《江蘇省高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章（選修33）3 熱力學(xué)定律與能量守恒課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《江蘇省高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章（選修33）3 熱力學(xué)定律與能量守恒課件（36頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第3講熱力學(xué)定律與能量守恒講熱力學(xué)定律與能量守恒 基礎(chǔ)梳理 1. 改變物體內(nèi)能的兩種方式： (1) _.(2) _. 2. 絕熱過程：系統(tǒng)不從外界_，也不向外界_. 3. 熱傳遞：熱量從_物體傳到_物體熱傳遞有三種方式：_、_和_. 4. 熱力學(xué)第一定律：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它_與外界對(duì)它_公式為U_. 做功做功熱傳遞熱傳遞吸熱吸熱放熱放熱高溫高溫低溫低溫?zé)醾鲗?dǎo)熱傳導(dǎo)熱對(duì)流熱對(duì)流熱輻射熱輻射傳遞的熱量傳遞的熱量所做的功的和所做的功的和WQ 5. 熱力學(xué)第二定律的兩種表述： (1) 熱量不能自發(fā)地從_物體傳到_物體 (2) 不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影

2、響 6. 能量守恒定律：能量既不會(huì)_，也不會(huì)_，它只能從一種形式_為其他形式，或者從一個(gè)物體_到別的物體；在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變. 低溫低溫高溫高溫憑空產(chǎn)生憑空產(chǎn)生憑空消失憑空消失轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 7. 兩類永動(dòng)機(jī) (1) 第一類永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量，卻源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器違背_，因此不可能實(shí)現(xiàn) (2) 第二類永動(dòng)機(jī)：從單一熱源吸收熱量并把它全部用來對(duì)外做功，而不引起其他變化的機(jī)器違背_，因此不可能實(shí)現(xiàn)能量守恒定律能量守恒定律熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 1. 符號(hào)規(guī)定對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解做功W外界對(duì)物體做功W0物體對(duì)外界做功W0物體向外界放出熱量Q0

3、物體內(nèi)能減少U0 2. 幾種特殊情況 (1) 若過程是絕熱的，則 Q0，WU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加 (2) 若過程中不做功，即 W0，則QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加 (3) 若過程的始、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 3. 判定物體內(nèi)能變化的方法 (1) 當(dāng)做功和熱傳遞兩種過程同時(shí)發(fā)生時(shí)，內(nèi)能的變化就要用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行綜合分析 (2) 做功情況看氣體的體積：體積增大，氣體對(duì)外做功，W為負(fù)；體積縮小，外界對(duì)氣體做功，W為正 (3) 與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時(shí)Q0. (4) 如果研究對(duì)象是理想氣體，則由于理想氣體沒

4、有分子勢(shì)能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí)，主要體現(xiàn)在分子動(dòng)能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化 典題演示1(2016南通一模)如圖所示，一輕活塞將體積為V、溫度為2T0的理想氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，已知大氣壓強(qiáng)為p0，大氣的溫度為T0，氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為UaT(a為正的常數(shù))在汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢降為T0的過程中，求： (1) 氣體內(nèi)能減少量U. 【答案】 aT0 (2) 氣體放出的熱量Q. 1. 在熱力學(xué)第二定律中，理解“自發(fā)地”“不產(chǎn)生其他影響”的涵義 (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”的涵義是

5、發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響如吸熱、放熱、做功等對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解 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)象的宏觀過程都具有方向性 4. 熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過程 典題演示2關(guān)于永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)定律的討論，下列說法中正確的是() A. 第二類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，因此不可能制成 B. 熱

6、量不可能從低溫物體傳到高溫物體 C. 由熱力學(xué)第二定律可以判斷宏觀物理過程能否自發(fā)進(jìn)行 D. 做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來看這兩種改變方式是有區(qū)別的 【解析】 第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因它違反了熱力學(xué)第二定律，故A錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律知熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可以判斷宏觀物理過程能否自發(fā)進(jìn)行，故C正確；做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但方式不同，故D正確. CD 氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的綜合問題的處理方法：熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合 典題演示3(2016蘇錫常鎮(zhèn)三模)如圖所

7、示，內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置，內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體已知活塞截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為p0、缸內(nèi)氣體溫度為T1.現(xiàn)對(duì)汽缸緩慢加熱，使體積由V1增大到V2的過程中，氣體吸收的熱量為Q1，停止加熱并保持體積V2不變，使其降溫到T1.求： (1) 停止加熱時(shí)缸內(nèi)的氣體的溫度 (2) 降溫過程中氣體放出的熱量 典題演示4(2016南京最后一卷)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體先從狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C.在狀態(tài)C時(shí)氣體的體積V3.0103 m3，溫度與狀態(tài)A相同求氣體： (1) 在狀態(tài)B時(shí)的體積 【答案】 5103 m3 (2) 在整個(gè)過程中放出的熱量 【答案

8、】 600J (2) 由題，A、C兩狀態(tài)溫度，則氣體的內(nèi)能相同，即有U0. AB過程，氣體發(fā)生了等容變化，體積不變，氣體不做功； BC過程，氣體的體積減小，外界對(duì)氣體做功為 WpVp(VBVC)600J， 根據(jù)熱力學(xué)第一定律UQW得 QUW0600J600J. 即在整個(gè)過程中放出的熱量為600J. 1. (2015南通一模)一定質(zhì)量的理想氣體分別在T1、T2溫度下發(fā)生等溫變化，相應(yīng)的兩條等溫線如圖所示，T2對(duì)應(yīng)的圖線上有A、B兩點(diǎn)，表示氣體的兩個(gè)狀態(tài)則() A. 溫度為T1時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能比T2時(shí)大 B. A到B的過程中，氣體內(nèi)能增加 C. A到B的過程中，氣體從外界吸收熱量 D. A到B

9、的過程中，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積上的碰撞次數(shù)減少CD 【解析】 由圖象可知T1T2，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，A項(xiàng)錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只取決于溫度，A到B過程溫度不變，氣體內(nèi)能不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；A到B過程氣體的體積變大，氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸收熱量，C項(xiàng)正確；根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋知，氣體的壓強(qiáng)取決于平均動(dòng)能和氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積上的碰撞次數(shù)，A到B過程氣體壓強(qiáng)變小，分子平均動(dòng)能不變，故碰撞次數(shù)肯定減少，D項(xiàng)正確 2. (2016新課標(biāo)全國(guó)卷改編)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其pT圖象

10、如圖所示，其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O.下列說法中正確的是() A. 氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等 B. 在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功 C. 在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功 D. 在過程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程da中氣體對(duì)外界做的功AD 3. (2016蘇北四市一模)如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體等壓變化的pT圖象從A到B的過程，該氣體內(nèi)能_(填“增大”“減小”或“不變”)、_(填“吸收”或“放出”)熱量 【解析】 一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只取決于溫度，從A到B氣體內(nèi)能增大根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知?dú)怏w體積變大，由UWQ得出Q取正值，說明氣體吸

11、收熱量增大增大吸收吸收 4. (2015常州一模)如圖所示，固定在水平地面上的汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸和活塞導(dǎo)熱性能良好，活塞可無摩擦地自由滑動(dòng)，外界大氣壓恒為p，開始時(shí)氣體的體積為V，環(huán)境溫度為300 K. 當(dāng)環(huán)境升高到350 K時(shí)，該氣體的體積為_；此過程中，氣體的內(nèi)能增加了E，則氣體從外界吸收的熱量為_ 5. (2015南通、揚(yáng)州、泰州三模)如圖所示，內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸水平放置，一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在汽缸內(nèi)，外界大氣壓強(qiáng)為p0、溫度為T0.現(xiàn)對(duì)汽缸緩慢加熱，體積由V1增大為V2，此過程氣體吸收熱量Q1；然后固定活塞，停止加熱，封閉氣體的溫度逐漸降低至與外界大氣溫度相同求： (1) 剛停止加熱時(shí)封閉氣體的溫度T. (2) 停止加熱后，封閉氣體向外傳遞的熱量Q2. 【答案】 Q1p0(V2V1) 6. (2016南通、泰州、揚(yáng)州、淮安二模)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ABCDA循環(huán)，p1、p2、V1、V2均為已知量. 已知A狀態(tài)的溫度為T0，求： (1) C狀態(tài)的溫度T. (2) 完成一個(gè)循環(huán)，氣體與外界交換的熱量Q. 【答案】 (p2p1)(V2V1)