（鲁京津琼）2020版高考物理总复习第十二章热学第3讲热力学定律与能量守恒定律教案

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1、第3讲　热力学定律与能量守恒定律知识排查热力学第一定律1.改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递。2.热力学第一定律(1)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)符号法则：物理量意义符号WQΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少能量守恒定律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另一种形式，或者是从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持

2、不变。2.条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。3.第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。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

3、方向进行。4.第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律。小题速练1.思考判断(1)做功和热传递的实质是相同的。(　　)(2)绝热过程中，外界压缩气体做功20J，气体的内能一定减少。(　　)(3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。(　　)(4)电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递。(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√2.(多选)根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是(　　)A.机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能

4、B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C.尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%D.第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析　机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，选项A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界

5、的帮助，选项B错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，选项C正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，选项D错误。答案　AC3.(多选)关于热现象，下列叙述正确的是(　　)A.温度降低，物体内所有分子运动的速度一定都变小B.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化成机械能C.凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的D.温度升高，物体的内能不一定增加答案　BD　热力学第一定律的理解与应用1.热力学第一

6、定律的理解(1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析。(2)做功情况看气体的体积变化：体积增大，气体对外界做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正。(3)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0。(4)如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以它的内能变化，只体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。2.几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量。(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内

7、能的增加量。(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。【例1】(多选)如图1所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是(　　)图1A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增加C.在自发扩散过程中，气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中，外界

8、对气体做功解析　因为汽缸、活塞都是绝热的，隔板右侧是真空，所以理想气体在自发扩散的过程中，既不吸热也不放热，也不对外界做功。根据热力学第一定律可知，气体自发扩散前后，内能不变，选项A正确，C错误；气体被压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能增加，选项B、D正确。答案　ABD1.某驾驶员发现中午时车胎内的气压比清晨时高，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么(　　)A.外界对胎内气体做功，气体内能减少B.外界对胎内气体做功，气体内能增加C.胎内