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第3讲,热力学定律,能量守恒,一、热力学第一定律 1内容：物体内能的增量U 等于外界对物体做的功W和,物体吸收的热量 Q 的总和,UQW,2表达式：_.,3改变物体内能的两种方式的比较,4.温度、内能、热量、功的区别,【基础检测】,1(多选，2015 年甘肃一模)下列说法正确的是(,),A液体温度越高、悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈 B不考虑分子势能，则质量、温度均相同的氢气和氧气 的内能也相同 C第一类永动机不可能制成，因为违背了能量守恒定律 D物体吸收热量，则其内能一定增加 E能量耗散从能量转化角度反映出自然界中的宏观过程具 有方向性 答案：ACE,二、热力学第二定律 能量守恒定律 1热力学第二定律 (1)克劳修斯表述：热量不能_地从低温物体传到,高温物体,自动,不引起其他变化,(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它完全用 来做功，而_ (3)意义：揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，是 独立于热力学第一定律的一个重要自然规律,(4)热力学第二定律的微观实质：,无序,微观表述：一个孤立系统在不可逆绝热过程中的熵增量 大于零，在可逆绝热过程中的熵增量等于零 意义：熵值越大代表系统越无序，一切自发的宏观过程 总是沿着分子热运动状态_性增加的方向进行,2能量守恒定律,保持不变,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，或者从一个物体转移到别的物体，在转 化和转移过程中其总量_这就是能量守恒定律 3两类永动机的比较,【基础检测】,2(多选，2016 年云南玉溪期中)下列说法中正确的是(,),A一定质量的理想气体温度升高时，分子的平均动能一 定增大 B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 C不可能使热量从低温物体传向高温物体 D当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增 大而增大 E分子间距离增大时，分子力一定减小,解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均 动能一定增大，A 正确；热力学第二定律可以表示为：由热力 学第二定律知，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有 用功而不引起其他变化，B 正确；通过做功的手段可以使热量 从低温物体传向高温物体，C 错误；当分子力表现为引力时， 增大分子间的距离，需要克服分子间的引力做功，所以分子势 能增大，D 正确；分子间的作用力随分子间距离的增大先减小 再增大后减小，因此分子力可能增大，也可能减小，E 错误,答案：ABD,考点,热力学定律的理解和应用,重点归纳 1热力学第一定律的理解 (1)由UQW 可知，改变物体的内能有两种方式：做功 和热传递，只考虑其中之一无法确定内能的变化 (2)在UQW 中，W 表示做功情况，说明内能和其他形 式的能可以相互转化；Q 表示吸热或放热的情况，说明内能可 以从一个物体转移到另一个物体，而UQW 是能量守恒定 律的具体体现,(3)热力学第一定律的符号法则,功 W0，外界对系统做功；W0，系统对外界做功 热量 Q0，物体吸热；Q0，物体放热 内能U0，内能增加；U0，内能减少 2热力学第二定律的理解,(1)在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他,影响”的含义,“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，,不需要借助外界提供能量的帮助,“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只 在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响,(2)热力学第二定律的实质：揭示了大量分子参与宏观过程 的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏 观过程都具有方向性,(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,3热力学过程方向性实例,典例剖析,例题：(2015 年北京卷)下列说法正确的是(,),A物体放出热量，其内能一定减小 B物体对外做功，其内能一定减小 C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加 D物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变,解析：由热力学第一定律UWQ 可知，物体放出热量， Q0，但是W 未知，则U 不一定小于零，即内能不一定减少， 选项A 错误对外做功W0，但Q 未知，所以U 依旧不能判 定，选项 B 错误吸收热量 Q0，对外做功W0，WQ 可 为正或为零或为负，即内能可能增加或不变或减小，选项 C 正 确放热 Q0，且对外做功W0，则U0，即内能一定减 少，选项 D 错误故选 C.,答案：C,备考策略：（1）当做功和热传递两种过程同时发生时，内 能的变化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：体积增大，气体对外做功，W 为负；体积缩小， 外界对气体做功，W 为正.若与外界绝热，则不发生热传递，此 时 Q0.,【考点练透】 1(2014 年重庆卷)重庆出租车常以天然气作为燃料，加气 站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中若储气罐内气体,),体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( A压强增大，内能减小 B吸收热量，内能增大 C压强减小，分子平均动能增大 D对外做功，分子平均动能减小,解析：对理想气体由pVnRT 可知体积和质量不变，温度 升高时，压强增大，选项C 错误理想气体的内能只有分子动 能，而温度是平均动能的标志，故温度升高，分子平均动能增 大，内能增大，选项A、D 错误，体积不变，故W0，由热力 学第一定律UQW 知，吸热内能增大，故选B.,答案：B,2(多选，2016 年湖南师范大学附属中学月考)下列说法正,确的是(,),A理想气体等温膨胀时，内能不变 B扩散现象表明分子在永不停息地运动 C分子热运动加剧，则物体内每个分子的动能都变大 D在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能一定增加 E布朗运动反映了悬浮颗粒内部的分子在不停地做无规则 热运动,解析：理想气体的内能只与温度有关，等温膨胀时，温度 不变，则内能不变，选项A 正确；扩散现象表明分子在永不停 息地运动，选项B 正确；分子热运动加剧，则物体内分子的平 均动能变大，但是每个分子的动能不一定都变大，选项C 错误； 根据热力学第一定律：UWQ，在绝热过程中Q0，外界 对物体做功则W0，物体的内能一定增加，选项D 正确；布 朗运动反映了液体分子在不停地做无规则热运动，选项E 错误； 故选ABD. 答案：ABD,
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