关于高考物理第一轮热力学定律复习学案

Word第第页关于高考物理第一轮热力学定律复习学案1.本章主要是讨论热和功间的关系、热力学第一其次定律，了解能源的开发利用，以拓宽同学们的视野。

2.本章主要是以以前学习过的内容为基础，讨论功与能间的关系，以热力学定律为基础结合各种能量间关系的计算。

3.高考中以选择题形式考查对基础学问的理解，以计算题形式计算能量间的转化和转移关系。

第一课时热力学定律

【要求】

1．理解热力学第肯定律和能量守恒定律。

2．知道热力学其次定律，知道能源与环境的关系，了解新能源的开发和利用。

【学问再现】

一、功和能

做功与热传递在转变内能方面二者是等价的．做功时内能与其它形式的能互相转化．热传递是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。

二、热力学第肯定律

功、热量跟内能转变之间的定量关系△U＝W+Q。

三、能的转化和守恒定律

1．能量既不能凭空产生，也不能凭空消逝，它只能从一种形式为另一种形式或从到另一个物体。

2．不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器叫，它违反了能的，因此这种机器制造出来。

四、热力学其次定律

1．热力学其次定律的两种表述

表述一，不行能使由低温物体传递到而不引起其他。

表述二：不行能从并把它全部用来对外而不引起其他改变。

2．其次类永动机：只从吸取热量，使之全部用来做功，而不引起其他改变的热机。

五、能源的开发利用

1．能源与人类进展关系是：。

2．能源与环境的关系是：。

3．等为新能源。

学问点一

温度、热量、功、内能功、热量是能量转化转移的量度，是与内能的改变相联系的，是过程量．内能是状态量．物体的内能大，并不意味着物体肯定会对外做功或向外传递热量，或者做的功多，传递的热量多．只有物体的内能改变大的过程中做的功或传递的热量才会多．温度只是分子平均动能的标志．物体的内能除与温度有关外，还与物体的物质的量、体积、物态等因素有关．

【应用1】推断以下各种说法是否正确()

A．物体从10℃变为8℃，其热量削减了．

B．物体从10℃变为8℃，放出了肯定的内能．

C．物体从10℃变为8℃，其内能削减了．

D．物体从10℃变为8℃，物体可能释放了肯定热量．

导示:热量是在有热交换过程中内能转移的物理量，物体没有热量削减的说法，A错。B中也只能说是放出了热量，而不是内能，B错。物体的内能不仅与温度有关，还与体积有关，C错。物体温度降低，可能向外传热，也可能有做功过程，D正确。

热力学问题中，一样要区分过程量与状态量之间的关系，

学问点二热力学第肯定律

物体内能的增量△U等于外界对物体做的功W和物体汲取的热量Q的总和．表达式：W十Q＝△U

【应用2】关于物体内能及其改变，以下说法中正确的选项是()

A．物体的温度转变时，其内能必定转变

B．物体对外做功，其内能不肯定转变；向物体传递热量，其内能不肯定转变

C．对物体做功，其内能必定转变；物体向外传出肯定热量其内能必定转变

D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不转变

导示:物体的内能不仅与温度有关，还与体积有关，温度转变，内能不肯定改变，A错。转变物体内能有两种方式：做功与热传递。物体对外做功，其内能不肯定转变；同样向物体传递热量，其内能不肯定转变，B正确，CD错。应选B。

符号法则：外界对物体做功，物体体积减小，W取正值；物体对外界做功，物体体积增大，W取负值．物体汲取热量，Q取正值；物体放出热量，Q取负值；物体内能增加，△U取正值，物体内能削减，△U取负值．

学问点三能量守恒定律

能量是量度物体运动的物理量，不同形式的能与不同的运动形式相对应．如：内能与分子热运动相对应，电能与电荷运动相对应等．能的转化肯定要通过做功才能实现，而能的转移要通过某种形式的传递来完成．不同形式能的转化，意味着物体的运动由一种形式转化成了另一种形式，因此，能量守恒是沟通不同运动的重要纽带．

【应用3】如下图，容器A、B各有一个自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带着阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，开头时，A中的水面比B中的高，打开阀门，使A中的水渐渐向B中流，最终到达平衡，在这个过程中〔〕

A．大气压力对水做功，水的内能增加

B．水克服大气压力做功，水的内能削减

C．大气压力对水不做功，水的内能不变

D．大气压力对水不做功，水的内能增加

导示:大气压力对左侧水做功，同时右侧水对大气做功，可知两者做功相等，所以大气对水做功为零。而水的内能增加的缘由是由于重力对水做了功，转化成了水的内能。故ABC错，D正确。

各种形式的能在转化和转移中总能量守恒是无条件的，而某种或某几种形式的能的'守恒是有条件的，如：在只有重力和弹力做功时，机械能才守恒，对此应予以留意．某种形式的能削减，肯定有其他形式的能增加，且削减量和增加量肯定相等，如：互相摩擦的系统中，一对滑动摩擦力所做的总功是负值，因此使系统的机械能削减，内能增加，摩擦力所做总功的肯定值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即等于系统损失的机械能．同理，若某个物体的能量削减，肯定存在其他物体的能量增加，且削减量和增加量肯定相等，这也是列能量守恒定律方程式的两条基本思路．

学问点四热力学其次定律

热力学第肯定律和热力学其次定律是热力学学问的基础理论．热力学第肯定律指出任何热力学过程中能量守恒，而对过程没有其他限制。热力学其次定律指明哪些过程可以自发的发生，哪些过程不行能自发的发生，如：其次类永动机不行能实现，热机效率不行能是100％，热现象过程中能量耗散是不行避开的，宏观的实际的热现象过程是不行逆的．

【应用4】以下说法中正确的选项是〔〕

A．热量能自发地从高温物体传给低温物体

B．热量不能从低温物体传到高温物体

C．热传导是有方向的

D．能量耗散说明能量是不守恒的

导示:热量能自发地从高温物体传给低温物体，而从低温物体传到高温物体则必需有肯定的条件，A对B错。热传导具有方向性，C正确。全部物理现象都遵循能的转化与守恒定律，D错。应选AC。

热力学其次定律有多种表述，但无论用什么方式表述，都是揭示了自然界的基本规律：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不行逆的．

类型一热力学第肯定律的应用

物体内能的增加与否，不能单单只看做功或者热传递，要将二者结合起来，内能的改变由△U＝W+Q得到．应用热力学第肯定律时，留意正确推断△U、W、Q的正负号。

【例1】在温度匀称的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地升到液面，上升过程中气泡的体积不断地增大，则气泡在浮起的过程中()

A．放出热量B．汲取热量

C．不吸热也不放热D．无法推断

导示:气体分子之间的距离很大，互相作用力很小，对气体来说，气体的状态改变时，分子势能几乎不变．所以，肯定质量的气体的内能的改变，就是气体分子热运动的动能总和的改变，即由温度的改变确定．在温度匀称的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地升到液面的过程中，小气泡温度不变，其内能增量△U＝0．上升过程中，气泡的体积不断增大，气体对外做功，即有W0，依据热力学第肯定律，可知q0，所以气泡在浮起的过程中，汲取热量，因此选项B正确．

物体处于大气环境中，做功的一个显著特点是物体的体积发生了改变，体积增大，物体对外做功，体积减小，外界对物体做功。

类型二能量守恒定律的应用

通过做功把其他形式的能量(特殊是机械能)转化为内能的问题是一类重要的综合题．解这类综合题的关键在于弄清内能的来源．如：在机械能与内能互相转化的过程中，转化为内能的往往不是讨论对象的全部机械能，而是系统损失的机械能．

【例2】直立容器内部有被隔开的AB两部分气体,A的密度小,B的密度大,抽去隔板,加热气体,使这两部分气体匀称混合,设在此过程中气体吸热Q,气体内能增量为ΔU,则

A.ΔU=QB.ΔUQD.无法比较

导示:AB混合前重心在中线以下，混合后重心在中线上，所以系统重力势能增大.汲取热量的一部分转化为重力势能，故ΔUQ。应选B。

此类问题往往会结合平抛运动、圆周运动、相对运动、电磁感应等力、电学问，需要综合运用系统能量守恒等重要规律，是高考中的一个重点．

1．在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门,冰箱冰箱正常工作,过一段时间房间内的温度将如何改变?〔〕

A.降低B.上升C.不变D.无法推断

2．以下说法中正确的选项是()

A．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

B．依据热力学其次定律，可以创造一种机器将散失的能量重新收集、重新利用

C．可以用特别的方法，使热机效率到达100％

D．冰箱可以实现热量从低温物体传给高温物体，所以热力学其次定律不正确

3．如图,密闭绝热容器内有一绝热的具有肯定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽视不计.置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上.弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的