届高考物理轮复习课件考纲解读+考点探究+高分技巧：选修热力学定律与能量守恒ppt.ppt

第3讲　热力学定律与能量守恒 【思维驱动】 给旱区送水的消防车停于水平地面上，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体 (　　)． A．从外界吸热 B．对外界做负功 C．分子平均动能减小 D．内能增加 解析　胎内气体发生的是等温变化，在缓慢放水过程中，压强减小，体积增大，因温度不变，所以分子平均动能和内能不变，而体积增大，气体膨胀对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体一定从外界吸热，A对． 答案　A 【知识存盘】 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：ΔU＝ 2．热力学第二定律 (1)表述一：热量不能 从低温物体传到高温物体． (2)表述二：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而 ． 3．能量守恒定律 (1)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其总量保持不变． (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． (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． 不能制成的原因：违背 定律． ②第二类永动机 从单一热库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． 不能制成的原因：违背了 ． 1．三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU. (2)若过程中不做功，即W＝0，Q＝ΔU. (3)若过程的始、末状态物体的内能不变，即 ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q. 考点一　热力学定律及能量守恒定律的应用 【典例1】 (2012·课标全国卷)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传递热量 B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 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 E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 解析　内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A对；对某物体做功，若物体向外放热，则物体的内能不一定增加，B错；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其全部变为功，C对；在引起其他变化的情况下，可以将热量从低温物体传向高温物体，D错；涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E对． 答案　ACE 【典例2】 (2011·江苏卷)如图11-3-1所示，内壁光滑的汽缸水平放置．一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内，外界大气压强为p0.现对汽缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2.则在此过程中，气体分子平均动能________(选填“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了________． 解析　由于对汽缸缓慢加热，温度升高，气体分子平均动能增大；根据热力学第一定律W＋Q＝ΔU，其中气体对外做功W＝－p0(V2－V1)，气体内能变化ΔU＝Q－p0(V2－V1)． 答案　增大　Q－p0(V2－V1) 借题发挥 1．热力学过程的方向性实例 (1)高温物体 低温物体 (2)功 热 (3)气体体积V1 气体体积V2(较大) (4)不同气体A和B 混合气体AB 2．热力学第一定律的符号规定 考点二　热力学第一定律与气体实验定律的综合问题 【典例3】 (2012·山东卷，36)(1)以下说法正确的是________． a．水的饱和汽压随温度的升高而增大 b．扩散现象表明，分子在永不停息地运动 c．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小 d．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小 (2)如图11-3-2所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高．现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10 cm.(环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg)　 ①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)． ②