考物理一輪復(fù)習第十四章熱學第2講熱力學定律與能量守恒課件

1、第2講熱力學定律與能量守恒知識梳理一、熱力學第一定律1.改變內(nèi)能的兩種方式的比較 做功熱傳遞內(nèi)能變化在絕熱過程中,外界對物體做功,物體的內(nèi)能增加;物體對外界做功,物體的內(nèi)能減少在單純的熱傳遞過程中,物體吸收熱量,內(nèi)能增加;物體放出熱量,內(nèi)能減少物理實質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或同一物體的不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的2.熱力學第一定律(1)內(nèi)容:一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。(2)表達式:U=W+Q。1.熱力學第二定律的兩種表述(1)克勞修斯表述:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。

2、(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)生其他影響?；虮硎鰹?第二類永動機是不可能制成的。二、熱力學第二定律能量守恒定律2.能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總和保持不變。 1.一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起,(若不計氣泡內(nèi)空氣分子勢能的變化)則()A.氣泡對外做功,內(nèi)能不變,同時放熱B.氣泡對外做功,內(nèi)能不變,同時吸熱C.氣泡內(nèi)能減少,同時放熱D.氣泡內(nèi)能不變,不吸熱也不放熱答案B在氣泡緩慢上升的過程中,氣泡外部的壓強逐漸減小,氣泡膨脹,對外做功。但由于外

3、部恒溫,且氣泡緩慢上升,故可以認為上升過程中氣泡內(nèi)空氣的溫度始終等于外界溫度,內(nèi)能不變。由熱力學第一定律知,氣泡需從外界吸收熱量,且吸收的熱量等于對外界所做的功。B2.一定量的氣體在某一過程中,外界對氣體做了8104 J的功,氣體的內(nèi)能減少了1.2105 J,則下列正確的是()A.W=8104 J,U=1.2105 J,Q=4104 JB.W=8104 J,U=-1.2105 J,Q=-2105 JC.W=-8104 J,U=1.2105 J,Q=2104 JD.W=-8104 J,U=-1.2105 J,Q=-4104 J答案B因為外界對氣體做功,W取正值,即W=8104 J;內(nèi)能減少,U取

4、負值,即U=-1.2105 J;根據(jù)熱力學第一定律U=W+Q,可知Q=U-W=-1.2105 J-8104 J=-2105 J,即B選項正確。B3.(多選)對于一定質(zhì)量的氣體()A.吸熱時其內(nèi)能可以不變B.吸熱時其內(nèi)能一定不變C.不吸熱也不放熱時其內(nèi)能可以減小D.不吸熱也不放熱時其內(nèi)能一定不變答案AC內(nèi)能的改變既可以通過做功來實現(xiàn),又可以通過熱傳遞來完成,還可以通過做功和熱傳遞同時進行來實現(xiàn),由此分析知答案為A、C。AC深化拓展考點一溫度、內(nèi)能考點二熱力學第一定律的理解及應(yīng)用考點三對熱力學第二定律的理解深化拓展考點一溫度、內(nèi)能1.溫度溫度是物體中分子平均動能的標志,反映大量分子做無規(guī)則運動的激

5、烈程度。達到熱平衡的系統(tǒng)內(nèi)各部分都具有相同的溫度。2.內(nèi)能及改變內(nèi)能的方式(1)內(nèi)能:物體中所有分子的熱運動的動能和分子勢能的總和,宏觀上與物體的溫度、體積、物質(zhì)的量有關(guān)。 (2)熱量:熱傳遞過程中的內(nèi)能變化的量度。(3)做功和熱傳遞對改變內(nèi)能的作用: 1-1(2014北京理綜,13,6分)下列說法中正確的是()A.物體溫度降低,其分子熱運動的平均動能增大B.物體溫度升高,其分子熱運動的平均動能增大C.物體溫度降低,其內(nèi)能一定增大D.物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變答案B溫度是物體分子平均動能的標志,溫度升高則其分子平均動能增大,反之,則其分子平均動能減小,故A錯誤、B正確。物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有

6、分子動能和分子勢能的總和,宏觀上取決于物體的溫度、體積和物質(zhì)的量,故C、D錯誤。B1-2(2017北京海淀二模,13)下列說法中正確的是()A.物體的溫度升高時,其內(nèi)部每個分子熱運動的動能都一定增大B.氣體的壓強越大,單位體積內(nèi)氣體的分子個數(shù)一定越多C.物體的溫度越高,其內(nèi)部分子的平均動能就一定越大D.分子間距離減小,分子間的引力和斥力都一定減小C答案C溫度升高時分子的平均動能增大,并不是每個分子的動能都增大,A錯,C正確。氣體的壓強越大,單位體積內(nèi)氣體的分子個數(shù)不一定越多,可能是分子平均動能變大,B錯。分子間距離減小,分子間的引力和斥力都變大,D錯?？键c二熱力學第一定律的理解及應(yīng)用1.熱力學

7、第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的,而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系,此定律是標量式,應(yīng)用時各量的單位應(yīng)統(tǒng)一為國際單位制中的焦耳。2.對公式U=Q+W符號的規(guī)定 符號WQU+外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加-物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少2-1(2017北京西城二模,14)對一定質(zhì)量的氣體,忽略分子間的相互作用力。當氣體溫度升高時,下列判斷正確的是()A.氣體的內(nèi)能不變B.氣體分子的平均動能增大C.外界一定對氣體做功D.氣體一定從外界吸收熱量B答案B氣體內(nèi)能等于氣體內(nèi)所有分子熱運動的動能與分子勢能之和,由于忽略分子間的相互作用力,分子勢能為零

8、,所以氣體內(nèi)能等于氣體內(nèi)所有分子熱運動的動能,溫度升高,分子平均動能增大,內(nèi)能增大,B正確,A錯誤。由熱力學第一定律U=W+Q可知,內(nèi)能增大,W、Q不一定都是正值,C、D錯誤。2-2如圖所示,在一個配有活塞的厚壁有機玻璃筒底放置一小團硝化棉,迅速向下壓活塞,筒內(nèi)氣體被壓縮后可點燃硝化棉。在筒內(nèi)封閉的氣體被活塞壓縮的過程中()A.氣體對外界做正功,氣體內(nèi)能增加B.外界對氣體做正功,氣體內(nèi)能增加C.氣體的溫度升高,壓強不變D.氣體的體積減小,壓強不變B答案B氣體被迅速壓縮,外界對氣體做正功,氣體內(nèi)能增加,溫度升高到硝化棉的燃點即可使其點燃,由理想氣體狀態(tài)方程=C知,溫度升高、體積減小,則壓強增大,

9、B項正確,A、C、D項錯誤?？键c三對熱力學第二定律的理解1.在熱力學第二定律的表述中,“自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影響”的含義。(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞這一熱力學宏觀現(xiàn)象的方向性,不需要借助外界提供能量的幫助。(2)“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成,對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。2.熱力學第二定律的實質(zhì)熱力學第二定律的每一種表述,都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性,進而使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。3.熱力學過程方向性實例:(1)高溫物體低溫物體(2)功熱(3)氣體體積V1氣體體積V2(較大)(4)不同氣體

10、A和B混合氣體AB 3-1根據(jù)你學的熱學中的有關(guān)知識,判斷下列說法中正確的是()A.機械能可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能也可以全部用來做功以轉(zhuǎn)化成機械能B.凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性,在熱傳遞中,熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體,而不能從低溫物體傳遞給高溫物體C.盡管技術(shù)不斷進步,熱機的效率仍不能達到100%,制冷機卻可以使溫度降到-273.15 D.第一類永動機違背能量守恒定律,第二類永動機不違背能量守恒定律,隨著科技的進步和發(fā)展,第二類永動機可以制造出來A答案A機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能在引起其他變化時也可以全部轉(zhuǎn)化為機械能,A正確;凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性,在熱傳遞

11、中,熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體,也能從低溫物體傳遞給高溫物體,但必須借助外界的幫助,B錯誤;盡管技術(shù)不斷進步,熱機的效率仍不能達到100%,制冷機也不能使溫度降到-273.15 ,只能無限地接近-273.15 ,永遠不能達到,C錯誤;第一類永動機違背能量守恒定律,第二類永動機不違背能量守恒定律,而是違背了熱力學第二定律,第二類永動機不可以制造出來,D錯誤。3-2如圖所示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)外的管道中不斷循環(huán),在蒸發(fā)器中的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,放出熱量到箱體外。(1)下列說法正確的是()A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到

12、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一定律D.電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收的熱量與釋放的熱量相比,有怎樣的關(guān)系?BC 答案(1)BC(2)釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多解析(1)熱力學第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象,是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn),適用于所有的熱學過程,故C正確,D錯誤;由熱力學第二定律可知,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,除非有外界的影響或幫助,電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部,需要壓縮機的幫助并消耗電能,A錯誤,B正確。(2)

13、由能量守恒定律可知,制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收了熱量,同時消耗了電能,釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多。以下為附加內(nèi)容不需要的朋友下載后可以編輯刪除，謝謝以下為附加內(nèi)容讓更多的農(nóng)民成為新型職業(yè)農(nóng)民中央農(nóng)業(yè)廣播電視學校 劉天金20130507 陜西 農(nóng)業(yè)部部長韓長賦： 這是一項基礎(chǔ)性工程、創(chuàng)新性工作，要大抓特抓、堅持不懈。 讓更多的農(nóng)民成為新型職業(yè)農(nóng)民（目標） 生產(chǎn)更多更好更安全的農(nóng)產(chǎn)品供給社會（方向）一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民二、什么是新型職業(yè)農(nóng)民三、如何加快培育新型職業(yè)農(nóng)民一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民（一）深刻背景農(nóng)村勞動力持續(xù)轉(zhuǎn)移,“人走村空”問題愈演愈烈 2012年我國農(nóng)民工數(shù)

14、量達到2.6億，每年新增900-1000萬。四川抽樣調(diào)查：26% 舉家外出農(nóng)戶20% 留守農(nóng)戶轉(zhuǎn)移比例平均60%，高的70-80% 一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民（一）深刻背景農(nóng)村青壯年勞動力大量外出，“老人農(nóng)業(yè)”“婦女農(nóng)業(yè)”“小學農(nóng)業(yè)”問題日益凸顯陜西抽樣調(diào)查：72% “80后”“90后”青壯年勞動力（農(nóng)民工）55歲 務(wù)農(nóng)農(nóng)民平均年齡63% 婦女83% 初中及以下文化程度 四川抽樣調(diào)查： 務(wù)農(nóng)農(nóng)民50歲以上54%，60歲以上30%，70歲以上13%； 婦女60%； 初中及以下90%。一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民（一）深刻背景農(nóng)村新生勞動力離農(nóng)意愿強烈，農(nóng)業(yè)后繼乏人問題步步緊逼新生代農(nóng)民

15、工76% 不愿再回鄉(xiāng)務(wù)農(nóng)85% 從未種過地（國家統(tǒng)計局2010年10省調(diào)查：90%的新生代農(nóng)民工沒有從事過一天的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動）一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民（二）緊迫課題“誰來種地”“地如何種”？黨的十八大：堅持和完善農(nóng)村基本經(jīng)營制度，構(gòu)建集約化、專業(yè)化、組織化、社會化相結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系。國務(wù)院常務(wù)會議：要采取有效措施，使一部分年輕人愿意在農(nóng)村留下來搞農(nóng)業(yè)，培養(yǎng)和穩(wěn)定現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)隊伍。中央經(jīng)濟工作會議、中央農(nóng)村工作會議：要穩(wěn)定完善強農(nóng)惠農(nóng)富農(nóng)政策，充分保護和調(diào)動農(nóng)民生產(chǎn)經(jīng)營積極性，使務(wù)農(nóng)種糧有效益、不吃虧、得實惠。2013年中央一號文件：農(nóng)村勞動力大量流動，農(nóng)戶兼業(yè)化、村莊空心化、人口

16、老齡化趨勢明顯，農(nóng)民利益訴求多元，加強和創(chuàng)新農(nóng)村社會管理勢在必行。十二屆全國人大一次會議（政府工作報告）：要采取有效措施，穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營隊伍，積極培育新型農(nóng)民。 聚焦“誰來種地”“地如何種”一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民（二）緊迫課題“誰來種地”“地如何種”是一個問題的兩個方面 農(nóng)村勞動力結(jié)構(gòu)性不足：“不是沒人種地，而是這地由什么人來種” 創(chuàng)新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式：“不是種不過來，而是怎么種得更好”一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民（三）歷史使命回答好“誰來種地”“地如何種”的問題，歷史性地落在了培育新型職業(yè)農(nóng)民上。 2012年中央一號文件聚焦農(nóng)業(yè)科技，著力解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展問題，明確提出大力培

17、育新型職業(yè)農(nóng)民；2013年中央一號文件突出農(nóng)業(yè)經(jīng)營體制機制創(chuàng)新，著力完善與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系，進一步強調(diào)加強農(nóng)業(yè)職業(yè)教育和職業(yè)培訓。創(chuàng)新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式（現(xiàn)代）家庭經(jīng)營+合作組織+社會化服務(wù) =新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系新型職業(yè)農(nóng)民 新型生產(chǎn)經(jīng)營主體 新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系 現(xiàn)代農(nóng)業(yè) 新型職業(yè)農(nóng)民是伴隨農(nóng)村生產(chǎn)力發(fā)展和生產(chǎn)關(guān)系完善產(chǎn)生的新型生產(chǎn)經(jīng)營主體，是構(gòu)建新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系的基本細胞，是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基本支撐，是推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化的基本力量。一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民（四）重大意義不失時機地大力培育新型職業(yè)農(nóng)民： 一是有利于促進農(nóng)民從身份向職業(yè)的轉(zhuǎn)變，在推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化中加快剝離“農(nóng)民

18、”的身份屬性，使培育起來的新型職業(yè)農(nóng)民逐步走上具有相應(yīng)社會保障和社會地位的職業(yè)化路子，解決有人愿意在農(nóng)村留下來搞農(nóng)業(yè)的問題；一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民（四）重大意義不失時機地大力培育新型職業(yè)農(nóng)民： 二是有利于促進農(nóng)民從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的轉(zhuǎn)變，在加大強農(nóng)惠農(nóng)富農(nóng)政策力度中加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，使培育起來的新型職業(yè)農(nóng)民逐步走上專業(yè)化、規(guī)模化、集約化、標準化生產(chǎn)經(jīng)營的現(xiàn)代化路子，解決務(wù)農(nóng)種糧有效益、不吃虧、得實惠的問題；一、為什么要大力培育新型職業(yè)農(nóng)民（四）重大意義不失時機地大力培育新型職業(yè)農(nóng)民： 三是有利于促進農(nóng)民從傳統(tǒng)小農(nóng)生產(chǎn)向社會化大生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，在堅持和完善農(nóng)村基本經(jīng)營制度中加快培育新型生產(chǎn)經(jīng)營主體，使培育起來的新型職業(yè)農(nóng)民逐步走上“家庭經(jīng)營+合作組織+社會化服務(wù)”新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系的組織化路子，解決保供增收長效機制的問題。 培育新型職業(yè)農(nóng)民的過程，就是激活農(nóng)民自身活力和增強農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展活力的過程，就是培養(yǎng)高素質(zhì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和新農(nóng)村建設(shè)者的過程，就是培育“三農(nóng)”事業(yè)發(fā)展未來的過程。農(nóng)業(yè)部部長韓長賦 應(yīng)對農(nóng)業(yè)后繼乏人問題的挑戰(zhàn)，必須在穩(wěn)定提高農(nóng)業(yè)比較效益的基礎(chǔ)上，大力培育種養(yǎng)大戶、家庭農(nóng)場、專業(yè)合作社等各類新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體，讓更多的農(nóng)民成為新型職業(yè)農(nóng)民。世界性課題比如