《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：选修3-3第3讲热力学定律与能量守恒

1、高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 选修选修33 选考部分选考部分高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 第第3讲热力学定律与能量守恒讲热力学定律与能量守恒高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 一、热力学第一定律与能量守恒定律一、热力学第一定律与能量守恒定律1改变物体内能的两种方式改变物体内能的两种方式方式方式做功做功热传递热传递内能内能变化变化外界对物体做功，物体的外界对物体做功，物体的内能增加；内能增加；物体对外界做功，物体的物体对外界做功，物体的内能减少内能减少物体吸收热量，内能增加；物体吸收热量，

2、内能增加；物体放出热量，内能减少物体放出热量，内能减少本质本质其他形式的能与内能之间其他形式的能与内能之间的转化的转化不同物体间或同一物体不同不同物体间或同一物体不同部分间内能的转移部分间内能的转移相互相互联系联系做一定量的功或传递一定量的热在改变内能的效果上做一定量的功或传递一定量的热在改变内能的效果上是相同的是相同的高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 2.热力学第一定律热力学第一定律(1)内容：物体内能的增量内容：物体内能的增量U等于等于_ _.(2)表达式：表达式：_.3能量守恒定律能量守恒定律(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能内容：能

3、量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能_，或者从，或者从_ _，在转化或转移的过程中其，在转化或转移的过程中其_(2)任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的，不消耗能任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的，不消耗能量而对外做功的量而对外做功的_永动机是不可能制成的永动机是不可能制成的外界对物体做的功外界对物体做的功W和物体吸收的热量和物体吸收的热量Q的总和的总和UQW从一种形式转化为另一种形式从一种形式转化为另一种形式一个物体转移到别的一个物体转移到别的物体物体总量保持不变总量保持不变第一类第一类高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 【跟踪训练【跟踪训练】1(单

4、选单选)如图如图1131所示，一演示用的所示，一演示用的“永动机永动机”转轮转轮由由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而的叶片轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水划水”，推，推动转轮转动离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较动转轮转动离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动下列说法正确的是长时间转动下列说法正确的是()图图1131高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 A转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗

5、外界能量B转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C转动的叶片不断搅动热水，水温升高转动的叶片不断搅动热水，水温升高D叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量量【答案【答案】D【解析【解析】该该“永动机永动机”叶片进入水中，吸收热量而伸展划叶片进入水中，吸收热量而伸展划水，推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片形状迅速水，推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片形状迅速恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，所以水温逐渐降低，所以水温逐

6、渐降低，A、B、C错，错，D对对高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 2(单选单选)关于物体内能的变化，下列说法正确的是关于物体内能的变化，下列说法正确的是()A物体吸收热量，内能一定增大物体吸收热量，内能一定增大B物体对外做功，内能一定减小物体对外做功，内能一定减小C物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变【答案【答案】C高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 3(单选单选)(2015年湛江模拟年湛江模拟)如图如图

7、1132所示，用一根与所示，用一根与绝热活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在某一高度静止不动，汽绝热活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在某一高度静止不动，汽缸开口向上，缸内封闭一定质量的气体，缸内活塞可以无摩擦缸开口向上，缸内封闭一定质量的气体，缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气，现将细线剪断，让汽缸自由下落，则下列说法移动且不漏气，现将细线剪断，让汽缸自由下落，则下列说法正确的是正确的是()A气体压强减小，气体对外界做功气体压强减小，气体对外界做功B气体压强增大，外界对气体做功气体压强增大，外界对气体做功C气体体积减小，气体内能减小气体体积减小，气体内能减小D气体体积增大，气体内能减小气体体积增大，气体内能

8、减小【答案【答案】B高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 二、热力学第二定律二、热力学第二定律1两种表述两种表述(1)第一种表述：热量不能自发地从第一种表述：热量不能自发地从_物体传递到物体传递到_物体物体(克劳修斯表述克劳修斯表述)(2)第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化来做功，而不引起其他变化(开尔文表述开尔文表述)2第二类永动机是指设想只从单一热源吸收热量，使之第二类永动机是指设想只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机这类永动机不可完全变为有用的功

9、而不引起其他变化的热机这类永动机不可能制成的原因是违反了能制成的原因是违反了_热力学第二定律热力学第二定律低温低温高温高温高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 【跟踪训练【跟踪训练】4(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是()A一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的实现的C由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D一切物理过程都不可能自发地进行一切物理过程都不可能自发地进行【答案

10、【答案】AC【解析【解析】由热力学第二定律和能量守恒定律易判断选项由热力学第二定律和能量守恒定律易判断选项A、C是正确的是正确的高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 5(单选单选)关于对永动机的认识，下列说法正确的是关于对永动机的认识，下列说法正确的是()A第一类永动机和第二类永动机都违背了能量守恒定第一类永动机和第二类永动机都违背了能量守恒定律，所以都不可能制成律，所以都不可能制成B第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机没第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机没有违背能量守恒定律，因此，随着科学技术的迅猛发展，第二有违背能量守恒定律，因此，随着科学技

11、术的迅猛发展，第二类永动机是可以制成的类永动机是可以制成的C第一类永动机违反了能量守恒定律，第二类永动机违第一类永动机违反了能量守恒定律，第二类永动机违反了热力学第二定律，这两类永动机都不可能制成反了热力学第二定律，这两类永动机都不可能制成D两类永动机的实质和工作原理是相同的，都是人们的两类永动机的实质和工作原理是相同的，都是人们的美好设想，是永远不会实现的美好设想，是永远不会实现的高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 【答案【答案】C【解析【解析】第一类永动机违反了能量守恒定律，不可能制第一类永动机违反了能量守恒定律，不可能制成；第二类永动机违反了热力学第二定律

12、，也不可能制成成；第二类永动机违反了热力学第二定律，也不可能制成高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 1热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式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热传递之间的定量关系2对公式对公式UQW符号的规定符号的规定对热力学第一定律的理解与应用对热力学第一定律的理解与应用 符符 号号WQU外界对物体做功外界对物体做功物体吸收热量物体吸收热量内能增加内能增加物体对外界做功物体对外界做功物体放出热量物体

13、放出热量内能减少内能减少高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 3.几种特殊情况几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则若过程是绝热的，则Q0，WU，外界对物体做的，外界对物体做的功等于物体内能的增加量；功等于物体内能的增加量；(2)若过程中不做功，即若过程中不做功，即W0，则，则QU，物体吸收的热，物体吸收的热量等于物体内能的增加量；量等于物体内能的增加量；(3)若过程的始、末状态物体的内能不变，即若过程的始、末状态物体的内能不变，即U0，则，则WQ0或或WQ，外界对物体做的功等于物体放出的热量，外界对物体做的功等于物体放出的热量高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理

14、选考部分选考部分选修选修33 (单选单选)某一密闭容器中密封着一定质量的某种实某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体，气体分子间的相互作用力表现为引力关于实际气体际气体，气体分子间的相互作用力表现为引力关于实际气体的下列说法正确的是的下列说法正确的是()A在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁的顶在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁的顶部没有作用力部没有作用力B若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增加若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增加C若气体被压缩，外界对气体做功，则气体内能一定增若气体被压缩，外界对气体做功，则气体内能一定增加加D若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功

15、，则若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功，则气体分子的动能一定不变气体分子的动能一定不变高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 (单选单选)(2015年广州调研年广州调研)把浸有乙醚的一把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内的底部，快速压下活塞时，棉花燃烧小块棉花放在厚玻璃筒内的底部，快速压下活塞时，棉花燃烧起来，此实验说明起来，此实验说明()A做功使管内气体热量增加做功使管内气体热量增加B热传递不能改变物体的内能热传递不能改变物体的内能C做功改变了管内气体的内能做功改变了管内气体的内能D热传递

16、改变了管内气体的热量热传递改变了管内气体的热量【答案【答案】C【解析【解析】根据实验，快速压下活塞时，棉花燃烧起来，说根据实验，快速压下活塞时，棉花燃烧起来，说明玻璃筒内的温度升高，内能增加，这一过程是通过做功实现明玻璃筒内的温度升高，内能增加，这一过程是通过做功实现的的高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中其总量保持不变，这就是能量守恒定律和转

17、移的过程中其总量保持不变，这就是能量守恒定律特别提醒：特别提醒：(1)能的转化和守恒定律是自然界的普遍规律，能的转化和守恒定律是自然界的普遍规律，违背该定律的第一类永动机是永远无法实现的违背该定律的第一类永动机是永远无法实现的(2)物质不同的运动形式对应着不同形式的能，各种形式的物质不同的运动形式对应着不同形式的能，各种形式的能可以相互转化或转移能可以相互转化或转移能量转化与能量守恒定律的应用能量转化与能量守恒定律的应用 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 (单选单选)在一个与外界没有热交换的房间内打开冰在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门，冰箱正常工作，过

18、一段时间房间内的温度将如何变化箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将如何变化()A降低降低B.升高升高C不变不变D.无法确定无法确定高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 (单选单选)关于系统的内能及其变化，下列说关于系统的内能及其变化，下列说法正确的是法正确的是()A系统的温度改变时，其内能必定改变系统的温度改变时，其内能必定改变B系统对外做功，其内能不一定改变；向系统传递热系统对外做功，其内能不一定改变；向系统传递热量，其内能不一定改变量，其内能不一定改变C对系统做功，系统内能必定改变；系

19、统向外传出一定对系统做功，系统内能必定改变；系统向外传出一定热量，其内能必定改变热量，其内能必定改变D若系统与外界不发生热交换，则系统的内能必定不改若系统与外界不发生热交换，则系统的内能必定不改变变【答案【答案】B高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 1在热力学第二定律的表述中，在热力学第二定律的表述中，“自发地自发地”“”“不产生其不产生其他影响他影响”的涵义：的涵义：(1)“自发地自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，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需要借助外界提供能量的帮助(2)“不产生其他影响不产生其他影响”的涵

20、义是发生的热力学宏观过程只的涵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、放热、做功等对热力学第二定律的理解对热力学第二定律的理解高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 2热力学第二定律的实质热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏热力学第二定律的每一种表述，都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象的宏观过程都具有

21、方向性高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 特别提醒：特别提醒：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程机械能，如气体的等温膨胀过程高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 4两类永动机的比较两类

22、永动机的比较第一类永动机第一类永动机第二类永动机第二类永动机不需要任何动力或燃不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做料，却能不断地对外做功的机器功的机器从单一热源吸收热量，使之完从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响全变成功，而不产生其他影响的机器的机器违背能量守恒定律，不违背能量守恒定律，不可能制成可能制成不违背能量守恒定律，违背热不违背能量守恒定律，违背热力学第二定律，不可能制成力学第二定律，不可能制成高三一轮总复习高三一轮总复习 物理物理选考部分选考部分选修选修33 (多选多选)下列说法正确的有下列说法正确的有()A热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体体传到高温物体B热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体体传到高温物体C机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械功为机械功D机械功可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械功可以全部转化为热量，热量也可