2016届一轮复习人教版选修3-33热力学定律与能量守恒探究.ppt

第3讲 热力学定律与能量守恒;考纲 考情;【知识梳理】 知识点1 热力学第一定律 1.改变物体内能的两种方式： (1)_____。 (2)热传递。 2.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_____与外界对它所做的功的和。 (2)表达式：ΔU=____。;(3)ΔU=Q+W中正、负号法则。;(4)ΔU=Q+W的三种特殊情况。;知识点2 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_____或 _____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_________,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.数学表达式： (1)E1=__。 (2)ΔE增=_____。;知识点3 热力学第二定律 1.热力学第二定律的三种表述： (1)克劳修斯表述：热量不能_______从低温物体传到高温物体。 (2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而_______其他影响。或表述为“第二类永动机不可能制成。” (3)用熵的概念进行表述：在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会_____(热力学第二定律又叫作熵增加原理)。;2.热力学第二定律的微观意义：一切自发过程总是沿着分子热运动的 _______增大的方向进行。;【思维诊断】 (1)物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变。(　　) (2)绝热过程中,外界压缩气体,对气体做功,气体的内能可能减少。 (　　) (3)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,能量并没有消失。(　　) (4)热量不可以从低温物体传到高温物体。(　　) (5)一定质量的理想气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵减小。(　　) (6)做功和热传递的实质不相同。(　　);提示：(1)√。物体吸收热量,同时对外做功,吸收的热量与对外做功的数值相等,物体的内能就不变。 (2)×。绝热过程中,Q=0,外界压缩气体,对气体做功W0,则ΔU0,气体的内能增加。 (3)√。自由摆动的秋千,在摆动过程中要克服阻力做功,机械能转化为内能,但总能量守恒。 (4)×。只要在外界有影响的条件下,可以实现热量从低温物体传到高温物体。;(5)×。一定质量的理想气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵增大。 (6)√。做功和热传递在改变物体内能上是等效的,但本质不同,做功是将其他形式的能转化为内能或将内能转化为其他形式的能;热传递是将一个物体的内能转移到另一个物体。;【小题快练】 1.景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃。对筒内封闭的气体,在此压缩过程中(　　) A.气体温度升高,压强不变 B.气体温度升高,压强变大 C.气体对外界做正功,气体内能增加 D.外界对气体做正功,气体内能减少;【解析】选B。筒内封闭气体在压缩过程中,外界对气体做正功。由热力学第一定律ΔU=W+Q知,气体内能增加,温度升高,由理想气体状态方程 =C知,气体压强增大,选项A、C、D错误,选项B正确。;2.一定质量的理想气体被活塞封闭在透热的汽缸中,如图所示。不计活塞与汽缸的摩擦,当用外力向上缓慢拉动活塞的过程中,环境温度保持不变。下列判断正确的是(　　);A.拉力对气体做正功,气体内能增加,吸收热量 B.拉力对气体做正功,气体内能保持不变,放出热量 C.气体对外做功,内能减小,放出热量 D.气体对外做功,内能不变,吸收热量 【解析】选D。活塞缓慢上移的过程中,气体膨胀对活塞做功,而气体温度保持不变,内能不变,由热力学第一定律ΔU=W+Q=0知,Q0,即吸收热量,故只有D正确。;3.木箱静止于水平地面上,现用一个80N的水平推力推动木箱前进10m,木箱受到的摩擦力为60N,则转化为木箱与地面系统的内能和转化为木箱的动能分别是(　　) A.200 J、600 J B.600 J、200 J C.600 J、800 J D.800 J、200 J 【解析】选B。转化为木箱与地面系统的内能等于克服摩擦力所做的功,Q=Ffx=60×10J=600J,由能量守恒定律得,转化为木箱的动能等于外力所做的功减去木箱与地面系统的内能,得ΔEk=800J-600J=200J,选项B正确。;4.(多选)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.一切不违背能量守恒定律的物理过程都是可以实现的 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 【解析】选A、C。由热力学第二定律的