江苏省金湖县第二中学高考物理总复习课件 第3讲 热力学定律与能量守恒定律 新人教版选修33

选考内容选考内容第第 3 讲讲 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律 功和内能功和内能 热和内能热和内能(2)热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射热传递的三种方式各有特点传导的特点在于沿着物体但不伴之以物质的迁移，所以多发生于固体上；对流则是靠物质的流动来传递热，所以对流是液体和气体特有的传热方式；辐射则无需物质作为媒介，而是以直线方式向外传递的(3)热传递过程实质是能量转移的过程热力学第一定律热力学第一定律 (2)应用此定律前应准确理解各物理量的意义为方便、准确，通常规定各标量的正、负正、负的含义如下：U是物体内能的增量当物体内能增加时取“”号，减少时取“”号W是外界对系统做的功当外界对系统做功时取“”号，当系统对外界做功时取“”号Q是外界与系统之间传递的热量当外界传递给系统热量(系统吸热)时取“”号，当系统向外界传递热量(系统放热)时取“”号(3)能的转化与守恒定律是认识自然，改造自然的有力武器，这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来，使不同领域的科学工作者有一个共同语言.热力学第二定律热力学第二定律 (2)热力学第二定律说明自然界中各种不可逆过程都是相关联的，即由某一过程的不可逆性可推出另一过程的不可逆性(3)热力学第二定律已在物理、化学、生物等自然学科中有着重要的应用，对我们认识自然、利用自然有重要的指导意义热力学第一定律说明在任何过程中能量必守恒，热力学第二定律却说明并非所有能量守恒过程均能实现，热力学第二定律是反映自然界过程进行的方向和条件的一个规律，它指出自然界中出现的过程是具有方向性的，某些方向的过程可以实现，而另一些方向的过程则不能实现在热力学中，它和第一定律相辅相成，缺一不可.热力学第二定律的微观解释热力学第二定律的微观解释 从微观看，热传递的过程中，自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程，其逆过程不能自动进行大量分子无序运动状态变化的方向总是向无序性增大的方向进行，即一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行，这就是热力学第二定律的微观意义.能量耗散能量耗散 对热力学第一定律的理解和应用对热力学第一定律的理解和应用 命题规律根据热力学第一定律命题规律根据热力学第一定律UWQ，判断通，判断通过做功和热传递改变物体内能或吸放热、做功的情况等过做功和热传递改变物体内能或吸放热、做功的情况等解析据热力学第二定律，气体在一定条件下可将吸收的热量完全转化为功，所以A正确；据热力学第一定律：UWQ，改变系统内能有两种方式：做功和热传递，所以B、C错误，D正确答案AD(2011广东)图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A外界对气体做功，气体内能增大B外界对气体做功，气体内能减小C气体对外界做功，气体内能增大D气体对外界做功，气体内能减小答案A解析M向下运动，气体体积减小，外界对气体做功；又没有热交换，由热力学第一定律可知：气体的内能增大，A正确，B、C、D错误.命题规律根据能的转化和守恒定律，确定物体内能的变化情况能的转化和守恒定律能的转化和守恒定律 活塞与支架的总质量为M12kg，已知当地的重力加速度g10m/s2，大气压强p1.00105Pa，气缸和活塞都是绝热的现将细线拉直到水平，稳定后由静止释放球，当球第一次运动到最低点时，活塞下降了h0.2m且活塞的速度恰好为零，此时细线中的拉力为F252N.求球由静止释放到第一次运动到最低点的过程中气缸中的气体增加的内能U.答案答案228J如图所示，一定质量的理想气体用不导热的活塞封闭在内壁光滑的绝热气缸内，气缸竖直放置，缸内安装一电热丝，活塞质量为m，横截面积为S，外界大气压强为p0，重力加速度为g.开始时活塞处于静止状态，将电热丝通电给气体缓慢加热，测得电热丝两端电压为U，通过的电流为I，经过时间t，活塞缓慢向上移动距离L0.求：(1)气体对外所做的功；(2)气体内能的增量答案(1)(p0Smg)L0(2)UIt(p0Smg)L0解析(1)气体对外所做功W(p0Smg)L0(2)由热力学第一定律可知，气体内能增加量EQW，则EUIt(p0Smg)L0命题规律根据热力学第二定律，判断有关说法是否正确热力学第二定律的理解热力学第二定律的理解 A热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，除非有外界的影响或帮助电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能答案BC下列说法中正确的是()A第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律B热机的效率从原理上讲可达100%C因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的D自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源答案D解析第二类永动机是指从单一热源吸热，全部用来对外做功而不引起其他变化的机器，它并不违背能量守恒定律，却违背了热力学第二定律；第一类永动机是不消耗能量却可以源源不断地对外做功的机器，它违背能量守恒定律，所以选项A错误从热力学第二定律的表述可知，任何热机的效率都达不到100%，因此B错关于“能源危机”必须明确以下几点： (1)能源是提供能量的资源，如煤、石油等(2)人们在消耗能源时，放出热量，部分转化为内能，部分转化为机械能，但最终基本上都转化成了内能，人们无法把这些内能全部收集起来重新利用(能量耗散)，而可供利用的能源是有限的因此，“能源危机”并非说明能量不守恒，故C选项错误，D选项正确