2013届高考物理总复习（第1轮）福建专版课件 第13章第3课时 热力学定律和能量守恒.pptVIP

一、热力学第一定律 表达式：　　　　　. ΔU表示物体内能的变化量，物体内能　　，则ΔU0;物体内能　　，ΔU0.Q表示传递的热量，物体从外界　　，Q0;物体向外界　　　，Q0.W表示做功，外界对物体做功，　　　;物体对外界做功，　　　. 上述公式说明了不消耗任何能量就能不断地向外做功的所谓第一类永动机是不可能制造出来的. 二、能量守恒定律 能量既不能凭空　　，也不能凭空　　，它只能从一种形式　　为另一种形式或从一个物体　　到别的物体，在转化或转移的过程中其总量　　. 三、热力学第二定律 表述一：不可能使热量由　　　　传递到　　　　，而不引起其他变化. 表述二：不可能从　　　　吸取热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化. 第二类永动机是不可能制造出来的.热力学第二定律使人们认识到：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有　　　. 　　　　　热力学第一定律的应用 一定质量的气体从外界吸收了1×105cal的热量，同时气体对外做了6×105J的功.(1cal=4.2J)问： (1)气体的内能变化多少？ (2)分子势能是增加还是减少？ (3)分子动能如何变化？ 　　可根据热力学第一定律ΔU=W+Q定量分析. (1)因气体从外界吸收热量 所以Q=1×105×4.2J=4.2×105J 气体对外做功W=-6×105J 据热力学第一定律，ΔU=W+Q 得ΔU=(-6×105)J+(4.2×105)J= -1.8×105J 所以气体内能减少了1.8×105J (2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子力做负功，气体的分子势能增加了. (3)因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子动能必然减少了，且分子动能的减少量一定大于分子势能的增加量. 　　应用热力学第一定律时，应特别分清W、Q的正、负号，以便准确地判断ΔU的正负. 变式训练1：一定质量的理想气体,从某一状态开始,经过一系列变化后又回到开始的状态,用W1表示外界对气体做的功,W2表示气体对外界做的功,Q1表示气体吸收的热量,Q2表示气体放出的热量,则在整个过程中一定有( ) A.Q1-Q2=W2-W1 B.Q1=Q2 C.W1=W2 D.Q1Q2 解析：由热力学第一定律可知DU=W总+Q总=(W1-W2)+(Q1-Q2)=0，由此可以得到Q1-Q2=W2-W1，本题的正确答案为A. 答案：A 　　　　正确利用热力学第二定律分析判断热力学问题 　　如图13-3-1所示,气缸内盛有一定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气.现将活塞杆与外界连接使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功. 若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法中正确的是(　) A.气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律 B.气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律 C.气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律 D.A、B、C三种说法都不对 　　由题设的条件知,当活塞杆缓慢地向右移动时,气体的体积膨胀而对外界做功,由于过程很缓慢,可以认为气体温度不变,所以气体内能不变,由热力学第一定律可知,气体必然从周围吸热,所以,此过程属于气体从单一热源吸热,全用来对外做功的过程,可以确定,在此过程中,一定有外力作用在杆上,将杆和活塞向右拉,所以,该过程不是自发的,不违反热力学第二定律，本题的正确答案是C. 　　　在气体体积膨胀对外做功,同时又吸热时,一定要分析出该过程并不是自发的过程,否则将违反热力学第二定律. 变式训练2：关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是(　　 ) A.外界对物体做功，则物体的内能一定增加 B.第一类永动机违反能量守恒定律 C.第二类永动机违反能量守恒定律 D.物体对外界放热，则物体的内能一定减小 解析：改变内能的方式有做功和热传递，外界对物体做功时物体也可能放热，所以内能不一定改变；第一类永动机不可能制成功，它幻想制造一种不消耗能量，却永久工作的机器，违反能量守恒．第二类永动机违反的是热力学第二定律． 答案:B 　热　学（选考） 3 热力学定律和能量守恒 第十三章 ΔU=Q+W 减少 吸热 放热 W0 W0 增加 产生 消失 转化 不变 转移 低温物体 高温物体 单一热源 方向性 图13-3-1