高考物理一輪復習課件：第十一章第3講熱力學定律與能量守恒

第3講熱力學定律與能量守恒1.改變物體內(nèi)能的兩種方式(1)

；(2)

．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

與外界對它所做的功的和．(2)表達式：ΔU＝

.做功熱傳遞熱量Q＋W【針對訓練】1．(2012·廣東高考)景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖11－3－1所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點燃．對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中(

)A．氣體溫度升高，壓強不變B．氣體溫度升高，壓強變大C．氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加D．外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少【答案】

B1.熱力學第二定律的兩種表述(1)克勞修斯表述：不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化．(2)開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，并把它全部用來

，而不引起其他變化．或表述為“

永動機是不可能制成的．”2．用熵的概念表示熱力學第二定律在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會

(填“增大”或“減小”)．3．熱力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

增大的方向進行．做功第二類減小無序性【針對訓練】2．關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是(

)A．在一定條件下物體的溫度可以降到0KB．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功C．吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加D．壓縮氣體總能使氣體的溫度升高【解析】

由熱力學第三定律知，絕對零度不可能達到，A錯；由熱力學第二定律知，物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功，但是將產(chǎn)生其他影響，B對；物體吸收了熱量，若全部用于對外做功，其內(nèi)能不變，C錯；壓縮氣體，若氣體向外放熱，氣體的溫度不一定升高，D錯．【答案】

B1.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

為另一種形式，或者從一個物體

到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的

保持不變．2．能源的利用(1)存在能量耗散和

．(2)重視利用能源時對

的影響．(3)要開發(fā)新能源(如

、生物質(zhì)能、風能、水流能等)．轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移總量品質(zhì)下降環(huán)境太陽能3．兩類永動機(1)第一類永動機：不消耗任何能量，卻源源不斷地對外做功的機器．違背

，因此不可能實現(xiàn)．(2)第二類永動機：從單一熱源吸收熱量并把它全部用來對外做功，而不引起其他變化的機器．違背

，不可能實現(xiàn)．能量守恒定律熱力學第二定律【針對訓練】3.(2011·江蘇高考)如圖11－3－2所示，一演示用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片．輕推轉(zhuǎn)輪后，進入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動．離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動．下列說法正確的是(

)A．轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量B．轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身C．轉(zhuǎn)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【解析】

形狀記憶合金從熱水中吸收熱量后，伸展劃水時一部分熱量轉(zhuǎn)變?yōu)樗娃D(zhuǎn)輪的動能，另一部分釋放到空氣中，根據(jù)能量守恒定律可知只有D項正確．【答案】

D2.對熱力學第一定律的理解(1)在ΔU＝Q＋W中，W表示做功情況，說明內(nèi)能和其他形式的能可以相互轉(zhuǎn)化；Q表示吸熱或放熱的情況，說明內(nèi)能可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而ΔU＝Q＋W是能量守恒定律的具體體現(xiàn)．(2)三種特殊情況①若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加．②若過程中不做功，即W＝0，Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加．③若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q，外界對物體做的功等于物體放出的熱量．

(2012·新課標全國高考)關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是(

)A．為了增加物體的內(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(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程【解析】

根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q＋W.A正確，B錯誤．根據(jù)熱力學第二定律，C、E正確，D錯誤．【答案】

ACE1.在熱力學第二定律的表述中，“不引起其他變化”的含義“不引起其他變化”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．我國神七航天員的漫步太空已變成現(xiàn)實．神七航天漫步太空，此舉震撼世界，意義重大無比．其中，飛船在航天員出艙前先要“減壓”，在航天員從太空返回進入航天器后要“升壓”，因此飛船將此設施專門做成了一個艙，叫“氣閘艙”，其原理圖如圖11－3－3所示，兩個相通的艙A、B間裝有閥門K，指令艙A中充滿氣體，氣閘艙B內(nèi)為真空，整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換．打開閥門K后，A中的氣體進入B中，最終達到平衡，則(

)A．氣體體積膨脹，對外做功B．氣體分子勢能減少，內(nèi)能增加C．體積變大，溫度降低D．B中氣體不可能自發(fā)地全部退回到A中【解析】

當閥門K被打開時，A中的氣體進入B中，由于B中為真空，所以A中的氣體不會做功，則A選項是錯誤的；又因為系統(tǒng)與外界無熱交換，所以氣體內(nèi)能不變，則氣體的溫度也不變，則選項B、C錯誤；由熱力學第二定律知，真空中氣體膨脹具有方向性，在無外界作用時，B中氣體不能自發(fā)地全部回到A中，故D正確．【答案】

D如圖11－3－4，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4