鲁科版物理选修3-3：第5、6章章末复习总结.ppt

第5、6章章末复习 高中物理·选修3-3·鲁科版 热 力 学 定 律 知识网络 热 力 学 定 律 一、做功、热传递与内能变化的关系 1．做功与热传递的区别与联系 做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质不同．做功是其他形式的能和内能之间的转化，热传递则是物体间内能的转移． 分类讲解 【例1】　当把打足气的车胎内的气体迅速放出时，会发现车胎气嘴处的温度明显降低，则在这个过程中(　　) A．气体对外做功，同时向外散发热量 B．气体对外做功，车胎内气体温度降低，从外界吸热 C．外界对车胎内气体做功，车胎内气体向外传递热量 D．外界对车胎内气体做功，同时向车胎内气体传递热量 答案　B 解析　气体迅速放出时短时间内认为Q＝0，气体体积膨胀对外做功，WQ，所以ΔU0，温度降低；因为车胎内温度低于环境温度从外界吸热．故正确答案为B. 【例2】　一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B.这一过程的V-T图象表示如图1所示，则 (　　) 图1 A．在过程A→C中，外界对气体做功，内能不变 B．在过程C→B中，外界对气体做功，内能增加 C．在过程A→C中，气体压强不断变大 D．在过程C→B中，气体压强不断减小 答案　AC 解析　由图象可知，A→C过程是等温压缩，C→B过程是等容升温，据气态方程可判断出：A→C过程气体体积变小，外界对气体做功，气体内能不变，气体压强不断变大；C→B过程气体体积不变，内能增加，显然气体从外界吸热，气体压强不断增大，故A、C正确． 【例3】　一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问： (1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ (2)分子势能是增加还是减少？ (3)分子的平均动能是增加还是减少？ 答案　(1)内能减少1.8×105J (2)分子势能增加 (3)分子平均动能减少 解析　(1)气体从外界吸热为Q＝4.2×105J，气体对外做功W＝－6×105J，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝(－6×105J)＋(4.2×105J)＝－1.8×105J.ΔU为负，说明气体的内能减少了．所以，气体内能减少了1.8×105J. (2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了． (3)因为气体内能减少，同时分子势能增加，所以分子平均动能减少． 二、能量守恒定律及应用 1．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移过程中其总量不变． 能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同形式的能可以相互转化． 2．应用能量守恒定律解题的方法和步骤 (1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化． (2)分别写出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式． (3)根据下列两种思路列出能量守恒方程：ΔE减＝ΔE增． ①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等． ②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量与增加量一定相等． (4)解方程，代入数据，计算结果． 【例4】　在近地的高空中，雨滴几乎是匀速下落的，设在此过程中所产生的热量有30%被雨滴吸收，求雨滴在近地下落40 m前、后的温度差？(g取10 m/s2) 答案　升高0.03 ℃ 借题发挥　应用能量守恒定律解决问题时，首先应明确有哪几种能量参与转化或转移，哪些能量增加，哪些能量减小，然后利用守恒的观点列出方程求解． 三、热力学第二定律的应用 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：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述． (2)按照机械能与内能转化的方向性表述为：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．这是热力学第二定律的开尔文表述． 2．熵增加原理 (1)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． (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． 3．在整个自然界中，无论有无生命，所有宏观的自发过程都具有单向性，都是不可逆过程．如河水向下游流，重物向下落，房屋由新到旧直至倒塌，人要从婴儿到老年直至死亡等． 【例5】　下面关于热力学第二定律的说法中正确的是(　　) A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律 B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行 C．有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行 D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小