高中物理一轮复习 第3章 热力学定律与能量守恒精品学案 新人教版选修3-3.doc

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1、第3章热力学定律与能量守恒【考纲知识梳理】一、温度、内能、热量、功的理解二、改变内能的两种方式1、改变物体的内能通常有两种方式：做功和热传递。（1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但有本质的区别。（2）做功涉及到的是内能与其它能间的转达化；而热传递则只涉及到内能在不同物体间的转移。三、对热力学第一定律的理解1、热力学第一定律（第一类永动机不能制成）做功和热传递都能改变物体的内能。也就是说，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的：做功是其他能和内能之间的转化，功是内能转化的量度；而热传递是内能间的转移，热量是内能转移的量度。（1）内容:外界对物

2、体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔE，（2）表达式:ΔE=Q+W这在物理学中叫做热力学第一定律。表达式中符号法则:W为正值，表达外界对物体做功；W为负值，表示物体对外界做功；Q为正值，表示物体从外界吸热；Q为负值，表示物体对外界放热；ΔE为正值，表示物体内能增加；ΔE为负值，表示物体内能减少.2、能的转化和守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭或消失，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，但总能量保持不变。这就是能的转化和守恒定律.(1)能量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一，违背该定律的第一类永动机是无法实现的.[来源:学科网ZXXK

3、](2)物质的不同运动形式对应不同形式的能,各种形式的能在一定的条件下可以转化或转移,在转化或转移过程中,能的总量守恒.四、对热力学第二定律的理解1、热传导的方向性:热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行（热量会自发地从高温物体传给低温物体），但是向相反的方向却不能自发地进行。2、机械能与内能转化的方向性:机械能可以全部转化为内能,而内能不可能全部转化为机械能而不引起其它的变化.3、热力学第二定律(1)表述：①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（按热传导的方向性表述）。②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化（按机械能和内能转

4、化过程的方向性表述）。或第二类永动机是不可能制成的。(2)意义：自然界种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性.(3)能量耗散:自然界的能量是守恒的，但是有的能量便于利用，有些能量不便于利用。很多事例证明，我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用。这种现象叫做能量的耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。3、永动机（1）第一类永动机不可能制成:不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器被称为第一类永动机，这种永动机是不可能制造成的，它违背了能量守恒定律。（2）第二类永动机：没有冷凝器，只有单一热源，并从这个单一热源吸收

5、的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机。第二类永动机不可能制成，它虽然不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律。也是不可能制成的。因为机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化。热机的效率不可能达到100%。4、热力学第三定律：热力学零度不可达到｛宇宙温度下限：－273.15摄氏度（热力学零度）｝【要点名师精解】类型一热力学第一定律的应用【例1】一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功．问：(1)气体的内能是增加了还是减少了？变化量是多少？(2)气体的分子势

6、能是增加了还是减少了？(3)气体分子的平均动能是增加了还是减少了？解：(1)因为气体从外界吸热，所以Q＝＋4.2×105J；又因气体对外做功，所以W＝－6×105J．　由热力学第一定律有：ΔU＝W＋Q＝－1.8×105J　(4分)ΔU为负，说明气体的内能减少了1.8×105J．　(2分)(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加．　[来源:学科网ZXXK](3)因为气体的内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了．　【感悟高考真题】1．（2010·重庆·1５）给旱区送水的消防车停于水平面，在缓缓放水的过程中，若车胎

7、不漏气，胎内气体温度不变，不计分子势能，则胎内气体A．从外界吸热B.对外界做负功B.分子平均动能减少D.内能增加【答案】A【解析】胎内气体经历了一个温度不变，压强减小，体积增大的过程。温度不变，分子平均动能和内能不变。体积增大气体对外界做正功。根据热力学第一定律气体一定从外界吸热。A正确2.（09·重庆·14）密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）（D）[来源:学科网ZXXK]A．内能增大，放出热量B．内