3-3第十章熱力學定律學生版_最新修正版

1、22第十章熱力學定律功和內(nèi)能 熱和內(nèi)能考點一、功和內(nèi)能關系的理解考點二、熱和內(nèi)能熱力學第一定律 能量守恒定律考點一、熱力學第一定律二、能量守恒定律考點三、氣體實驗定律和熱力學第一定律的綜合應用熱力學第二定律考點一、宏觀過程的方向性考點二、熱力學第二定律的兩種表述和熱機熱力學第二定律的微觀解釋 能源和可持續(xù)發(fā)展考點一、熱力學第二定律的微觀意義考點二、熵考點三、能源和可持續(xù)發(fā)展專題提升最新修正版目錄101212131616181921最新修正版第十章熱力學定律功和內(nèi)能熱和內(nèi)能目標定位1.知道做功可以改變物體的內(nèi)能.2.知道熱傳遞與內(nèi)能變化的關系.3.知道熱傳遞和做功對改變物體內(nèi)能的等知識梳理考點一

2、、功和內(nèi)能關系的理解1. 內(nèi)能 微觀：所有分子的動能和勢能之和.(2)宏觀：只依賴于熱力學系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量.(3)狀態(tài)量.2. 功和內(nèi)能變化的關系 做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，功是系統(tǒng)內(nèi)能轉化的量度，在絕熱過程中:(1)外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，即AU = U2- U1 = W;(2)系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能減少，即W=AU.3. 內(nèi)能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系(1) 區(qū)別：內(nèi)能與機械能是兩個不同的概念.(2) 聯(lián)系：在一定條件下可以相互轉化，且總量保持不變.典例精析【例1】如圖1所示，活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣，以E甲、E乙分別表示圖1( )甲乙兩氣室

3、中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過程中C . E甲增大，E乙不變D . E甲增大，E乙減小A . E甲不變，E乙減小 B . E甲不變，E乙增大 【例2】下列關于系統(tǒng)的內(nèi)能的說法正確的是(A .系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的B .分子動理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一致的C.做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能D .氣體在大氣中絕熱膨脹時對外做了功，但氣體的內(nèi)能不變題組一 做功與內(nèi)能的變化 1 .用下述方法改變物體的內(nèi)能，屬于做功的方式是A .用錘子打鐵時，鐵塊發(fā)熱B .用磨刀石磨刀時，刀發(fā)熱C.雙手互搓，手發(fā)熱D .用天然氣燒水 2在給自行車輪胎打

4、氣時，會發(fā)現(xiàn)胎內(nèi)空氣溫度升高，這是因為A 胎內(nèi)氣體壓強不斷增大，而容積不變B.輪胎從外界吸熱C.外界空氣溫度本來就高于胎內(nèi)氣體溫度D 打氣時，外界不斷地對胎內(nèi)氣體做功（不計氣體分子勢能）（）3.定質量的氣體封閉在絕熱的汽缸內(nèi)，當用活塞壓縮氣體時，一定增大的物理量有A .氣體體積B 氣體分子密度C.氣體內(nèi)能D 氣體分子的平均動能4 如圖1所示為某種椅子與其升降部分的結構示意圖,M、N兩筒間密閉了一定質量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動.設筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在A .外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大B 外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小C.氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大D .氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小

5、 5如圖2所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側裝有氣體，右側為真空現(xiàn)將隔板抽掉，讓左側氣體自由膨脹到右側直至平衡，在此過程中（）圖2A 氣體對外界做功，溫度降低，內(nèi)能減少B 氣體對外界做功，溫度不變，內(nèi)能不變C.氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能不變D 氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能減少6在下述各種現(xiàn)象中，不是由做功引起系統(tǒng)溫度變化的是A .在陽光照射下，水的溫度升高B .用鐵錘不斷錘打鉛塊，鉛塊溫度會升高C.在爐火上燒水，水的溫度升高D .電視機工作一段時間，其內(nèi)部元件溫度升高7.一定質量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程.設氣體分子間的勢能可忽略，則在此過程中A .外界對氣體做功,氣體分子的平均動能增加B

6、外界對氣體做功,氣體分子的平均動能減少C.氣體對外界做功,氣體分子的平均動能增加D 氣體對外界做功,氣體分子的平均動能減少知識梳理=考點二、熱和內(nèi)能 1傳熱和內(nèi)能變化的關系系統(tǒng)在單純傳熱過程中，內(nèi)能的增量AU等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量Q，即AU = Q.2.區(qū)分三組概念 內(nèi)能與熱量：內(nèi)能是狀態(tài)量，可以說系統(tǒng)具有多少內(nèi)能而不能說傳遞多少內(nèi)能；熱量是過程量，不能說系統(tǒng)具有多少 熱量，只能說傳遞了多少熱量.(2)熱量與溫度熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)部大量分子做無規(guī)則運動的激烈程度的標志雖然熱傳遞的前提是兩個 系統(tǒng)之間要有溫度差，但是傳遞的是能量，不是溫度.(3) 熱量與功 熱量和功，都

7、是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過程量，一定量的熱量與一定量的功相當，功是能量變化的量度，但它們之 間有著本質的區(qū)別.典例精析【例3】一銅塊和一鐵塊，質量相等，銅塊的溫度Ti比鐵塊的溫度 T2高，當它們接觸在一起時，如果不和外界交換能量,A 從兩者開始接觸到熱平衡的整個過程中，銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量B 在兩者達到熱平衡以前的任意一段時間內(nèi)，銅塊內(nèi)能減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量C.達到熱平衡時，銅塊的溫度T= 尹D 達到熱平衡時，兩者的溫度相等3 C,改用傳熱的方式，使物體溫度同樣升高3 C,那么物體應吸收【例4 若對物體做1 200 J的功，可使物體溫度升高J的熱量，如果對該物體做3

8、000 J的功,物體的溫度升高 5 C,表明該過程中，物體應.(填“吸收”或“放岀”)熱量J.題組二傳熱與內(nèi)能的變化1下列關于內(nèi)能與熱量的說法中，正確的是(A .馬鈴薯所含熱量高B .內(nèi)能越大的物體熱量也越多C.熱量自發(fā)地從內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體D .熱量自發(fā)地從溫度高的物體流向溫度低的物體 2在一個完全真空的絕熱容器中放入兩個物體，它們之間沒有發(fā)生熱傳遞，這是因為A .兩物體沒有接觸B.兩物體的溫度相同C.真空容器不能發(fā)生熱對流D .兩物體具有相同的內(nèi)能 題組三綜合應用A、B兩球用同一種材料制成，當溫度稍1如圖所示，A、B是兩個完全相同的球，分別浸沒在水和水銀的同一深度處, 微升高時，

9、球的體積會明顯變大，如果開始水和水銀的溫度相同，且兩液體溫度同時緩慢升高到同一值，兩球膨脹后,體積相等，則（） A . A球吸收的熱量較多B . B球吸收的熱量較多C.兩球吸收的熱量一樣多D無法確定2.在外界不做功的情況下，物體的內(nèi)能增加了50 J,下列說法中正確的是 （）A 一定是物體放岀了50 J的熱量B 一定是物體吸收了 50 J的熱量C. 一定是物體分子動能增加了50 JD 物體的分子平均動能可能不變A、B的底部由3如圖所示的容器中，A、B中各有一個可自由移動的活塞，活塞下面是水，上面是大氣，大氣壓恒定,帶閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱打開閥門前,A中水面比B中水面高，打開閥門后

10、,A中的水逐漸向 B中流，最后達到同一高度，在這個過程中（）A .大氣壓力對水做功，水的內(nèi)能增加B .水克服大氣壓力做功,水的內(nèi)能減少C.大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能不變D .大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能增加4.某同學做了一個小實驗；先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時后取岀燒瓶,并迅速把一個氣球5所示這是因為燒瓶里的氣體吸收緊密地套在瓶頸上，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖了水的，溫度，體積圖5若只對一定質量的理想氣體做1 500 J的功，可使其溫度升高 5 K .若改成只用熱傳遞的方式，使氣體溫度同樣升高 5 K，那么氣體吸收J的熱量.如果對該氣體做了2 000 J的功，

11、使其溫度升高了5 K，表明在該過程中，氣體還（選填“吸收”或“放岀”）熱量J.5關于熱傳遞，下列說法中正確的是（）A 熱傳遞的實質是溫度的傳遞B 物體間存在著溫度差，才能發(fā)生熱傳遞C.熱傳遞可以在任何情況下進行D .物體內(nèi)能發(fā)生改變，一定是吸收或放岀了熱量6. 對于熱量、功和內(nèi)能，三者的說法正確的是A .熱量、功、內(nèi)能三者的物理意義等同B .熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度C.熱量、功、內(nèi)能的單位不相同D 熱量和功是由過程決定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的熱力學第一定律能量守恒定律目標定位1.理解熱力學第一定律，并掌握其表達式2能運用熱力學第一定律解釋自然界能量的轉化、轉移問題3理解4知道第一類

12、永動機是不可能制成的.能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵從的基本規(guī)律知識梳理考點一、熱力學第一定律1. 對熱力學第一定律的理解 (1)對AU = W + Q的理解：做功和熱傳遞都可以改變內(nèi)能，如果系統(tǒng)跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程，那么外界對系統(tǒng)所做的功 W加上物體從外界吸收的熱量Q等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加AU，即AU= Q + W.(2)對AU、Q、W符號的規(guī)定功W :外界對系統(tǒng)做功,W>0，即W為正值;系統(tǒng)對外界做功，W<0，即W為負值.熱量Q:系統(tǒng)吸熱為正,Q>0;系統(tǒng)放熱為負，Q<0.內(nèi)能變化：系統(tǒng)內(nèi)能增加,AU>0，即AU為正值;系統(tǒng)內(nèi)能減少，AU

13、vO，即AU為負值.2. 判斷是否做功的方法一般情況下外界對系統(tǒng)做功與否，需看系統(tǒng)的體積是否變化.(1)若系統(tǒng)體積增大，表明系統(tǒng)對外界做功,W<0;(2)若系統(tǒng)體積變小，表明外界對系統(tǒng)做功,典例精析W>0.【例1】空氣壓縮機在一次壓縮中，活塞對空氣做了2X 105 J的功，同時空氣的內(nèi)能增加了1.5 X 105 J,這一過程中空氣向外界傳遞的熱量是多少?題組一熱力學第一定律的應用 1關于物體內(nèi)能的變化情況，下列說法中正確的是A .吸熱的物體，其內(nèi)能一定增加B .體積膨脹的物體，其內(nèi)能一定減少C.放熱的物體，其內(nèi)能也可能增加D 絕熱壓縮的物體，其內(nèi)能一定增加2下列過程可能發(fā)生的是 (

14、)A .物體吸收熱量，對外做功，同時內(nèi)能增加B .物體吸收熱量，對外做功，同時內(nèi)能減少C.外界對物體做功，同時物體吸熱，內(nèi)能減少D 外界對物體做功，同時物體放熱，內(nèi)能增加3 如圖1所示是密閉的汽缸，外力推動活塞P壓縮氣體，對缸內(nèi)氣體做功800 J，同時氣體向外界放熱200 J，缸內(nèi)氣體A .溫度升高，內(nèi)能增加600 JB .溫度升高，內(nèi)能減少200 JC.溫度降低，內(nèi)能增加600 JD .溫度降低，內(nèi)能減少200 J4運r- A r'4. 給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面，在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內(nèi)氣體()A .從外界吸熱B 對外界做負功C.

15、分子平均動能減小D .內(nèi)能增加5.定量的氣體從外界吸收了2.6 X 105 J的熱量，內(nèi)能增加了 4.2 X 105 J.(1) 是氣體對外界做了功，還是外界對氣體做了功？做了多少焦耳的功?J不變，但是內(nèi)能增加了1.6X 105 J,計算結果 W =- 1.0 X 105 J,是負值，怎樣解釋(2) 如果氣體吸收的熱量仍為2.6 X 105這個結果?(3)在熱力學第一定律AJ = W + Q中,W、Q和AU為正值、負值各代表什么物理意義?6關于內(nèi)能的變化，以下說法正確的是A .物體吸收熱量,內(nèi)能一定增大B 物體對外做功,內(nèi)能一定減少C.物體吸收熱量,同時對外做功，內(nèi)能可能不變D .物體放岀熱量

16、,同時對外做功，內(nèi)能可能不變7. 一定量的氣體在某一過程中，外界對氣體做了 8X 104 J的功，氣體的內(nèi)能減少了1.2 X 105 J,則下列各式中正確的是()454W = 8X 10 J, AU = 1.2 X 10 J, Q = 4 X 10 J455W= 8X 10 J, AU = 1.2 X 10 J, Q = - 2X 10 J454C.W=- 8X 10 J, AU = 1.2 X 10 J, Q = 2X 10 J454W =- 8X 10 J, AU = - 1.2 X 10 J, Q=- 4X 10 J知識梳理二、能量守恒定律1. 不同形式的能量之間可以相互轉化最新修正版(

17、1)各種運動形式都有對應的能，如機械運動對應機械能，分子熱運動對應內(nèi)能等.不同形式的能量之間可以相互轉化，如“摩擦生熱”機械能轉化為內(nèi)能，“電爐取熱”電能轉化為內(nèi)能等.2.能量守恒定律及意義各種不同形式的能之間相互轉化或轉移時能量的總量保持不變.意義：一切物理過程都適用，比機械能守恒定律更普遍，是19世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一.3.第一類永動機是不可能制成的(1)不消耗能量而能源源不斷地對外做功的機器，叫第一類永動機因為第一類永動機違背了能量守恒定律，所以無一例 外地歸于失敗.永動機給我們的啟示人類利用和改造自然時，必須遵循自然規(guī)律.(3)第一類永動機：人們把設想的不消耗能量的機器稱為第一類永

18、動機.第一類永動機由于違背了能量守恒定律，所以不可能制成.典例精析【例2】如圖1所示，直立容器內(nèi)部被隔板隔開的A、B兩部分氣體，A的密度小，B的密度大，加熱氣體，并使兩部分氣體混合均勻，設此過程中氣體吸熱為Q，氣體內(nèi)能的增量為AU，則()A. AU= QB . AU<QC. AU>QD .無法比較題組二能量守恒定律1. 一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊,fi并從中穿岀.對于這一過程，下列說法中正確的是()A .子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能B 子彈減少的動能等于木塊增加的動能C.子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和D 子彈減少的動能等于木

19、塊增加的動能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和2. 汽車關閉發(fā)動機后，沿斜面勻速下滑的過程中A 汽車的機械能守恒B 汽車的動能和勢能相互轉化C.汽車的機械能轉化成內(nèi)能，汽車的總能量減少D .汽車的機械能逐漸轉化為內(nèi)能，汽車的總能量守恒3. 一物體獲得一定初速度后，沿著一粗糙斜面上滑，在上滑過程中，物體和斜面組成的系統(tǒng)A .機械能守恒B總能量守恒C.機械能和內(nèi)能增加D .機械能減少，內(nèi)能增加4如圖2所示為沖擊擺實驗裝置，一子彈水平射入沙箱后與沙箱合為一體，共同擺起一定的高度，則下面有關能量的轉化的說法中正確的是()最新修正版A .子彈的動能轉變成沙箱和子彈的內(nèi)能B .子彈的動能轉變成沙箱和子彈的熱能C.

20、子彈的動能轉變成沙箱和子彈的動能D .子彈動能的一部分轉變成沙箱和子彈的內(nèi)能，另一部分動能轉變成沙箱和子彈的機械能5. 自由擺動的秋千擺動幅度越來越小，下列說法正確的是A .機械能守恒B .能量正在消失C.只有動能和重力勢能的相互轉化D .減少的機械能轉化為內(nèi)能，但總能量守恒知識梳理考點三、氣體實驗定律和熱力學第一定律的綜合應用氣體實驗定律和熱力學第一定律的結合點是溫度和體積注意三種特殊過程的特點:1.等溫過程:內(nèi)能不變，Uh 02.等容過程:體積不變，W= 03. 絕熱過程：典例精析【例3 如圖2所示，倒懸的導熱汽缸中封閉著一定質量的理想氣體，輕質活塞可無摩擦地上下移動，活塞的橫截面積為S,

21、活塞的下面吊著一個重為 G的物體，大氣壓強恒為po，起初環(huán)境的熱力學溫度為To時，活塞到汽缸底面的距離為L.0.1L，汽缸中的氣體吸收的熱量為Q. 求:當環(huán)境溫度逐漸升高，導致活塞緩慢下降，該過程中活塞下降了rTl(1)汽缸內(nèi)部氣體內(nèi)能的增量U ；(2)最終的環(huán)境溫度T.題組三氣體實驗定律與熱力學第一定律的結合 1如圖3所示，某同學將空的薄金屬筒開口向下壓入水中設水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無泄漏，不計氣體分子間的相 互作用，則被淹沒的金屬筒在緩緩下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減小，空氣一定A .從外界吸熱B 內(nèi)能增大C.向外界放熱D .內(nèi)能減小2 如圖4所示，a、b、c、d表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變

22、化過程中的四個狀態(tài)，圖中ad平行于橫坐標軸，dc平行于縱坐標軸,ab的延長線過原點，以下說法正確的是A .從狀態(tài)d到C,氣體不吸熱也不放熱B .從狀態(tài)C到b,氣體放熱C.從狀態(tài)d，氣體對外做功D .從狀態(tài)a,氣體吸熱3.如圖3所示,兩個截面積都為S的圓柱形容器，右邊容器高為H,上端封閉，左邊容器上端是一個可以在容器內(nèi)無摩擦滑動的質量為M的活塞兩容器由裝有閥門的極細管道相連，容器、活塞和細管都是絕熱的開始時閥門關閉，左邊容器中裝有理想氣體，平衡時活塞到容器底的距離為右邊容器內(nèi)為真空現(xiàn)將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達到新的平衡，此時理想氣體的溫度增加為原來的1.4 倍,已知外界大氣壓強為

23、Po,求此過程中氣體內(nèi)能的增加量.題組四綜合應用4.如圖5所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A先后經(jīng)過等壓、等容和等溫過程完成一個循環(huán),A、B、C狀態(tài)參量如圖所示，氣體在狀態(tài) A的溫度為27 C，求:pr-* L.二(1)氣體在狀態(tài)B的溫度Tb；氣體從AfBfC狀態(tài)變化過程中與外界交換的總熱量Q.45 cm的汽缸A、B通過帶有閥門的管道連接初始時閥門關閉， Pa= 2.8 X 105 Pa的理想氣體，B內(nèi)充滿壓強pB= 1.4 X 105 Pa的理 想氣體，忽略連接汽缸的管道體積，室溫不變，現(xiàn)打開閥門，求：5如圖6所示，導熱材料制成的截面積相等、長度均為厚度不計的光滑活塞 C位于B內(nèi)左側，在A內(nèi)充

24、滿壓強平衡后活塞向右移動的距離和B中氣體的壓強;圖6自打開閥門到平衡， B內(nèi)氣體是吸熱還是放熱 （簡要說明理由）.6 如圖7是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為22 cm，現(xiàn)用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉的空氣柱長度為2 cm，人對活塞做功100 J，大氣壓強為p0= 1X 105 Pa，不計活塞的重力.問：（1）若用足夠長的時間緩慢壓縮，求壓縮后氣體的壓強多大?若以適當?shù)乃俣葔嚎s氣體，向外散失的熱量為20 J，則氣體的內(nèi)能增加多少？（活塞的橫截面積 S= 1 cm2）熱力學第二定律目標定位1.通過自然界中客觀過程的方向性，了解熱力學第二定律2了解熱力學第二定

25、律的兩種不同表述，以及兩種表述的物理實質3了解什么是第二類永動機，知道為什么它不能制成知識梳理考點一、宏觀過程的方向性1.熱傳導具有方向性： 兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，結果使高溫物體的溫度降低，低溫物體的溫度升高.2.氣體的擴散現(xiàn)象具有方向性：兩種不同的氣體可以自發(fā)地進入對方，最后成為均勻的混合氣體，但這種均勻的混合氣體，決不會自發(fā)地分開，成為兩種不同的氣體.3.機械能和內(nèi)能的轉化過程具有方向性:物體在水平面上運動，因摩擦而逐漸停止下來，但絕不可能岀現(xiàn)物體吸收原來傳遞岀去的熱量后，在地面上重新運動起來.4.氣體向真空膨脹具有方向性：氣體可自發(fā)地向真空容器

26、膨脹，但絕不可能岀現(xiàn)氣體自發(fā)地從容器中流岀，容器變?yōu)檎婵?5在整個自然界中，無論有生命的還是無生命的，所有的宏觀自發(fā)過程都具有單向性，都有一定的方向性，都是一種不可逆過程.典例精析【例1】下列說法正確的是（）A 熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體B 熱量不能從低溫物體傳到高溫物體C.熱傳遞是有方向性的D .氣體向真空中膨脹的過程是有方向性的 題組一 宏觀過程的方向性 1 .關于熱傳導的方向性，下列說法正確的是A .熱量能自發(fā)地由高溫物體傳給低溫物體B .熱量能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體C.在一定條件下，熱量也可以從低溫物體傳給高溫物體D .熱量不可能從低溫物體傳給高溫物體2下列說法中正確的是

27、 （）A .一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性B .一切不違反能量守恒定律的物理過程都是可能實現(xiàn)的C.由熱力學第二定律可以判斷物理過程能否自發(fā)進行D .一切物理過程都不可能自發(fā)地進行3以下說法正確的是 （）A .熱量不僅可以從高溫物體傳到低溫物體，也可自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B .空調(diào)等設備就是利用了熱傳導的方向性C.無論采用什么方法，都不可能把熱量從低溫物體傳遞給高溫物體D 熱量能自發(fā)地傳遞的條件是必須存在溫度差4. 下列哪個過程具有方向性（）A 熱傳導過程B .機械能向內(nèi)能的轉化過程C.氣體的擴散過程D 氣體向真空中的膨脹知識梳理考點二、熱力學第二定律的兩種表述和熱機 1 .克勞修斯

28、表述： 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體.理解：克勞修斯表述是按熱傳導的方向性表述的熱量可以由低溫物體傳到高溫物體但不能是自發(fā)的，如：冰箱、空調(diào).2. 開爾文表述： 不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)牛其他影響.理解：開爾文表述是按照機械能與內(nèi)能轉化過程的方向性來表述的不是不能從單一熱庫吸收熱量而對外做功，而是這樣做的結果，一定伴隨著其他變化或影響.3.熱機的效率n熱機輸岀的機械功與燃料產(chǎn)生的熱量的比值，用公式表示為n= Q.熱機的效率不可能達到100%.4.第二類永動機：只有單一熱源，從單一熱源吸收熱量，可以全部用來做功的熱機叫第二類永動機，它不違背能量守恒定律，但違背熱力

29、學第二定律，所以不能實現(xiàn).典例精析【例2 根據(jù)熱力學第二定律可知，下列說法中正確的是A .不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化B .沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機是可以實現(xiàn)的C.制冷系統(tǒng)將冰箱里的熱量傳給外界較高溫度的空氣中，而不弓I起其他變化D .不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化【例3】第二類永動機不可能制成的原因是（）A .違背了能量守恒定律B .熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體C.機械能不能全部轉化為內(nèi)能D 內(nèi)能不能全部轉化為機械能而不引起其他變化題組二 熱力學第二定律的理解1關于熱力

30、學定律和分子動理論，下列說法中正確的是A 我們可以利用高科技手段，將流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化B 利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，將海水的一部分內(nèi)能轉化為機械能，這在原理上是可行的C.在分子力作用范圍內(nèi)，分子力總是隨分子間距離的增大而減小D 溫度升高時，物體中每個分子的運動速率都將增大2 用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點 2插在冷水中,如圖所示，電流計指針會發(fā)生偏轉,這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象關于這一現(xiàn)象的正確說法是A 這一實驗不違背熱力學第二定律B 在實驗過程中，熱水溫度降低，冷水溫度升高C.在實驗過程中，熱水的內(nèi)能全部轉化成

31、電能，電能則部分轉化成冷水的內(nèi)能D 在實驗過程中，熱水的內(nèi)能只有部分轉化成電能，電能則全部轉化成冷水的內(nèi)能3圖2為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內(nèi)、外的管道中不環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放岀熱量到箱外下列說法正確的是 （）綃休干燥過睦器斥歸機A .熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B .電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能C.電冰箱的工作原理不違反熱力學第二定律D .電冰箱的工作原理違反熱力學第二定律4關于空調(diào)機，下列說法正確的是（）A .制冷空調(diào)機工作時,熱量從低溫物體傳到高溫物體B .制暖空調(diào)機工作

32、時,熱量從高溫物體傳到低溫物體C.冷暖空調(diào)機工作時,熱量既可以從低溫物體傳到高溫物體，也可以從高溫物體傳到低溫物體D .冷暖空調(diào)機工作時,熱量只能從低溫物體傳到高溫物體5根據(jù)熱力學第二定律，下列判斷正確的是（）A .電流的能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能B .在火力發(fā)電機中，燃氣的內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔蹸.熱機中，燃氣內(nèi)能不可能全部變?yōu)闄C械能D 在熱傳導中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體6關于熱力學第一定律和熱力學第二定律，下列論述正確的是A.熱力學第一定律指岀內(nèi)能可以與其他形式的能相互轉化,而熱力學第二定律則指岀內(nèi)能不可能完全轉化為其他形式的能，故這兩條定律是相互矛盾的B 內(nèi)能可以全部轉化為其

33、他形式的能，只是會產(chǎn)生其他影響，故兩條定律并不矛盾C.兩條定律都是有關能量的轉化規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒有本質區(qū)別D 其實，能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學第一定律和熱力學第二定律100%7關于熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律，下列說法中正確的是A .隨著低溫技術的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，并達到絕對零度，最終實現(xiàn)熱機效率B 熱量是不可能從低溫物體傳遞給高溫物體的C.第二類永動機遵從能量守恒定律，故能制成D 用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做功2.0 X 105 J,且空氣向外界放岀熱量1.5X 105 J,則空氣的內(nèi)能增加了5X 104 J 題組三綜合應用1下列說法中正確的是 （）A 功可以完全轉化為熱量

34、，而熱量不可以完全轉化為功B 熱機必須是具有兩個熱庫，才能實現(xiàn)熱功轉化C.熱機的效率不可能大于1，但可能等于1D .熱機的效率必定小于12如圖3所示，一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片輕推 轉輪后，進入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉輪轉動離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉輪因此能較長時間轉動下列說法正確的是 （）A .轉輪依靠自身慣性轉動，不需要消耗外界能量B .轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身C.轉動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高D .葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量3關于熱力學定律，下列說法正確的是（）A .為了增加物體

35、的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B .對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣 .不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E.功轉變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程4熱力學第二定律常見的表述有兩種:第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化;第二種表述：不可能從單一熱庫吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化.圖4甲是根據(jù)熱力學第二定律的第一種表述畫岀的示意圖：外界對制冷機做功，使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體請你根據(jù)第二種表述完成示意圖乙.根據(jù)你的理解，熱力學第二定律的實質是熱力學第二定律的微觀解釋能源和可持續(xù)發(fā)展目標定位1.了

36、解有序和無序是相對的2知道宏觀態(tài)與微觀態(tài)，知道宏觀態(tài)對應的微觀態(tài)的數(shù)目與無序程度的關系.3.知.4.能利用熵增加原理認識自然界中能量轉化的方道熵的概念，了解熵增加原理，知道它是熱力學第二定律的另一種表述 向性.5.能從熵增加的角度認識當前環(huán)境問題，增強環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展意識.知識梳理 考點一、熱力學第二定律的微觀意義1 .正確理解宏觀態(tài)和微觀態(tài) 1 系統(tǒng)的宏觀表現(xiàn)源于組成系統(tǒng)的微觀粒子的統(tǒng)計規(guī)律2.有序與無序是相對的.3. 一個“宏觀態(tài)”對應的“微觀態(tài)”比較多，就說這個“宏觀態(tài)”是比較無序的.2.熱力學第二定律的微觀解釋 氣體向真空的擴散 氣體的自由擴散過程是沿著無序性增大的方向進行的.熱力

37、學第二定律的微觀意義 一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行.典例精析【例1】下列說法中正確的是（）A .有序與無序是相對的B .對任何一件事物，如果規(guī)定得越多，限制越多，它的無序性就越大C.有序性越大，說明它對應的微觀態(tài)數(shù)目就越多D .有序性越大，說明它對應的微觀態(tài)數(shù)目就越少 【例2關于熱力學第二定律的微觀意義，下列說法正確的是A .大量分子無規(guī)則的熱運動能夠自動轉變?yōu)橛行蜻\動B 熱傳遞的自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉化的過程C.熱傳遞的自然過程是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉化的過程D .一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方

38、向進行 題組一熱力學第二定律的微觀解釋 1.已知一個系統(tǒng)的兩個宏觀態(tài)甲、乙，及對應微觀態(tài)的個數(shù)分別為較少、較多，則下列關于對兩個宏觀態(tài)的描述及過程自發(fā)的可能方向的說法中正確的是（）A.甲比較有序，乙比較無序，甲f乙B甲比較無序，乙比較有序，甲f乙C.甲比較有序，乙比較無序，乙f甲D甲比較無序，乙比較有序，乙f甲2下列說法中正確的是 （）A 一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程都是不可逆的B 一切不可逆過程總是沿著大量分子熱運動無序程度增大的方向進行C. 一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程都是可逆的D 一切不可逆過程總是沿著大量分子熱運動有序程度增大的方向進行3 用隔板將一絕熱容器隔成 A和B兩部分，A中盛有一定

39、質量的理想氣體，B為真空（如圖1甲所示），現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體自動充滿整個容器（如圖乙所示），這個過程稱為氣體的自由膨脹，下列說法正確的是甲乙最新修正版最新修正版圖1A .自由膨脹過程中，氣體分子只做定向運動B .自由膨脹前后，氣體的壓強不變C.自由膨脹前后，氣體的溫度不變A部分D .容器中的氣體在足夠長的時間內(nèi)，能全部自動回到4對“覆水難收”的敘述正確的是（）A .盛在盆中的水是一種宏觀態(tài)，因盆的因素，對應的微觀態(tài)數(shù)目較少，較為有序B 盛在盆中的水是一種宏觀態(tài)，因盆的因素，對應的微觀態(tài)數(shù)目較多，較為無序C.潑岀的水是一種宏觀態(tài)，因不受器具的限制，對應的微觀態(tài)數(shù)目較多，較為無序D 潑岀的水

40、是一種宏觀態(tài)，因不受器具的限制，對應的微觀態(tài)數(shù)目較少，較為有序 5下列關于氣體在真空中的擴散規(guī)律的敘述中正確的是A 氣體分子數(shù)越小，擴散到真空中的分子全部回到原狀態(tài)的可能性越大B .氣體分子數(shù)越大，擴散到真空中的分子全部回到原狀態(tài)的可能性越大C.擴散到真空容器中的分子在整個容器中分布越均勻，其宏觀態(tài)對應的微觀態(tài)數(shù)目越大D 氣體向真空中擴散時，總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進行知識梳理考點二、熵 1 .熵的概念S表示熵，則S= kin Q，式中k叫做玻耳茲曼常物理學中用字母 Q表示一個宏觀狀態(tài)所對應的微觀狀態(tài)的數(shù)目，用字母 量.2.熵增加原理 在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小這

41、就是熵增加原理，也是熱力學第二定律的另一種表述. 熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序性較大的宏觀狀態(tài)，在自發(fā)過程中熵總是增加的，即向無序性增加的方向進行. 從微觀的角度看，熱力學第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律：一個孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，而熵值較大 代表著較為無序，所以自發(fā)的宏觀過程總是向無序度更大的方向發(fā)展.典例精析【例3】下列關于熵的觀點中正確的是（）A .熵越大，系統(tǒng)的無序度越大B 對于一個不可逆絕熱過程，其熵總不會減小C.氣體向真空擴散時，熵值減小D 自然過程中熵總是增加的，是因為通向無序的渠道要比通向有序的渠道多得多 題組二熵增加原理1 下列關于晶體熔化的說法中正確的是（）A .在晶

42、體熔化的過程中，溫度不變，分子熱運動的平均速率不變，則無序程度不變B 晶體熔化時，由分子的平衡位置在空間較為規(guī)則排列，變?yōu)榉肿拥钠胶馕恢幂^為無序排列，則無序度增大C.在晶體熔化的過程中，熵將保持不變D .在晶體熔化的過程中，熵將增加2關于熵，下列說法中正確的是A 熵值越大,意味著系統(tǒng)越“混亂”“分散”，無序程度越高B 熵值越小,意味著系統(tǒng)越“混亂”“分散”，無序程度越高C.熵值越大,意味著系統(tǒng)越“整齊”"集中”，也就是越有序D 熵值越小,意味著系統(tǒng)越“整齊”“集中”，也就是越有序3將一滴紅墨水滴入一杯清水中，紅墨水會逐漸擴散到整杯水中，呈均勻分布狀態(tài)，試說明這個過程中熵的變化情況.答

43、案 在這個過程中系統(tǒng)的熵增加擴散前，紅墨水和清水區(qū)分分明，較有序；后來，整杯水的顏色變得均勻后，打破 了原來的有序分布，無序程度增大因此，擴散后系統(tǒng)的熵增加.2 關于孤立體系中發(fā)生的實際過程，下列說法中正確的是A 系統(tǒng)的總熵只能增大，不可能減小B 系統(tǒng)的總熵可能增大，可能不變，還可能減小C.系統(tǒng)逐漸從比較有序的狀態(tài)向更無序的狀態(tài)發(fā)展D .系統(tǒng)逐漸從比較無序的狀態(tài)向更加有序的狀態(tài)發(fā)展知識梳理 考點三、能源和可持續(xù)發(fā)展 1 能量耗散和品質降低 能量在數(shù)量上雖然守恒，但其轉移和轉化卻具有方向性.能量耗散雖然不會使能的總量減少，卻會使能量的品質降低, 所以需節(jié)約能源.有序性較高的能量轉化為無序性更大的

44、能量過程中存在能量耗散.在其轉化過程中能量的品質降低.2常規(guī)能源，如：煤、石油、天然氣對環(huán)境污染造成了較大影響，所以我們要開發(fā)新能源，如太陽能、風能、核能、生 物質能等，它們的特點是：污染少、可再生、資源豐富.常規(guī)能源:煤、石油、天然氣等Z*匾亙一壞境問題溫室效應、鯉、光化學煙霧新能源太m能、牛物質能能等典例精析【例4】下列對能量耗散理解正確的是（）A .能量耗散說明能量在不斷減少B 能量耗散遵守能量守恒定律C.能量耗散說明能量不能憑空產(chǎn)生，但可以憑空消失D 能量耗散從能量角度反映岀自然界的宏觀過程具有方向性 題組三能源的開發(fā)與利用1 下面關于能源的說法中正確的是（）A 一切能源是取之不盡，用

45、之不竭的B 能源是有限的，特別是常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣等C.大量消耗常規(guī)能源會使環(huán)境惡化，故提倡開發(fā)利用新能源D 核能的利用對環(huán)境的影響比燃燒石油、煤炭大 2 關于能源的開發(fā)和節(jié)約，你認為下列哪些觀點是錯誤A 常規(guī)能源是有限的，無節(jié)制地利用常規(guī)能源，如石油之類，是一種盲目的短期行為B 根據(jù)能量守恒定律，擔心能源枯竭是一種杞人憂天的表現(xiàn)C能源的開發(fā)和利用，必須要同時考慮其對環(huán)境的影響D 通過核聚變和平利用核能是目前開發(fā)新能源的一種新途徑3 作為新能源，從環(huán)保角度來看，氫氣具有的突岀特點是A 在自然界里存在氫氣B 氫氣輕，便于攜帶C燃燒氫氣無污染D 氫氣燃燒發(fā)熱量高4 為了減緩大氣中 CO2

46、濃度的增加，可以采取的措施有（A 禁止使用煤、石油和天然氣B 開發(fā)利用核能、太陽能C將汽車燃料由汽油改為液化石油氣D .植樹造林最近，某企業(yè)利用“煤粉加壓氣化制備合成氣新技術”，5 .煤是重要的能源和化工原料， 直接燃燒既浪費資源又污染環(huán)境.讓煤變成合成氣（一氧化碳及氫氣總含量90%），把煤“吃干榨盡” 下列有關說法中正確的是A 煤粉加壓氣化制備合成氣過程涉及化學變化和物理變化B 煤粉加壓氣化制備合成氣過程涉及化學變化但沒有物理變化C-該技術實現(xiàn)了煤的清潔利用D 該技術實現(xiàn)了煤的高效利用6. CO2氣體有個“怪脾氣”， 它幾乎不吸收太陽的短波輻射，大氣中CO2濃度增加，能使地表溫度因受太陽輻射

47、而上升;另外，它還有強烈吸收地面紅外熱輻射的作用，阻礙了地球周圍的熱量向外層空間的排放，使整個地球就像一個大溫室 一樣因此，大氣中 CO2濃度的急劇增加已導致氣溫的逐步上升，使全球氣候變暖.（1）這種大氣中以CO2為主的氣體產(chǎn)生的效應稱為（）B 光電效應A 光熱效應C.光氣效應D .溫室效應(2) 導致大氣中CO2濃度增加的主要原因是 (A 大量植物和生物物種滅絕B 大量燃料如石油、煤炭、天然氣等的燃燒C.人口劇增，呼岀的二氧化碳增多D 自然因素破壞了地球環(huán)境生態(tài)平衡7 下列哪些現(xiàn)象屬于能量耗散()A利用水流能發(fā)電變成電能B 電能通過燈泡中的電阻絲轉化為光能C.電池的化學能轉化為電能D火爐把房

48、子烤暖8 關于“溫室效應”，下列說法正確的是(A 太陽能源源不斷地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了“溫室效應”B 石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，由此產(chǎn)生了 “溫室效應”C. “溫室效應”使得地面氣溫上升，兩極冰雪熔化D“溫室效應”使得土壤酸化專題提升、熱力學第一定律及其應用1.公式： U= Q+ W2.注意各物理量符號和理想氣體的特點 (1)各物理量符合的意義.物理量 UWQ大于零物體的內(nèi)能增加外界對物體做功物體吸熱小于零物體的內(nèi)能減少物體對外界做功物體放熱等于零物體內(nèi)能不變物體對外界(或外界對物體) 不做功物體與外界絕熱(2)應用熱力學第一定律應注意的問題只有絕熱過程 Q

49、= 0, U= W,用做功可判斷內(nèi)能的變化.最新修正版只有在氣體體積不變時，W0, U= Q用吸熱、放熱情況可判斷內(nèi)能的變化. 若物體內(nèi)能不變，即 U= 0, W和Q不一定等于零，而是VM- Q= 0，功和熱量符號相反.大小相等，因此判斷內(nèi)能變化問題一定要全面考慮.W>0 ;氣體體積增大，W<0.對于氣體，做功 W的正負一般要看氣體體積變化，氣體體積縮小,典型例題1 (2016 上海高二檢測)對于一定質量的理想氣體，下列說法正確的是()A.若氣體的壓強和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B.若氣體的溫度不斷升高，其壓強也一定不斷增大C.D.在完全失重狀態(tài)下，氣體的壓強為零E.當氣體溫度升高時，氣體的內(nèi)能一定增大若氣體溫度升高1K ,其等容過程所吸收的熱量一定小于等壓過程所吸收的熱量第一種變化典型例題2在如圖10-1所示的坐標系中，一定質量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過程:9 J .圖是從狀態(tài)A到狀態(tài)B,外界對該氣體做功為 6 J;第二種變化是從狀態(tài) A到狀態(tài)C,該氣體從外界吸收的熱量為線AC的反向延長線過坐標原點 0, B C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢能為零.求:(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，該氣體對外界做的功W和其內(nèi)能的增量 U; 從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，該氣體內(nèi)能的增量 U及其從外界吸收的熱量 Q2.二、熱力學第二定律及其應用1