(全国通用)2014届高三物理复习能力提升 第8章 第2课时 热力学定律

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1、第2课时　热力学定律考纲解读1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律.2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律.3.掌握能量守恒定律及其应用．1．[热力学第一定律的理解]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．气体从外界吸收热量6.0×104JD．气体向外界放出热量6.0×104J答案　B解析　根据热力学第一定律，W＋Q＝ΔU，所以Q＝ΔU－W＝－1.3×105J－7.0×104J

2、＝－2.0×105J，即气体向外界放出热量2.0×105J.2．[热力学第二定律的理解]以下哪些现象可能发生？哪些现象不可能发生？不可能发生的现象是否违背热力学第二定律？A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热．B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能．C．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离．D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体．答案　见解析解析　A．不可能．因为是“自动”过程，所以茶变热时的内能增量只能来源于周围环境，即周围环境中的热量会自动地收集到茶中，违背热力学第二定律，所以这是不可能发生的现象．B

3、．不可能．蒸汽的内能转化为机械能必定需要做功，即热蒸汽推动活塞做功．这一过程中，一方面由于活塞摩擦汽缸而产生热能，另一方面热蒸汽与周围环境存在温度差，蒸汽机会向周围环境散热．所以，蒸汽机把蒸汽的内能全都转化为机械能，违背热力学第二定律，是不可能的．C．可能．浑水变清，泥沙下沉，重心下降，总的重力势能减少，最终转化为内能，而机械能全部转化成内能是可能的．D．可能．冰箱通电后，消耗电能，将箱内低温物体的热量传到箱外．3．[能量守恒定律的应用]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，木箱受到的摩擦力为60N，则转化为木箱与地面系统的内

4、能U和转化为木箱的动能Ek分别是(　　)16A．U＝200J，Ek＝600JB．U＝600J，Ek＝200JC．U＝600J，Ek＝800JD．U＝800J，Ek＝200J答案　B解析　由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为系统的内能的大小，即U＝60×10J＝600J，由能量守恒定律可得Ek＝W总－U＝80×10J－600J＝200J．故正确答案为B.考点梳理1．物体内能的改变(1)做功是其他形式的能与内能的相互转化过程，内能的改变量可用做功的数值来量度．(2)热传递是物体间内能的转移过程，内能的转移量用热量来量度．2．热力学第一定律(1)

5、内容：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．(2)表达式：ΔU＝Q＋W.3．能量守恒定律(1)内容：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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变，这就是能量守恒定律．(2)任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的，不消耗能量而对外做功的第一类永动机是不可能制成的．4．热力学第二定律(1)两种表述①第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化(克劳修斯表述)．②第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起

6、其他变化(开尔文表述)．(2)第二类永动机是指设想只从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化的热机．这类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律．164．[热力学定律与理想气体状态方程的综合应用](2010·福建·28(2))如图1所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略图1活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体________．(填选项前的字母)A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增

7、大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加答案　C解析　向下压活塞，力F对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故选项C正确．5．[热力学定律与理想气体状态方程的综合应用]一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图2所示．已知该气体在状态A时的温度为27°C.(1)该气体在状态B、C时的温度分别为多少？(2)该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？图2(3)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？答案　(1)－

8、173°C　27°C　(2)0　(3)吸热　200J解析　(1)对