2017年高考一轮 12.3《热力学定律》ppt课件

2017年高考一轮 12.3《热力学定律》ppt课件内容摘要：

1、课标版 物理 第 3讲 热力学定律 一、热力学第一定律 (1) ;(2)热传递。 (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 :U=。 (3)表达式中正、负号法则 : 教材研读 做功 W 热量 Q 内能的改变 U 取正值“ +” 外界对物体做功 物体从外界吸收热量 物体的内能增加 取负值“ -” 物体对外界做功 物体向外界放出热量 物体的内能减少 做功 热量 Q+W 自测 1 (辨析题 ) (1)为了增加物体的内能 ,必须对物体做功或向它传递热量 ,做功和热传递的 实质是相同的。 ( ) (2)绝热过程中 ,外界压缩气体做功 20 J, 2、气体的内能可能不变。 ( ) (3)在给自行车打气时 ,会发现打气筒的温度升高 ,这是因为打气筒从外界吸 热。 ( ) 答案 (1) (2) (3) 二、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 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 保持不变。 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。 它违背了。 转化 转移 转化 转移 总量 普遍规律 能量守恒定律 自测 2 木箱静止于水平地面上 ,现在用一个 80 进 10 m,木箱受到的摩擦力为 60 N,则转化为木箱与地面系统的内能 化为木箱的动能 ( ) 0 3、0 J,00 J 00 J,00 J 00 J,00 J 00 J,00 J 答案 B 由于木箱在推动中受到滑动摩擦力 ,则系统的内能增量 U=60 10 J=600 J,由能量守恒定律可得木箱的动能 总 010 =200 J。 故答案为 B。 三、热力学第二定律 (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。 或表述为“ 永动机是不可能制 成的”。 一切自发过程总是沿着分子热运动的 增大的方向进行。 自发地 不产生其他影响 第二类 无序性 热力学第二定律 自测 3 根据你所学热学中的有关知识 ,判断下列说法中 4、正确的是 ( ) 内能也可以全部用来做功以转化成机械能 在热传递中 ,热量只能从高温 物体传递给低温物体 ,而不能从低温物体传递给高温物体 热机的效率仍不能达到 100%,制冷机却可以使温度 降到 第二类永动机不违背能量守恒定律 ,随 着科技的进步和发展 ,第二类永动机可以制造出来 答案 A 机械能可以全部转化为内能 ,而内能在引起其他变化时也可以 全部转化为机械能 ,凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性 ,在热 传递中 ,热量可以自发地从高温物体传递给低温物体 ,也能从低温物体传递 给高温物体 ,但必须借助外界的帮助 ,尽管技术不断进步 ,热机的效 率仍不能达到 100%,制冷机也不能使温度 5、降到 ,第一类永动 机违背能量守恒定律 ,第二类永动机不违背能量守恒定律 ,但违背了热力学 第二定律 ,第二类永动机不可能制造出来 , 考点一 对热力学第一定律的理解 是等效的 ,而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系 ,即 U=Q+W。 (1)若过程是绝热的 ,则 Q=0,W=U,外界对物体做的功等于物体内能的增加量。 (2)若过程中不做功 ,即 W=0,则 Q=U,物体吸收的热量等于物体内能的增加量。 (3)若过程的始末状态物体的内能不变 ,即 U=0,则 W+Q=0或 W=界 对物体做的功等于物体放出的热量。 考点突破 典例 1 在如图所示的坐标系中 ,一定质量的某种理想气体 6、先后发生以下 两种状态变化过程 :第一种变化是从状态 ,外界对该气体做功为 6 J;第二种变化是从状态 ,该气体从外界吸收的热量为 9 J。 图线 ,B、 理想气体的分 子势能为零。 求 : (1)从状态 的过程 ,该气体对外界做的功 (2)从状态 的过程 ,该气体内能的增量 答案 (1)0 9 J (2)9 J 3 J 解析 (1)从状态 的过程 ,气体发生等容变化 , 该气体对外界做的功 根据热力学第一定律有 1+能的增量 1=9 J (2)从状态 的过程 ,体积减小 ,温度升高 该气体内能的增量 J 根据热力学第一定律有 2+外界吸收的热量 J (1)若气体体积增大 ,则气体对外做功 ,(3 7、)若气体体积不变 ,即等容过程 ,则 W=0。 对一定质量的理想气体 ,由于无分子势能 ,其内能只包含分子无规则热运动 的动能 ,这时内能只与温度有关 ,故判定一定质量的理想气体内能是否变 化 ,应看温度是否发生了变化 ,与体积无关 ,这与一般物体不同。 1定质量的理想气体压强 的关系图像如图所示 , 轴平行 ,气体在状态 积为 状 态 气体在状态 ;气体从状态 状态 的过程中 ,对外做的功为 W,内能增加了 U,则此过程气 体 (选填“吸收”或“放出” )的热量为。 答案 吸收 U+W 解析 对 A 温度不变 ,由玻意耳定律可知 ,气体在状态 为 V= ;气体从状态 变化到状态 对外做的功 8、为 W,内 能增加了 U,由热力学第一定律 ,知此过程气体吸收的热量为 U+W。 02 2015重庆理综 ,10(1),6分 某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清 晨时的 ,且车胎体积增大。 若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气 体 ,那么 ( ) 气体内能减小 气体内能增大 内能减小 内能增大 答案 D 中午比清晨时温度高 ,所以中午胎内气体分子平均动能增大 , 理想气体的内能由分子动能决定 ,因此内 考点二 对热力学第二定律的理解 在热力学第二定律的表述中“自发地”、“不产生其他影响”的含义。 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性 ,不需要借助外界 提供能量的帮助。 (2 9、)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完 成 ,对周围环境不产生热力学方面的影响。 如吸热、放热、做功等。 自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 如 (1)高温物体 低温物体 (2)功 热 (3)气体体积 气体体积 大 ) (4)不同气体 混合气体 例 2 (多选 )关于热力学定律 ,下列说法正确的是 ( ) 必须对物体做功或向它传递热量 必定会使该物体的内能增加 使之完全变为功 答案 能的改变可以通过做功或热传递进行 ,故 对某物体 做功 ,若物体同时向外放热 ,则物体的内能不一定增加 ,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 ,在引起 10、其他变 化的情况下 ,可以将热量从低温物体传向高温物体 ,涉及热现象的宏观 过程都具有方向性 ,故 (1)从单一热库吸收热量 ,可以完全变成功 ,但会产生其他影响 ,如气体的等 温膨胀。 (2)热量可以从低温物体传向高温物体 ,但需要外界的帮助 ,消耗外界的能 量 ,如电冰箱制冷。 (3)自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 2 (2015广东汕头模拟 )以下哪个现象不违背热力学第二定律 ( ) 茶会自动变得更热 有摩擦的理想热机 ,其效率可能是 100% 泥沙下沉 ,上面的水变清 ,泥、水自动 分离 答案 C 茶不会自发地变得更热 ,选项 无论什么样的热机 ,效率 永远不会达到 100 11、%,选项 热量不会自发地从低温物体传到高温物 体 ,选项 考点三 气体实验定律与热力学第一定律的综合应用 气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度 ,当温 度变化时 ,气体的内能变化 ,当体积变化时 ,气体将伴随着做功 ,解题时要掌 握气体变化过程的特点 : (1)等温过程 :内能不变 ,即 U=0。 (2)等容过程 :W=0。 (3)绝热过程 :Q=0。 典例 3 如图 ,体积为 V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度 均可忽略的活塞 ;汽缸内密封有温度为 强为 知 :气体内能 的关系为 U=T, 为正的常数 ;汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢的。 求 : ( )汽缸内气体与大气达到平衡时的体积 ( )在活塞下降过程中 ,汽缸内气体放出的热量 Q。 答案 ( ) V ( ) 析 (。