第八章-第2单元-热力学定律及能量守恒-气体课件

1、一、热力学定律1热力学第一定律(1)内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热 传递的过程，那么，外界对物体所做的功W加上物体从 外界吸收的热量Q等于物体 的增加U.(2)表达式：U .内能WQ2热力学第二定律(1)两种表述不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而 (2)意义：热力学第二定律使人们认识到，自然界中进行的 涉及热现象的宏观过程都具有方向性不引起其他变化不引起其他变化3热力学第三定律(1)内容：热力学零度不可达到(2)热力学温度T与摄氏温度t的关系：Tt K.273.154两类永动机第一类永动机第二类永动机不消耗任何能量却可以源

2、源不断地对外做功的机器从单一热源吸热，全部用来对外做功而不引起其他变化的机器违背 定律，不可能实现违背 定律，不可能实现能量守恒热力学第二二、能量守恒定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从 转移到 ，在能的转化或转移的过程中其总量 另一个物体一个物体保持不变三、描述气体的状态参量1温度(T或t)(1)物理意义：宏观上表示物体的 ；微观上标 志物体内分子热运动的激烈程度它是物体分子 的标志冷热程度平均动能(2)两种温标摄氏温标(t)：单位.在1个标准大气压下，水的冰点作为 ，沸点作为 .热力学温标(T)：单位K.把 作为0 K绝对零度(0 K)是低

3、温的极限，只能接近不能达到两种温标的关系：就每1度表示的冷热差别来说，两种温标是 ，只是零值的起点不同，所以二者关系为T ，Tt.0100273相同的t273.15 (K)2体积(V)(1)意义：气体分子所占据的空间，也就是气体所充满的容器的容积(2)单位： 1 m3 L mL.m31031063压强(p)(1)定义：气体作用在器壁单位面积上的压力数值上等 于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量(2)产生原因：由于大量气体分子无规则地运动而碰撞器壁， 形成对器壁各处均匀、持续的压力(3)决定因素：一定质量气体的压强大小，微观上决定于分 子的 和 ；宏观上决定于气体的 和 .(4)单位换

4、算：1 atm mmHg Pa.平均动能分子数密度温度T体积V7601.013105四、气体分子动理论1气体分子运动的特点：由于气体分子间距大，气体分子的大小可以忽略，分子间的作用力很小，也可以忽略因此，除分子间及分子与器壁间碰撞外，分子间无相互作用力，所以不计 ，气体的内能只与气体的物质的量和 有关，分子处于自由运动状态分子势能温度2气体分子运动的统计规律(1)气体分子沿各个方向运动的机会(机率) (2)大量气体分子的速率分布呈现 (中等速率的分 子数目多)、 (速率大或小的分子数目少)的规 律(3)当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向 的一方移动，即速率大的分子数目增多，速率小的分子数

5、目减少，分子的平均速率 ，但不是每个气体分子的速率均增大相等中间多两头少速率大增大 理想气体是实际气体在一定条件下近似的一种物理模型在温度不太低、压强不太大的情况下，实际气体可当做理想气体来处理，理想气体没有分子势能，内能只由温度和气体物质的量来决定1下列说法中正确的是 ()A一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B一切不违反能量守恒与转化定律的物理过程都是可能实现的C由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D一切物理过程都不可能自发地进行解析：热力学第二定律指出了热现象的方向性，而同时也指出了发生这些单一方向的过程的条件自发，这也就说明了这些过程中的一些，其逆过程在某些条件下也是可以发生的

6、，但也有的是不可能发生的答案：AC2下列说法正确的是 ()A气体的温度升高时，并非所有分子的速率都增大B盛有气体的容器做减速运动时，容器中气体的内能随之减小C理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气体的内能不变D一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大解析：气体的温度升高，分子的平均速率增大，并非所有分子的速率都增大，故A项正确气体的内能为所有分子热运动的动能之和，与机械运动无关，故B项错由热力学第一定律UWQ，当W0时不能确定U0，故C项错一定质量的理想气体经等温压缩后，气体压强一定增大，故D项正确答案： AD3关于物体内能的变化，以下说法正确的是 ()A物体机械能减少时，其内能也

7、一定减少B物体吸收热量，其内能一定增加C.外界对物体做功，物体内能一定增加D物体吸收热量的同时又对外做功，物体的内能可能增加，也可能减少或保持不变解析：机械能和内能没有必然联系，物体机械能减少时，其内能不一定减少，A错；根据热力学第一定律UQW，物体内能变化与外界对气体做功(或气体对外界做功)、气体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关，物体吸收热量，有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减少，也可能增加，所以B错误，D正确；外界对物体做功同时有可能对外放热，内能不一定增加，C错答案：D4(2011内江模拟)一个内壁光滑、绝热的汽缸固定在地面上，绝热的活塞下方封闭着空气，若突然用竖直向上的力

8、F将活塞向上拉一些，如图821所示则缸内封闭着的气体 ()A每个分子对缸壁的冲力都会减小B 单位时间内缸壁单位面积上受到的 图821 气体分子碰撞的次数减少C分子平均动能不变D若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量解析：绝热汽缸和活塞，热交换Q0，当用力F将活塞向上拉一些时，气体对外做功，由UWQ知，气体的内能减小，温度降低，压强减小，所以气体分子的平均动能减小，C错，A错，B对因拉力F做的功不等于气体对外做的功，所以拉力F做的功不等于缸内气体内能的改变量，D错答案： B5关于热力学定律，下列说法正确的是 ()A在一定条件下物体的温度可以降到0 KB物体从单一热源吸收的热量

9、可全部用于做功C吸收了热量的物体，其内能一定增加D压缩气体总能使气体的温度升高解析：0 K是低温的极限，任何物体的温度只能接近而不能达到，所以A项错误；根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收热量全部用来对外做功而不产生其他影响，但在“产生其他影响的情况”下，也可以从单一热源吸收热量全部用来做功，所以B项正确；内能的改变与热传递和做功同时有关，所以C、D错误答案：B1.热力学第一定律(1)符号规定W外界对物体做功W0物体对外界做功W0物体向外界放出热量Q0物体内能减少U0(2)热力学第一定律是能量守恒的具体体现，说明能量在转移和转化过程中是守恒的2热力学第二定律热力学第二定律是说不违背能量

10、守恒定律的热力学过程的发生具有方向性热力学过程的方向性实例：关键一点 热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都能实现 一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)从外界吸收了4.2102 J的热量，同时气体对外做了6105 J的功，问：(1)气体的内能如何变化？变化了多少？(2)气体的分子势能如何变化？(3)分子的平均动能如何变化？思路点拨由题意知热量Q为正，功W为负，利用热力学第一定律求解(1)问；分子力做功引起分子势能的变化情况与重力做功引起重力势能的变化情况类似解析(1)因气体从外界吸收热量，所以Q4.2105 J，气体对外做功6105

11、 J，则外界对气体做功W6105 J，由热力学第一定律UWQ得U6105 J4.2105 J1.8105 J，所以气体的内能减少了1.8105 J.(2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子力做负功，气体的分子势能增加了(3)因为气体的内能减少了，而分子势能增加了，所以分子的平均动能必然减少了，且分子平均动能的减少量一定大于分子势能的增加量答案(1)减少1.8105 J(2)增加(3)减少1下列说法正确的是 ()A物体吸收热量，其温度一定升高B热量只能从高温物体向低温物体传递C遵守热力学第一定律的过程不一定能实现D做功和热传递是改变物体内能的两种方式解析：做功和热传递都能改变物体

12、的内能，因此物体吸热温度不一定升高，A错，D对由热力学第二定律可知，B错C对答案：CD1.气体压强的计算(1)在气体流通的区域，各处压强相等，如容器与外界相 通，容器内外压强相等；用细管相连的容器，平衡时 两边气体压强相等(2)液体内深为h处的总压强pp0gh，式中的p0为液 面上方的压强，在水银内，用cmHg做单位时可表示 为pHh.(3)连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处 压强相等(4)求用固体(如活塞)或液体(如液柱)封闭在静止的容器内 的气体压强，应对固体或液体进行受力分析，然后根 据平衡条件求解(5)当封闭气体所在的系统处于力学非平衡的状态时，欲 求封闭气体的压强，首先选

13、择恰当的研究对象(如与气 体关联的液柱、活塞等)，并对其进行正确的受力分析 (特别注意内、外气体的压力)，然后根据牛顿第二定 律列方程求解(4)气体的温度、压强、体积间的关系温度不变：分子的平均动能不变，若体积减小，单位体积内分子数目增多，气体的压强增加体积不变：单位体积内的分子数目不变，温度升高，分子的平均动能增加，气体的压强增加压强不变：温度升高，气体分子的平均动能增加，只有气体的体积增大，单位体积内的分子数减少，才可保持气体的压强不变关键一点 大气压强是由于空气受重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强；气体压强是由气体分子频繁碰撞器壁产生的 (2011安顺模拟)如图822所示

14、，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气，气柱长L20 cm.活塞A上方的水银深H10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向 图822 上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0相当于75 cm高的水银柱产生的压强则此时气体的压强为 ()审题指导求解本题应把握以下两点：(1)被封闭气体的压强等于大气压强加上水银柱产生的压强(2)求解水银柱高度时，注意水银的体积保持不变A100 cmHgB85 cmHgC95 cmHg D75 cmHg答案C 计算被封闭气体的压强时，

15、可根据用来封闭气体的容器、活塞、液柱等的运动状态结合共点力的平衡或牛顿第二定律等列式求解2下列说法正确的是 ()A气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小D单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大解析：气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，其大小跟气体的分子数、体积和温度都有关系，由此可知只有A正确答案：A关键一点理想气体无分子势能，只有分子动能，一定质量的气体，其内能只取决于温度，而与体积无关 如图823所示，水平放置的密封

16、汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为体积相等的左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧 图823气体内有一电热丝汽缸壁和隔板均绝热初始时隔板静止，左右两边气体温度相等现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比 ()A右边气体温度升高，左边气体温度不变B左右两边气体温度都升高C左边气体压强增大D右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量答案BC(1)加热后两边的气体分子热运动哪边更激烈(2)哪边气体的内能增加的多答案：(1)右边(2)右边考情分析本考点的命题多集中在热力学两大定律的应用气体状态参量的意义与热力学第一定律的综合，还有气体实验定律与气体状态方程

17、的应用知识点上；对热学知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点；把热学知识综合在一起进行考查，多以选择题的形式出现，题目难度中等或中等偏下本考点还可与生活、生产的实际相联系来考查热学知识在实际中的应用考查自主学习能力和创新能力的新情景试题.1(2010广东高考)如图824是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的 () 图824A温度升高，内能增加600 JB温度升高，内能减少200 JC温度降低，内能增加600 JD温度降低，内能减少200 J解析：本题考查气体的内能、热力学第一定律，意在考查考生的理解能力、分析综合能力对气体做功8

18、00 J，同时气体放出热量200 J，由热力学第一定律得UWQ800 J200 J600 J，即气体温度升高，内能增加600 J，故A项正确答案：A2(2010全国卷)如图825，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分，已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空抽开隔 图825板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态在此过程中， ()A气体对外界做功，内能减少B气体不做功，内能不变C气体压强变小，温度降低D气体压强变小，温度不变答案：BD3(2010重庆高考)给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体 ()A从外界吸热B对外界做负功C

19、分子平均动能减小 D内能增加答案：A4(2010广东高考)如图826所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空 图826气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 ()A体积不变，压强变小 B体积变小，压强变大C体积不变，压强变大 D体积变小，压强变小解析：本题考查气体的体积、压强、温度的关系，意在考查考生的分析综合能力以细管中封闭气体为研究对象，当洗衣缸内水位升高时，细管中封闭气体压强变大，而气体温度不变，则由玻意尔定律知，气体体积变小，故B项正确答案：B5(2010课标全国卷)如图827所示，一开口汽缸内盛

20、有密度为的某种液体；一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进 图827入小瓶中液柱的长度均为l/4.现用活塞将汽缸封闭(图中未画出)，使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为l/2，求此时汽缸内气体的压强大气压强为p0，重力加速度为g.点击此图片进入“课下提知能”11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，

21、寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号

22、文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，

23、但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为

24、什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位

25、，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明

26、，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观

27、滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，

28、但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意