学第二定律A、B错误由热力学第一定律可知WneQne但DeltaU=W+Q可以等于C错误由热力学第二定律可知D中现象是可能的但会引起其他变化D正确。D考点三 热力学定律与气体实验定律的综合应用【例】 middot福建理综()如图一定质量的理想气体由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则(  )图ATb>TcQab>QacBTb>TcQab<QacCTb=TcQab>QacDTb=TcQab<Qac答案 C【变式训练】如图甲所示用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的理想气体活塞上放一砝码活塞和砝码的总质量为m。现使汽缸内的气体缓缓按图乙所示的规律变化汽缸内的气体从状态A变化到状态B。若该过程中气体内能发生了变化气体柱高度增加了DeltaL。外界大气压强为p。图()(多选)下列说法中正确的是。A该过程中汽缸内气体的压强始终为pB该过程中气体的内能不断增大C该过程中气体不断从外界吸收热量D气体在该过程中吸收的热量大于它对外界做的功EA和B两个状态汽缸内壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同()汽缸内气体的温度为T时气体柱的高度为L=(用图中和题目中给出的字母表示)。()若气体从状态A变化到状态B的过程中从外界吸收的热量为Q则被封闭气体的内能变化了多少?(多选)下列过程中可能发生的是(  )A某工作物质从高温热源吸收kJ的热量不可能全部转化为机械能而没有产生其他任何影响B打开一高压密闭容器其内气体自发溢出后又自发收缩进去恢复原状C利用其他手段使低温物体温度更低高温物体温度更高D将两瓶不同液体混合然后它们又自发地各自分开E冬季的夜晚放在室外的物体随气温的降低不会由内能自发地转化为机械能而动起来解析 根据热力学第二定律热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体而不引起其他的变化但通过一些手段是可以实现的故选项C正确内能转化为机械能不可能自发地进行要使内能全部转化为机械能必定要引起其他影响故选项A、E正确气体膨胀具有方向性故选项B错误扩散现象也有方向性选项D错误。答案 ACE(多选)下列说法正确的有(  )Ag水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多B气体对容器壁的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的C物体内能增加温度不一定升高D一定质量的密闭气体从外界吸收热量内能不一定增加E能量在转化过程中守恒所以我们可以将失去的能量全部转化回我们可以利用的能量以解决能源需求问题答案 BCD(多选)一定质量的理想气体经过一个压缩过程后体积减小为原来的一半这个过程可以是等温的、绝热的或等压的过程。在这三个过程中(   )A绝热过程做功最多B等温过程做功最多C等压过程内能减少D等温过程对外放热 解析 如图所示等压、等温、绝热压缩过程可分别用ab、ac、ad表示。根据图象不难看出做功的关系为Wab<Wac<Wadb、c、d三点的温度关系为Tb<Tc<Td即等压过程内能减少等温过程内能不变绝热过程内能增加。ACD一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内如图所示水平放置。活塞的质量m=kg横截面积S=cm活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气开始使汽缸水平放置活塞与汽缸底的距离L=cm离汽缸口的距离L=cm。外界气温为℃大气压强为timesPa将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置待稳定后对缸内气体逐渐加热使活塞上表面刚好与汽缸口相平已知g=ms求:图()此时气体的温度为多少?()在对缸内气体加热的过程中气体膨胀对外做功同时吸收Q=J的热量则气体增加的内能DeltaU多大?解析 ()当汽缸水平放置时p=timesPaV=LST=(+)K当汽缸口朝上活塞到达汽缸口时活塞的受力分析图如图所示有pS=pS+mg答案 ()K ()J小结巧记个定律mdashmdash热力学第一定律、热力学第二定律、能量守恒定律个区别mdashmdash温度、内能、热量、功之间的区别、第一类永动机和第二类永动机之间的区别个公式mdashmdashDeltaU=W+Q

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