1、网络构建区 学案7 功内能等价WQ能量守恒定律学案 7 章末总结 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 网络构建区 学案7 它全部用来做功，而不引起其他变化热量不能自动地从低温物体传递到高温物体不可能从单一热源吸收热量并把无序性减小热力学第二定律本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 专题整合区 学案7 一、热力学第一定律及其应用热力学第一定律揭示了内能的增量(U)与外界对物体做功(W)以及物体从外界吸收热量(Q)之间的关系，即 UWQ，正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的保证(1)外界对物体做功，W0；物体对外做功，W0；物体放出热量，Q0，物体的内能增加；
2、U0，则内能增加U；U0，则内能减少|U|.本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 专题整合区 学案7 例 1 如图 1 所示，一定质量的理想气体从状态 A 经等压过程到状态 B.此过程中，气体压强 p1.0105 Pa，吸收的热量 Q7.0102 J，求此过程中气体内能的增量图 1解析 等压变化过程有VATAVBTB，对外做的功 Wp(VBVA)根据热力学第一定律有 UQW，代入数据解得 U5.0102 J.答案 5.0102 J本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 专题整合区 学案7 针对训练 1 如图 2 所示，pV 图中，一定质量的理想气体由状态 A 经过程变
3、至状态 B 时，从外界吸收热量 420 J，同时膨胀对外做功 300 J当气体从状态 B 经过程回到状态 A 时，外界压缩气体做功 200 J，判断此过程中气体是吸热还是放热，并求出热量变化的多少图2解析 一定质量的理想气体由状态 A 经过程变至状态 B 时，从外界吸收的热量 Q1 大于气体膨胀对外做的功 W1，气体内能增加，由热力学第一定律可知，气体内能的增加量为UQ1W1420 J(300 J)120 J气体由状态 B 经过程回到状态 A 时，气体内能将减少 120 J，而此过程中外界又压缩气体做了 W2200 J 的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为Q2UW2(120)J200 J3
4、20 J即此过程中气体放出的热量是 320 J.答案 放热 320 J本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 专题整合区 学案7 二、热力学第二定律及其应用1热力学第二定律的两种表述(1)按照热传递的方向性表述为：热量不能自动地从低温物体传递到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述(2)按照机械能和内能转化过程的方向性表述为：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化这是热力学第二定律的开尔文表述2热力学第二定律的微观意义(1)一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行(2)用熵来表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小本学案
5、栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 专题整合区 学案7 3分析此类问题的方法掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述本章对热力学第二定律的表述很多，这些不同形式的表述都是等价的本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 专题整合区 学案7 解析 如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，故 A、B 错热力学第一定律说明在任何过程中能量必须守恒，热力学第二定律却说明并非能量守恒过程均能实现热力学第二定律是反映宏观自然过程进行的方
6、向和条件的一个规律它指出自然界中出现的过程是有方向性的，某些方向的过程可以实现，而逆方向的过程则不能实现在热力学中，热力学第二定律和热力学第一定律相辅相成，缺一不可，但热力学第二定律并不是热力学第一定律的推论故 C 正确，D 错误例 2(单选)关于热力学第二定律，下列表述正确的是()A不可能使热量从低温物体传递到高温物体B不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C第二类永动机不可能制成D热力学第二定律是热力学第一定律的推论C本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 专题整合区 学案7 针对训练 2(双选)关于热力学定律，下列说法正确的是()A为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它
7、传递热量B对某物体做功，必定会使物体的内能增加C可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D不可能使热量从低温物体传向高温物体AC解析 做功和热传递都可以改变物体的内能，A 正确；由热力学第二定律可知，通过外界作用可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，也可以使热量从低温物体传向高温物体，C 正确，D 错误由热力学第一定律可知对某物体做功，物体的内能可能增加、不变或减小，故 B 错误；本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 专题整合区 学案7 三、能源与可持续发展1常规能源由于存储量有限，不可再生，且带来严重的环境污染，因此应限制开发，提高利用率发展太阳能、核能、风能等新能源迫在眉睫2
8、能量降退是微观领域内无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是自动发生、全额发生的虽然不会使能量的总量减少，却会导致能量品质的降低，因此要节约能源本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 专题整合区 学案7 解析 在能源的利用中，总有部分能量因为各种原因(如燃烧不充分、热量散失等)而损失，利用率总低于 100%，故选项 A 错误，选项 D 正确；例 3(单选)关于能源的利用和节能，下列说法正确的是()A根据能量守恒定律，能源的利用率应该是 100%B由于能量不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源意义不大C节约能源只要提高节能意识就行，与科技进步无关D在能源的利用
9、中，总会有一部分能量未能被利用而损失掉D能量降退虽然不能使能量的总量减少，却会使能量的品质降低，它实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式，故选项B 错误；科技进步可以发明新技术、新设备，采用更节能的方法、开发新能源，能有效提高能源利用率，故选项 C 错误 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 自我检测区 学案7 1(单选)一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是()A不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大B若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时，速度增大，内能也将增大C若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变D若斜面粗糙，木块
10、的机械能减小，而它的内能将增大D解析 斜面光滑且不计空气阻力时，木块下滑过程中机械能守恒，内能不变；斜面粗糙，木块下滑时要克服摩擦力做功，故木块的机械能减小，由能量守恒定律知它的内能将增大，故 D 正确本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 自我检测区 学案7 2(单选)一定质量的气体，从外界吸收热量 6.2105 J，内能增加4.7105 J则下列说法中正确的是()A气体对外做功 1.5105 JB外界对气体做功 1.7105 JC气体对外做功 1.7105 JD外界对气体做功 1.5105 JA本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 自我检测区 学案7 3(单选)下
11、列说法中正确的是()A冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律B空调工作时消耗的电能与室内温度降低所放出的热量可以相等C自发的热传导是不可逆的D不可能通过给物体加热而使它运动起来，因为这违背热力学第一定律C解析 有外界的帮助和影响，热量可以从低温物体传递到高温物体，空调消耗的电能必大于室内温度降低所放出的热量，A、B 错不可能通过给物体加热而使它运动起来，因为这违背热力学第二定律，C 正确，D 错本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 自我检测区 学案7 4(单选)柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气
12、体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标，有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只是将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是()A尾气的温度越高，柴油机越节能B尾气的温度越低，柴油机越节能C尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D以上说法均不正确本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 自我检测区 学案7 解析 气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低答案 B本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区
