熱力學定律與能量守恒定律課件

1、選考內容選考內容第第 3 講講 熱力學定律與能量守恒定律熱力學定律與能量守恒定律 功和內能功和內能 熱和內能熱和內能 (2)熱傳遞的三種方式：熱傳導、熱對流、熱輻射 熱傳遞的三種方式各有特點傳導的特點在于沿著物體但不伴之以物質的遷移，所以多發(fā)生于固體上；對流則是靠物質的流動來傳遞熱，所以對流是液體和氣體特有的傳熱方式；輻射則無需物質作為媒介，而是以直線方式向外傳遞的 (3)熱傳遞過程實質是能量轉移的過程熱力學第一定律熱力學第一定律 (2)應用此定律前應準確理解各物理量的意義為方便、準確，通常規(guī)定各標量的正、負正、負的含義如下：U是物體內能的增量當物體內能增加時取“”號，減少時取“”號W是外界對

2、系統(tǒng)做的功當外界對系統(tǒng)做功時取“”號，當系統(tǒng)對外界做功時取“”號Q是外界與系統(tǒng)之間傳遞的熱量當外界傳遞給系統(tǒng)熱量(系統(tǒng)吸熱)時取“”號，當系統(tǒng)向外界傳遞熱量(系統(tǒng)放熱)時取“”號 (3)能的轉化與守恒定律是認識自然，改造自然的有力武器，這個定律將廣泛的自然科學技術領域聯(lián)系起來，使不同領域的科學工作者有一個共同語言.熱力學第二定律熱力學第二定律 (2)熱力學第二定律說明自然界中各種不可逆過程都是相關聯(lián)的，即由某一過程的不可逆性可推出另一過程的不可逆性 (3)熱力學第二定律已在物理、化學、生物等自然學科中有著重要的應用，對我們認識自然、利用自然有重要的指導意義 熱力學第一定律說明在任何過程中能量必

3、守恒，熱力學第二定律卻說明并非所有能量守恒過程均能實現(xiàn)，熱力學第二定律是反映自然界過程進行的方向和條件的一個規(guī)律，它指出自然界中出現(xiàn)的過程是具有方向性的，某些方向的過程可以實現(xiàn)，而另一些方向的過程則不能實現(xiàn)在熱力學中，它和第一定律相輔相成，缺一不可.熱力學第二定律的微觀解釋熱力學第二定律的微觀解釋 從微觀看，熱傳遞的過程中，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，其逆過程不能自動進行 大量分子無序運動狀態(tài)變化的方向總是向無序性增大的方向進行，即一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進行，這就是熱力學第二定律的微觀意義.能量耗散能量耗散 對熱力學第一定律的理解和應

4、用對熱力學第一定律的理解和應用 命題規(guī)律根據(jù)熱力學第一定律UWQ，判斷通過做功和熱傳遞改變物體內能或吸放熱、做功的情況等 解析據(jù)熱力學第二定律，氣體在一定條件下可將吸收的熱量完全轉化為功，所以A正確；據(jù)熱力學第一定律：UWQ，改變系統(tǒng)內能有兩種方式：做功和熱傳遞，所以B、C錯誤，D正確 答案AD (2011廣東)圖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的內壁上下滑動，設筒內氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中() A外界對氣體做功，氣體內能增大 B外界對氣體做功，氣體內能減小 C氣體對外界做功，氣體內能增大 D氣體對外界做功，氣體內能減小 答案A

5、 解析M向下運動，氣體體積減小，外界對氣體做功；又沒有熱交換，由熱力學第一定律可知：氣體的內能增大，A正確，B、C、D錯誤. 命題規(guī)律根據(jù)能的轉化和守恒定律，確定物體內能的變化情況能的轉化和守恒定律能的轉化和守恒定律 活塞與支架的總質量為M12kg，已知當?shù)氐闹亓铀俣萭10m/s2，大氣壓強p1.00105Pa，氣缸和活塞都是絕熱的現(xiàn)將細線拉直到水平，穩(wěn)定后由靜止釋放球，當球第一次運動到最低點時，活塞下降了h0.2m且活塞的速度恰好為零，此時細線中的拉力為F252N.求球由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中氣缸中的氣體增加的內能U.答案答案228J 如圖所示，一定質量的理想氣體用不導熱的活

6、塞封閉在內壁光滑的絕熱氣缸內，氣缸豎直放置，缸內安裝一電熱絲，活塞質量為m，橫截面積為S，外界大氣壓強為p0，重力加速度為g.開始時活塞處于靜止狀態(tài)，將電熱絲通電給氣體緩慢加熱，測得電熱絲兩端電壓為U，通過的電流為I，經(jīng)過時間t，活塞緩慢向上移動距離L0.求： (1)氣體對外所做的功； (2)氣體內能的增量 答案(1)(p0Smg)L0(2)UIt(p0Smg)L0 解析(1)氣體對外所做功W(p0Smg)L0 (2)由熱力學第一定律可知，氣體內能增加量EQW，則EUIt(p0Smg)L0 命題規(guī)律根據(jù)熱力學第二定律，判斷有關說法是否正確熱力學第二定律的理解熱力學第二定律的理解 A熱量可以自發(fā)

7、地從冰箱內傳到冰箱外 B電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，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一定律 D電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律 解析由熱力學第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體，除非有外界的影響或幫助電冰箱把熱量從低溫的內部傳到高溫的外部，需要壓縮機的幫助并消耗電能 答案BC 下列說法中正確的是() A第二類永動機和第一類永動機一樣，都違背了能量守恒定律 B熱機的效率從原理上講可達100% C因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能的 D自然界中的能量盡管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源 答案D 解析第二類永動機是指從單一熱源吸熱，全部用來對外做功而不引起其他變化的機器，它并不違背能量守恒定律，卻違背了熱力學第二定律；第一類永動機是不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機器，它違背能量守恒定律，所以選項A錯誤從熱力學第二定律的表述可知，任何熱機的效率都達不到100%，因此B錯關于“能源危機”必須明確以下幾點： (1)能源是提供能量的資源，如煤、石