1、第十章 热力学定律单元复习知识网络功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于内能的增量热力学第一定律热和内能：单纯对系统做功，系统的内能增加Q 热力学第一定律；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 即Q 热力学定律热力学第二定律：热传递和能的转化均具有方向性 热机的效率总达不到100微观解释：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行（宏观态和微观态）热力学第二定律 能源和可持续发展：人类社会的发展离不开能源，而能源的消耗对环境造成破坏。可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡。 范例精析例1气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热
2、量，它的内能的变化可能是（）A减少20JB增加20JC减少220JD增加220J解析研究对象为气体，依据热力学第一定律及各量的符号约定得：内能变化100J+120J=20J，即气体内能增加了20J正确选项为拓展应用热力学第一定律解题时要注意两点：一是明确研究对象，二是明确各量的符号约定但归根到底，全面、深刻地领会热力学第一定律的意义是分析、解题的关键例2请填写下列现象中，能量转换的方式：水轮机带动发电机发电；水沸腾后，水壶盖被顶起；电动机带动机器运转；植物吸收太阳光进行光合作用；煤炭燃烧发热解析本题涉及物理学、化学、生物学等知识，其中涉及的物理现象包括力现象、热现象、电现象、光现象等，相对应的
3、能量形式有机械能、内能、电能、光能等机械能转换为电能；内能转换为机械能；电能转换为机械能；光能转换为化学能；化学能转换为内能拓展正确分析物理现象中，各种形式的能量的转换方式，是应用能量守恒定律解决实际问题的关键例3 （2001全国高考题）“和平号”空间站己于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化从为一个近圆轨道（可近似看作圆轨道）开始经过与大气摩擦，空间站的大部分经过升温、熔化、最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海此过程中，空间站原来的机械能中除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量通过其他方式散失（不考虑坠落过程中化学反应的能量）试导出下列各物理量的符号表示散
4、失能量的公式算出的数值（结果保留两位有效数字）坠落开始时空间站的质量1. 57105；轨道离地面的高度为h=146km；地球半径为6.4106m；坠落空间范围内重力加速度可看作g=10m/s2；入海残片的质量m=1.2104；入海残片的温度升高3000K；入海残片的入海速度为声速v=340m/s；空间站材料每1千克升温1k平均所需能量=1.0103J；每销毁1千克材料平均所需能量J解析这是一道综合性很强的题目，分析题目的主线只有一条那就是能量既要考虑机械能（动能、势能），又要考虑内能，还要考虑能量转化审题时要耐心、仔细根据题目所给条件，从近圆轨道到地面的空间中重力加速度g=10m/s2，若以地
5、面为重力势能零点，坠落过程开始空间站在近圆轨道的势能为以v表示空间站在近圆轨道上的速度，由引力提供向心力关系得Mg=M由式可得空间站在近圆轨道上的动能为由、式得，在近圆轨道上空间站的机械能在坠落过程中，用于一部分销毁所需的能量为汽（m）用于残片升温所需的能量残cm残片入海时的动能以E表示其他方式散失的能量，则由能量守恒得汽残残将式代入式整理得：将题目所给的数据代入式得E=2.91012J. 拓展本题是一道综合性较强的题目，涉及到多个方面逐一对各部分能量分析，是解答本题的关键 能力训练一、选择题1下列属于可再生能源的是（）A水流能 B风能 C煤炭 D太阳能2一定质量的气体(不计气体分子间相互作用
6、的引力和斥力)，其温度由T1升高到T2的过程中（）A如果气体体积膨胀并对外界做功，则分子平均动能可能会减少B如果气体体积不变，则分子平均动能可能不变C气体可能吸热，内能一定增加D气体可能被压缩同时放热，内能一定增加3.对于一定质量的物体（或系统）（）A.物体吸收热量，则内能一定增大B.物体的体积增大，则内能一定增大C.外界对系统做功，系统内能可能不变D.物体温度不变，其内能一定不变4下列说法中正确的应是（）A热力学第一定律包含了热力学第二定律B热力学第二定律的两种表述是等效的C能量耗散说明能量是不守恒的D热量不能自发地从低温物体传到高温物体F第5题图5一个内壁光滑与外界不发生热传递的气缸固定在
7、地面上，缸内活塞下方封闭着空气（活塞与外界也不发生热传递），若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些，如图所示，缸内封闭着的气体（）A分子平均动能增大B单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C单个分子对气缸壁的平均冲力减小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6下列说法中正确的应是（）A热力学第二定律是独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律B热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性C能量耗散的现象说明能量是不守恒的D热量不能从低温物体传到高温物体7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定律的物理过程都是可
8、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H2O2S (第8题图)8如图所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度相同的氢气和氧气分别充入容器的两部分(氢气和氧气都可看做是理想气体)，然后提起销子S，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时，下列说法正确的是（）A氢气的温度升高B氢气的压强减小C氧气的内能增大D氢气的体积减少二、填空题9打气筒在一次打气过程中对空气做了300J的功，空气的内能增加了260J，则这一过程中空气对外传递的热量为10某物体在粗糙水平面上运动，当它的速度从10m/s减小到8m/s的过程中，其内能增加
9、量为，如果物体继续运动，又产生相同的内能变化，则其速度将变为11空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中空气做功为2105J，空气的内能增加了1.5105J，则空气（填“吸”或“放”）热为三、论述、计算题12物体以100J的初动能从固定的斜面底端沿斜面向上做匀变速运动，当物体沿斜面向上运动过程中，动能每减少10J，重力势能就增加6J，当物体速度为零后，又沿同一斜面下滑返回底端则在这个下滑过程中，物体和斜面组成的系统内能增加了多少？13太阳与地球的距离为1.51011m，地球的半径为6.37106m，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量约为1.871024J，设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%能量重新辐射出去，太阳辐射可将水面的水蒸发（设常温常压下蒸发1kg水需要2.2106J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面(a)估算整个地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面积为）(b)太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，是其中的一部分，太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？说明两个理由单元复习1AB2CD3C4BD5BC6B7AC8BC940J 102m/s 11放， 5104J 1240J 131103mm 大气层吸收，大气层散射或反射
