人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 热力学定律 本章整合 (3).ppt

解析由理想气体的状态方程可得,由图像可知pAVApCVC,得TATC,则状态C气体分子运动的平均速率小于状态A气体分子运动的平均速率,又由于状态C气体的体积大,气体分子的密集程度小,则状态C气体分子单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数比状态A的少,A正确;由图像可知,A→B过程气体对外做的功大于C→D过程外界对气体做的功,所以A→B过程气体从高温热源吸收的热量大于C→D过程气体向低温热源释放的热量,B正确;B→C和D→A过程气体内能的变化量大小相等,且Q=0,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,W大小必定相等,即B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功,C正确;D→A过程气体压强增大是由于单位体积内分子数增多和温度升高导致的,D错误。网络构建教考衔接目录索引专项提升网络构建功内能等效QW正负能量守恒定律自发地不可能功热力学第二定律教考衔接1.(2022湖北卷)一定质量的理想气体由状态a变为状态c,其过程如p-V图像中的a→c直线段所示,状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是()A.a→b是等温过程B.a→b过程中气体吸热C.a→c过程中状态b的温度最低D.a→c过程中外界对气体做正功Bp-V图像的坐标值的乘积反映气体的温度,气体在状态a和状态c的坐标值的乘积相等,而中间状态b的坐标值乘积更大,a→c过程气体的温度先升高后降低,且状态b的温度最高,C错误;a→c过程气体体积增大,外界对气体做负功,D错误。试题情境学习探索情境必备知识p-V图像、理想气体状态方程和热力学第一定律关键能力理解能力、推理能力和分析能力教材衔接与教材选择性必修第三册第65页第4题问题情境和考点相同思维方法气体温度变化由p-V图像的特点判断,气体吸放热情况由热力学第一定律判断,做功情况由气体体积的变化判断2.(多选)(2023山东卷)一定质量的理想气体,初始温度为300K,压强为1×105Pa。经等容过程,该气体吸收400J的热量后温度上升100K;若经等压过程,需要吸收600J的热量才能使气体温度上升100K。下列说法正确的是()A.初始状态下,气体的体积为6LB.等压过程中,气体对外做功400JC.等压过程中,气体体积增加了原体积的D.两个过程中,气体的内能增加量都为400JAD解析理想气体的内能只与温度有关,等容过程ΔU=400J,故两个过程内能增加量都为400J,D正确;等压过程Q=600J,根据ΔU=W+Q,可得W=-200J,B错误;等压过程中,-W=pΔV,解得ΔV=2×10-3m3=2L,试题情境学习探索情境必备知识理想气体状态方程和热力学第一定律关键能力理解能力、推理能力和分析能力教材衔接与教材选择性必修第三册第65页第3题问题情境和考点相同思维方法等压过程与等容过程内能变化相同,对等压过程由盖-吕萨克定律得到气体初态体积与体积变化量的关系,多吸收了200J的热量,说明等压过程对外做功为200J,由W=pΔV计算气体初态体积专项提升热力学第一定律与气体状态变化的综合应用(1)研究对象是否为理想气体;(2)只要体积变化,外界对气体(或气体对外界)做功W=pΔV,只要温度发生变化,其内能就发生变化;(3)结合热力学第一定律ΔU=W+Q求解问题;(4)结合理想气体状态方程和气体图像的特点分析压强、体积和温度的变化情况。基本思路【例题】(2024山东菏泽高二期末)如图所示,一导热良好的汽缸开口向下竖直固定,汽缸内封闭有一定质量的理想气体,光滑导热良好的活塞横截面积为S,质量为m,活塞通过轻绳连接一个质量为2m的重物,外界大气压强恒为。当环境温度为T0时,活塞距上端汽缸底为L,轻绳刚好伸直且对活塞无拉力作用。由于环境温度缓慢降低,则:(1)重物刚离开地面时,求此时汽缸内气体的压强和温度;(2)活塞距汽缸底距离为原来的一半时,求此刻汽缸内气体的温度;(3)汽缸内气体的内能U=kT,k为已知的常数,在汽缸内气体从温度T0到活塞距汽缸底距离减半的过程中,汽缸内气体放出的热量为多少?解析(1)开始时环境温度为T0,轻绳刚好伸直且对活塞无拉力作用,设此时汽缸内气体的压强为p1,根据受力平衡可得p1S+mg=p0S当重物刚离开地面时,设此时汽缸内气体的压强为p2,根据受力平衡可得p2S+mg+2mg=p0S对点演练(多选)(2024河北邢台高二期末)为了提高热机的工作效率,1824年,法国工程师卡诺创造性地利用“理想实验”的思维方法,提出了具有重要理论意义的热机循环过程——卡诺循