2020届高考物理总复习第十六单元模块第3讲热力学定律教师用书

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1、第3讲　热力学定律1热力学第一定律　　(1)热力学第一定律:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。表达式:ΔU=Q+W。(2)应用热力学第一定律解题的关键就是要熟记、记准符号法则。对理想气体而言,温度只与内能有关,温度升高,内能增加,ΔU>0;温度降低,内能减少,ΔU<0。从外界吸收热量Q>0,有促使内能增加的可能;向外界放出热量Q<0,有促使内能减少的可能;若系统与外界绝热,则Q=0,既不吸热,也不放热。外界对气体做功,W>0,有促使内能增大的可能;气体对外界做功,W<0,有

2、促使内能减少的可能。【温馨提示】　理想气体内能变化的分析思路①由体积变化分析气体做功情况:体积膨胀,气体对外做功;气体被压缩,外界对气体做功。②由温度变化判断气体内能变化:温度升高,气体内能增大;温度降低,气体内能减小。③由热力学第一定律ΔU=W+Q判断气体是吸热还是放热。1.1(2019福建福州1月考试)一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做功7.0×104J,气体内能减少1.3×105J,则此过程(　　)。A.气体从外界吸收热量2.0×105JB.气体向外界放出热量2.0×105JC.气体从外界吸收

3、热量6.0×104JD.气体向外界放出热量6.0×104J【答案】B1.2(2018浙江绍兴第一中学模拟)一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5×104J,气体对外界做功1.0×104J,则该理想气体的(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.温度降低,密度增大B.温度降低,密度减小C.温度升高,密度增大D.温度升高,密度减小【答案】D2能量守恒定律　　(1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应:物体运动具有机械能,分子运动具有内能,电荷的运动具有电能,原子核内部的运动具有原子能,

4、等等。(2)不同形式的能量之间可以相互转化:摩擦生热是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能,等等。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且是通过做功来完成的这一转化过程。(3)能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者是从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。条件性:能量守恒定律是自然界的普遍规律,但某一系统或某一种形式的能是

5、否守恒则是有条件的。2.1(2019河南郑州开学自测)(多选)如图所示,电路与一绝热密闭汽缸相连,R为电阻丝,汽缸内有一定质量的理想气体,外界大气压恒定。闭合开关后,绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动,则下列说法正确的是(　　)。A.气体分子平均动能变大B.电热丝放出的热量等于气体对外所做的功C.气体的压强不变D.气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少E.气体分子势能增加【答案】ACD2.2(2019南京第一中学开学考试)木箱静止于水平地面上,现在用一个80N的水平推力推动木箱前进10m,木箱受到的摩擦

6、力为60N,则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是(　　)。A.U=200J,Ek=600JB.U=600J,Ek=200JC.U=600J,Ek=800JD.U=800J,Ek=200J【答案】B3热力学第二定律　　(1)热力学第二定律的两种表述①克劳修斯表述:热量不能自发地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,而不产生其他影响。或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。(2)用熵的概念表示热力学第二定律:在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减

7、小。(3)热力学第二定律的微观意义:一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。(4)只从单一热库吸收热量,全部用来做功而不引起其他变化的热机叫作第二类永动机,由于违背了热力学第二定律,第二类永动机不可能制成。【温馨提示】　热力学第一定律指出任何热力学过程中能量守恒,而对过程没有其他限制。热力学第二定律指明哪些过程可以发生,哪些不可能发生,例如,第二类永动机不可能实现,热机效率不可能是100%,热现象过程中能量耗散是不可避免的,实际的宏观的热现象过程是不可逆的。3.1(2018天津十校联考)关于两类

8、永动机和热力学的两个定律,下列说法正确的是(　　)。A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C.由热力学第一定律可知,做功不一定改变内能,热传递也不一定改变内能,但同时做功和热传递一定会改变内能D.由热力学第二定律可知,热量从低温物体传向高温物体是可能的,从单一热源吸收热量,完全变成功也是可能的【答案】D3.2(2019安徽合肥第一中学