《高考风向标》高考物理一轮复习 专题十三 第3讲 热力学定律 能量守恒课件

第3讲热力学定律能量守恒方式做功热传递内能变化外界对物体做功，物体的内能增加 物体对外做功，物体的内能减小物体吸收热量，内能增加物体放出热量，内能减小本质其他形式的能与内能之间的转化不同物体间或同一物体不同部分间内能的转移相互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是相同的考点1热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式的比较概念温度内能(热能)热量功涵义物体分子平均动能大小的标志，对个别分子来说，温度 没有意义物体内所有分子动能和势能 的总和热传递过程中内能的改变量机械能或其他形式的能和内能之间的转化 过程2.温度、内能、热量、功的区别3.热力学第一定律(1)内容：物体内能的增量ΔU等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q的总和．(2)表达式：.W＋Q＝ΔU(3)符号法则：＞＜吸放①功W0，外界对系统做功；W0，系统对外界做功；②热量Q＞0，物体热；Q＜0，物体热；

③内能ΔU＞0，内能增加；ΔU＜0，内能减少． 在应用热力学第一定律时，应特别分清W、Q的正负号，以便准确地判断ΔU的正、负． (4)容易出错的几种特殊情况 ①若是绝热过程，则Q＝0、W＝ΔU，即外界对物体做的功等于物体内能的增加；②若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加；

③若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．D1．(单选)关于物体的内能和热量，下列说法中正确的是()A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．热量是热传递过程中内能转移的量度C

2．(单选)关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()A．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C．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

3．(双选)某体育馆内有一恒温游泳池，水温等于室温，现有一个气泡从水池底部缓缓上升，那么在上升过程中，泡内气体(可视为理想气体)()A．分子间的平均距离减小B．分子平均动能减小C．不断吸热D．压强不断减小CD

解析：气泡处在恒温的水池中，可认为温度不变，故平均动能不变，选项B错；气泡从水池底部缓缓上升过程中，其压强在不断减小，由气体压强的微观解释可知，体积必在增大，对外做功，而温度不变，对理想气体而言，其内能不变，由热力学第一定律知，气体必不断从外部环境中吸热，故选项A错，C、D正确．图13－3－1A．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C．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4．(单选)如图13－3－1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，则下列说法正确的是(

)

B考点2热力学第二定律、能量守恒定律1．热力学第二定律(1)两种表述：解析：在没有剪断线前，汽缸内密封气体的压强p＝p0－GS；剪断线后，汽缸及活塞都做自由落体运动，系统完全失重，p′＝p0，即压强增大，故A错．剪断线后，由于气体压强增大到等于大气压，活塞相对汽缸向下运动动，气体体积减小，外界对气体做功，故B对．由热力学第一定律可知，气体内能增大，故C、D错．

①按热传递的方向性来表述：热量不能地从低温物体传到高温物体．自发不产生其他影响②按机械能与内能转化过程的方向性来表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而．

(2)热力学第二定律的意义：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． (3)热力学第二定律的微观解释

①一切自然过程总是沿着分子热运动的进行．这是热力学第二定律的微观意义．

性增大的方向②从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一无序个孤立系统统总是从熵熵小的状态态向熵大的的状态发展展，而熵值值较大代表着较为为无序，所所以自发的的宏观过程程总是向无无序度更大大的方向发展．2．能量守守恒定律(1)内容容：能量既既不能凭空空产生，也也不能凭空空消失，它它只能从一种形式式转化为别别的形式，，或者从一一个物体转转移到别的的物体．．这就是能能的转化和和在转化或转转移的过程程中其总量量守恒定律．．保持不变(2)对能能量守恒定定律的理解解：①某种形式式的能减少少，一定有有其他形式式的能增加加，且减少少第一类永动机第二类永动机不消耗能量却可以源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能量守恒，不可能实现不违背能量守恒，违背热力学第二定律，不可能实现量与增加量量相等．②某个物体体能量的减减少，一定定存在其他他物体能量量的增加，，且减少量和和增加量一一定相等．．③在利用能能量转化与与守恒定律律解题时，，要注意先先搞清过程程中有几种形形式的能在在转化或转转移，分析析初、末状状态确定ΔΔE增、ΔE减各为多少少，再由由ΔE增＝ΔE减列式计算算．3．两类类永动机机的比较较5．(双选)下列说法法中正确)ACA．一切涉涉及热现现象的宏宏观过程程都具

B．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

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：由热力学第二定律和能量守恒定律易判断A、C是正确的．

6．(单选)关于对永永动机的的认识，，下列说说法正确确的是()A．第一类类永动机机和第二二类永动动机都违违背了能能量守恒恒定律，，所以都不不可能制制成CB．第一类类永动机机违背了了能量守守恒定律律，第二二类永动动机没有有违背能量量守恒定定律，因因此，随随着科学学技术的的迅猛发发展，第第二类永动机是

C．第一类永动机违反了热力学第一定律，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

D．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，是永远不会实现的解析：第一类永动机违背了能量守恒定律，不可能制成；第二类永动机违反了热力学第二定律，也不能制成．

7．(单选)如图13－3－2所示，直直立容器器内部有有被隔板板隔开的A、B两部分气气体，A的密度小小，B的密度较较大，抽抽去隔板板，加热气体体，使两两部分气气体均匀匀混合，，设在此此过程气气体吸热热Q，气体内能能增量为为ΔU，则()图13－3－2A．ΔU＝QB．ΔU<QC．D．无法比较解析：A、B气体开始的合重心在中线线下，混合均匀后后在中线，所以系统统重力势能增增大．由能量量守恒知：吸吸收热量一部分增加气体内能能，一部分增加加重力B热点热热力学定律综综合问题【例1】(双选)(2009年全国Ⅱ)如图13－3－3，水平放置的的密封汽缸内的的气体被一竖竖直隔板分隔隔为左右两部部分，隔板可可在汽缸内无摩擦滑动，，右侧气体内内有一电热丝丝．汽缸壁和和隔板均绝热．初始时时隔板静止，，左右两边气气体温度相等等．现给电热热丝提供一微弱电电流，通电一一段时间后切切断电源．当当缸内气体再再次达到平衡时，，与初始状态态相比()图13－3－3A．右边气体体温度升高高，左边气气体温度不不变B．左右两边边气体温度度都升高C．左边气体体压强增大大D．右边气答案：BC解析：当电热丝通通电后，右右边的气体体温度升高高，气体膨膨胀，将隔板向左左推，对左左边的气体体做功，根根据热力学学第一定律律，内能增加，气气体的温度度升高，再再根据气体体实验定律律，左边的的气体压强增大．．A错，B、C正确．右边边气体内能能的增加值值为电热丝丝发出的热量量减去对左左边的气体体所做的功功，D错．故选BC.B．布朗运动动就是液体体分子的运运动CC．一定质量量的理想气气体从外界界吸收热量量，其内能能可能不变变D．热量不可可能从低温温物体传递递给高温物物体1．(单选)(2011年深圳一模模)下列叙述中中，正确的的是()A．物体体温温度度越越高高解析析：：温度度是是大大量量分分子子平平均均动动能能的的标标志志，，对对一一个个分分子子没没有有意义义；；布布朗朗运运动动是是液液体体分分子子无无规规运运动动的的间间接接反反映映；；热热量量低温物体传递给高温物体，而不引发其他变化．

说法法中中正正确确的的是是()CDA．只只要要知知道道气气体体出气体分子的质量

B．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律

C．一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大

D．液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的2．(双选)(2011年湛江调调研)关于热现现象和热热学规易错点：：热力学学定律【例1】(单选)将一装有有压缩空空气的金金属瓶的的瓶塞突突然打开开，使压缩空空气迅速速跑出，立即盖紧瓶塞，过一段时间后，瓶内压强将(设瓶外环境温度不变)()BA．仍为p0B．大于p0C．小于p0D．无法确确定错解分析析：由于是是在内内外气气压相相等的的情况况下塞塞上瓶瓶塞的的，所以过过一段段时间间后，，内外外压强强应该该仍然然相等等，所所以答答案应应该选选A.上述解解答中中没有有从热热力学学规律律出发发，不不能把把生活活语言言，如如”突然”，””空气气迅速速跑出””等词词语，，”翻翻译””成””物理理语言言”．上述表表达的的物理理语言言可表表述为为：压压缩气气体对对外做做功，，与外外界来来不及进进行热热交换换，即即所谓谓的绝绝热过过程．．另外外就是是”过一段段时间”，，这是是一个个可能能有热热交换换的过过程，，因为为瓶子子是金金属的的，金金属一般般都是是热的的良导导体．．上述述错误正是是因为为没有有分析析这两两个热热力学过程所所致.正确解析：：拔开瓶塞，瓶瓶内空气急速膨胀跑出来，，这是一个近似的绝绝热膨胀过程，气体体对外做功功．根据热热力学第一一定律，气体的内能能一定减少少，即温度度迅速降低低．由于是是在室温下下拔开瓶塞的，所以瓶内气体的的温度一定定低于室温温．当瓶内内外气体压强相等后，塞上瓶塞，立刻又又出现了一个新新的热力学过程，由于瓶内气温低于室室温，必将将有热量从外界界传向瓶内内空气，使瓶内空气的温温度升高，，瓶内空气气的压强也就随着温温度的升高高而增大．解此类题时时要注意把把握住题设设的关键词词所反映的隐隐含条件，，注意分析析物理过程程，只是根根据自己的的生活经验想当然