1、菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）第3讲 热力学定律与能量守恒菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(见学生用书第 303 页)一、热力学定律1热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和(2)表达式：U.WQ菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(3)符号规定做功W外界对物体做功W0物体对外界做功W0吸放热Q物体从外界吸收热量Q0物体向外界放出热量Q0内能变化U物体内能增加U0物体内能减小U02.热力学第二定律的两
2、种表述(1)热量不能自发地从物体传到物体(2)不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响低温高温菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）二、能量守恒定律1能量守恒定律的内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式为另一种形式，或者是从一个物体到别的物体，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变2条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的例如，机械能守恒定律具有适用条件，而能量守恒定律是无条件的，是一切自然现象都遵守的基本规律转化转移菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（
3、广东专用）3两类永动机(1)第一类永动机：不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器违背，因此不可能实现(2)第二类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器违背，不可能实现能量守恒定律热力学第二定律菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(见学生用书第 204 页)1.温度、内能、热量、功的比较概念温度内能(热能)热量功含义表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大小的标志，它是大量分子热运动的集体表现，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，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的是热传递过程中内
4、能的改变量，热量用来量度热传递过程中内能转移的多少做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程关系温度和内能是状态量，热量和功则是过程量热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）物体的内能大，并不意味着物体一定会对外做功或向外传递热量只有物体的内能变化较大时，做的功或传递的热量才会多菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）2改变物体内能的两种方式 方式区别 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界做功，物体的内能减少物体吸收
5、热量，内能增加物体放出热量，内能减少物理实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之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菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）物体的内能是否增加，不能单纯地只看做功或者热传递，两个方式需要全面考虑菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）3对热力学第一定律的理解(1)由UQW，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UQW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
6、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UQW是能量守恒定律的具体体现(3)三种特殊情况若过程是绝热的，则Q0，WU，外界对物体做的功等于物体内能的增加若过程中不做功，即W0，QU，物体吸收的热量等于物体内能的增加若过程的始、末状态物体的内能不变，即U0，则WQ0或WQ，外界对物体做的功等于物体放出的热量菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）4能量守恒定律的理解及应用(1)自然界中能量的存在形式：物体运动具有动能、分子运动具有分子动能、电荷具有电能、原子核内部粒子的运动具有原子能等，可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应
7、(2)不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的(3)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等(4)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等(5)在利用能量转化与守恒定律解题时，要注意先搞清楚过程中有几种形式的能在转化或转移，分析初、末状态，确定E增、E减各为多少，再由E增E减列式计算菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）能量守恒是自然界中普遍存在的规律，是无条件的在能量守恒定律的表达式中只存在能量，不存在功菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物
8、理（广东专用）A外界对气体做功，气体内能增大B外界对气体做功，气体内能减小C气体对外界做功，气体内能增大D气体对外界做功，气体内能减小(2011广东高考)图 1131 为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N 两筒间密闭了一定质量的气体，M 可沿 N 的内壁上下滑动设筒内气体不与外界发生热交换，在 M 向下滑动的过程中()图 1131菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【聚焦题眼】(1)密闭了一定质量的气体(2)筒内气体不与外界发生热交换(3)在M向下滑动的过程中【解析】因为M、N内被封闭气体体积减小，所以外界对气体做功由热力学第一定律及M、N内气
9、体与外界没有热交换可知外界对气体做功，内能一定增加，故A正确，B、C、D错误【答案】A菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）1.两类永动机的比较第一类永动机第二类永动机不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器违背能量守恒，不可能制成不违背能量守恒，违背热力学第二定律，不可能制成菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）2.对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
10、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如吸热、放热、做功等(2)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菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）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机械能，如气体的等温膨胀过程菜单
11、随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）3热力学第一定律与热力学第二定律的关系热力学第一定律中，摩擦力做功可以全部转化为内能；热力学第二定律却说明内能在不引起其他变化的情况下不可能完全用来做功热量可以从高温物体自动传向低温物体，而热力学第二定律却说明热量不能自动从低温物体传向高温物体第一定律说明在任何过程中能量必定守恒，第二定律却说明并非所有能量守恒的过程均可以实现热力学第二定律是反映自然界中过程进行的方向和条件的一个规律，它指出自然界中出现的过程是具有方向性的，在热力学中，两个定律相辅相成、缺一不可菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新
12、课标 物理（广东专用）如图1132为电冰箱的工作原理示意图压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外图 1132菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(1)(双选)下列说法正确的是()A热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D电冰箱的工作原理违反热力学第一定律(2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相比，有怎样的关系？菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础
13、考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【解析】(1)热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，故B正确，A错误(2)由热力学第一定律可知，电冰箱制冷系统从冰箱内吸收了热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热量多【答案】(1)BC(2)见解析菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）1理想气体无分子势能，
14、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2在气体状态变化过程中，三个状态参量(p、V、T)遵循理想气体状态方程p1V1T1 p2V2T2(或pVT C 常数)，气体的内能只需分析气体的温度，温度升高(或降低)，内能增大(或减小)3由气体体积变化情况分析做功情况，气体体积增大，气体对外做功，气体体积减小，外界对气体做功然后由热力学第一定律 UQW 确定热量 Q 的正、负，判断出吸热、放热菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）一定质量的理想气体由状态 A 经状态 B 变为状态 C，其中AB 过程为等压变化，BC 过程为等容变化已知 V
15、A0.3 m3，TATC300 K，TB400 K.(1)求气体在状态 B 时的体积；(2)说明 BC 过程压强变化的微观原因；(3)设 AB 过程气体吸收热量为 Q1，BC 过程气体放出热量为 Q2，比较 Q1、Q2的大小并说明原因菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【思路点拨】解答本题可按以下思路进行：(1)(2)菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【答案】见解析【解析】(1)设气体在 B 状态时的体积为 VB，由盖吕萨克定律得，VATAVBTB，代入数据得 VB0.4 m3.(2)微观原因：气体体积不
16、变，分子密集程度不变，温度降低，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小(3)Q1大于 Q2；因为 TATC，故 AB 增加的内能与 BC 减小的内能相同，而 AB 过程气体对外做正功，BC 过程气体不做功，由热力学第一定律可知 Q1大于 Q2.菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）在分析第(3)问时，W、Q 和 U 的正、负号容易出错在解答时，一定要先分析“”、“”号，再计算比较菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(见学生用书第 206 页)1(双选)(2011新课标全国高考改编)对于一定量的理想气体，下列说
17、法不正确的是()A若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B若气体的内能不变，其状态也一定不变C若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D气体温度每升高 1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关E当气体温度升高时，气体的内能一定增大菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【答案】BC【解析】一定质量的理想气体，pVT 常量，p、V 不变，则 T 不变，分子平均动能不变，又理想气体分子势能为零，故气体内能不变，A 项正确；理想气体内能不变，则温度 T 不变，由pVT 常量知，p 及 V可以变化，故状态可以变化，B 项错误；等压变化过程，温度升高、
18、体积增大，故 C 错误；由热力学第一定律 UQW 知，温度每升高 1 K，内能增量 U 一定，而外界对气体做的功 W 与经历的过程可能有关(如体积变化时)，因此吸收的热量与气体经历的过程也有关，D 项正确；温度升高，平均动能增大，分子势能不变，内能一定增大，E 项正确菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）2(2011江苏高考)如图1133所示，一演示用的“永动机”转轮由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的叶片轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动下列说法正确的是()
19、A转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B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D叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量图 1133菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【解析】形状记忆合金从热水中吸收热量后，伸展划水时一部分热量转变为水和转轮的动能，另一部分释放到空气中，根据能量守恒定律可知只有D项正确【答案】D菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）3(2011重庆高考)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将
20、箱盖顶起，如图1134所示在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体()A对外做正功，分子的平均动能减小B对外做正功，内能增大C对外做负功，分子的平均动能增大D对外做负功，内能减小图 1134菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【解析】汽缸内气体膨胀时其向外推动活塞做正功，C、D两项均错；因缸内气体与外界无热交换，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故B项错误；忽略气体分子间作用力时，气体的内能就是所有分子的动能之和密闭气体的状态变化时分子的总数不变，所以气体的内能减小时分子的平均动能减小，A对【答案】A菜单随堂检测紧练
21、兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）4(双选)(2011全国高考)关于一定量的气体，下列叙述正确的是()A气体吸收的热量可以完全转化为功B气体体积增大时，其内能一定减少C气体从外界吸收热量，其内能一定增加D外界对气体做功，气体内能可能减少【解析】由热力学第二定律知吸收的热不能自发地全部转化为功，但通过其他方法可以全部转化为功，故A正确；气体体积增大，对外做功，若同时伴随有吸热，其内能不一定减少，B错误；气体从外界吸热，若同时伴随有做功，其内能不一定增加，C错误；外界对气体做功，同时气体放热，其内能可能减少，D正确【答案】AD菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提
22、知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）5(双选)(2010全国高考)如图1135所示，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，温度不变图 1135菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【解析】因b内为真空，抽开隔板K后，a内气体对外界不做功，由UWQ知内能不变，故选项A错误，选项B正确稀薄气体可看作理想气体，其内能只与温度有关，气体的内能不变，温度也不变，由p1V1p2V
23、2和V1V2知p1p2，即气体压强变小，故选项C错误，选项D正确【答案】BD菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）6(2012淮安模拟)某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图1136所示：图 1136菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是()A该密闭气体分子间的作用力增大B该密闭气体组成的系统熵增加C该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D该密闭气
24、体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为_；(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了_J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度_(选填“升高”或“降低”)菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【解析】(1)气球内气体的体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小，A 错；系统自发变化时总是向着熵增加的方向发展，B 正确；气体的压强是大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞而产生的，C 错；气体的体积是气球的容积，而不是气体分子的体积之和，D 错(2)气体的质量为 V，摩尔数为VM，故该密闭气体的分子个数为VMNA.(3)W0.6 J，Q0.9 J，由热力学第一定律UQW0.3 J气球脱离瓶颈，气体体积减小，对外做功，Q0 由热力学第一定律知 UW0，所以 Q0，即吸热菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）本小节结束请按ESC键返回
