南方新高考高考物理一轮总复习 专题十一 第3讲 热力学定律 能量守恒课件 新人教版.ppt

第3讲 热力学定律 能量守恒 一 热力学第一定律1 内容 物体内能的增量 u等于外界对物体做的功w和 物体吸收的热量q的总和 u q w 2 表达式 3 改变物体内能的两种方式的比较 4 温度 内能 热量 功的区别 基础检测 1 多选 2015年甘肃一模 下列说法正确的是 a 液体温度越高 悬浮颗粒越小 布朗运动越剧烈b 不考虑分子势能 则质量 温度均相同的氢气和氧气的内能也相同c 第一类永动机不可能制成 因为违背了能量守恒定律d 物体吸收热量 则其内能一定增加e 能量耗散从能量转化角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性答案 ace 二 热力学第二定律能量守恒定律1 热力学第二定律 1 克劳修斯表述 热量不能 地从低温物体传到 高温物体 自动 不引起其他变化 2 开尔文表述 不可能从单一热源吸收热量并把它完全用来做功 而 3 意义 揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性 是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律 4 热力学第二定律的微观实质 无序 微观表述 一个孤立系统在不可逆绝热过程中的熵增量大于零 在可逆绝热过程中的熵增量等于零 意义 熵值越大代表系统越无序 一切自发的宏观过程总是沿着分子热运动状态 性增加的方向进行 2 能量守恒定律 保持不变 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 或者从一个物体转移到别的物体 在转化和转移过程中其总量 这就是能量守恒定律 3 两类永动机的比较 基础检测 2 多选 2016年云南玉溪期中 下列说法中正确的是 a 一定质量的理想气体温度升高时 分子的平均动能一定增大b 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功 而不引起其他变化c 不可能使热量从低温物体传向高温物体d 当分子力表现为引力时 分子势能随分子间距离的增大而增大e 分子间距离增大时 分子力一定减小 解析 温度是分子平均动能的标志 温度升高 分子平均动能一定增大 a正确 热力学第二定律可以表示为 由热力学第二定律知 不可能从单一热源吸收热量 使之完全变为有用功而不引起其他变化 b正确 通过做功的手段可以使热量从低温物体传向高温物体 c错误 当分子力表现为引力时 增大分子间的距离 需要克服分子间的引力做功 所以分子势能增大 d正确 分子间的作用力随分子间距离的增大先减小再增大后减小 因此分子力可能增大 也可能减小 e错误 答案 abd 考点 热力学定律的理解和应用 重点归纳1 热力学第一定律的理解 1 由 u q w可知 改变物体的内能有两种方式 做功和热传递 只考虑其中之一无法确定内能的变化 2 在 u q w中 w表示做功情况 说明内能和其他形式的能可以相互转化 q表示吸热或放热的情况 说明内能可以从一个物体转移到另一个物体 而 u q w是能量守恒定律的具体体现 3 热力学第一定律的符号法则 功w 0 外界对系统做功 w 0 系统对外界做功 热量q 0 物体吸热 q 0 物体放热 内能 u 0 内能增加 u 0 内能减少 2 热力学第二定律的理解 1 在热力学第二定律的表述中 自发地 不产生其他 影响 的含义 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 不产生其他影响 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 2 热力学第二定律的实质 揭示了大量分子参与宏观过程的方向性 进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性 3 热力学第二定律的微观意义 一切自发过程总是沿着分 子热运动的无序性增大的方向进行 3 热力学过程方向性实例 典例剖析 例题 2015年北京卷 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 由热力学第一定律 u w q可知 物体放出热量 q 0 但是w未知 则 u不一定小于零 即内能不一定减少 选项a错误 对外做功w 0 但q未知 所以 u依旧不能判定 选项b错误 吸收热量q 0 对外做功w 0 w q可为正或为零或为负 即内能可能增加或不变或减小 选项c正确 放热q 0 且对外做功w 0 则 u 0 即内能一定减少 选项d错误 故选c 答案 c 备考策略 1 当做功和热传递两种过程同时发生时 内能的变化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 若与外界绝热 则不发生热传递 此时q 0 考点练透 1 2014年重庆卷 重庆出租车常以天然气作为燃料 加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中若储气罐内气体 体积及质量均不变 则罐内气体 可视为理想气体 a 压强增大 内能减小b 吸收热量 内能增大c 压强减小 分子平均动能增大d 对外做功 分子平均动能减小 解析 对理想气体由pv nrt可知体积和质量不变 温度升高时 压强增大 选项c错误 理想气体的内能只有分子动能 而温度是平均动能的标志 故温度升高 分子平均动能增大 内能增大 选项a d错误 体积不变 故w 0 由热力学第一定律 u q w知 吸热内能增大 故选b 答案 b 2 多选 2016年湖南师范大学附属中学月考 下列说法正 确的是 a 理想气体等温膨胀时 内能不变b 扩散现象表明分子在永不停息地运动c 分子热运动加剧 则物体内每个分子的动能都变大d 在绝热过程中 外界对物体做功 物体的内能一定增加e 布朗运动反映了悬浮颗粒内部的分子在不停地做无规则热运动 解析 理想气体的内能只与温度有关 等温膨胀时 温度不变 则内能不变 选项a正确 扩散现象表明分子在永不停息地运动 选项b正确 分子热运动加剧 则物体内分