高中物理教科版选修3-3课件：第4章《能量守恒与热力学定律》本章优化总结

欢迎进入物理课堂 本章优化总结 专题归纳整合 章末综合检测 本章优化总结 知识网络构建 知识网络构建 专题归纳整合 1 公式和符号 1 公式 U Q W 2 符号 外界对物体做功 则W为正 物体对外界做功 多为气体膨胀 则W为负 物体从外界吸热 Q为正 物体放热 Q为负 物体内能增加 U为正 物体内能减少 U为负 2 注意问题 1 只有绝热过程Q 0 U W 用做功可判断内能的变化 2 只有在气体体积不变时 W 0 U Q 用吸热放热情况可判断内能的变化 3 若物体内能不变 即 U 0 W和Q不一定等于零 而是W Q 0 功和热量符号相反 大小相等 因此判断内能变化问题一定要全面考虑 4 对于气体 做功W的正负一般要看气体体积变化 气体体积缩小 W 0 气体体积增大 W 0 如图4 1所示 一定质量的理想气体 从状态A经绝热过程A B 等容过程B C 等温过程C A又回到了状态A 则 A A B过程气体降温B B C过程气体吸热C C A过程气体放热D 全部过程气体做功为零图4 1 精讲精析 A B过程气体绝热膨胀 气体对外界做功 其对应的内能必定减小 即气体温度降低 选项A正确 B C过程气体等容升压 由p T 恒量可知 气体温度升高 其对应内能增加 因做功W 0 故该过程必定从外界吸热 即选项B正确 C A过程气体等温压缩 故内能变化为零 但外界对气体做功 因此该过程中气体放热 选项C正确 A B过程气体对外做功 其数值等于AB 线与横轴包围的面积 B C过程气体不做功 C A过程外界对气体做功 其数值等于CA线与横轴包围的面积 显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积 选项D不正确 由以上分析易知A B C选项正确 答案 ABC 在应用能量守恒定律处理问题时 首先要分清系统有多少种能量 如动能 势能 内能 电能 在相互转化 哪种形式的能增加了 哪种形式的能减少了 某种形式的能增加 一定存在着其他形式的能减少 且增加量等于减少量 其实 计算时要在各自领域内遵循各自的规律 如在机械能领域内遵循动力学的规律 某学校兴趣小组为了估算太阳的全部辐射功率 做了如下研究 在横截面积为3dm2的圆筒内装有0 54kg的水 太阳光垂直照射它2min 水温升高了1 经查阅资料可知 大气顶层的太阳能只有45 到达地面 太阳与地球之间的平均距离为1 5 1011m 请你帮助他们估算出太阳的全部辐射功率是多少 103W m2 以太阳与地球间距离为半径的球体的表面积为 S 4 r2 4 3 14 1 5 1011 2m2 2 8 1023m2 太阳的全部辐射功率P P S 1 4 103 2 8 1023W 3 9 1026W 答案 3 9 1026W 1 分析问题的方法掌握热力学第二定律时 要注意理解其本质 即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明 凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明 都可以作为热力学第二定律的表述 本章对热力学第二定律的表述很多 这些不同形式的表述都是等价的 2 热力学第二定律的几种表现形式 1 热传递具有方向性 两个温度不同的物体接触时 热量会自发地从高温物体传给低温物体 而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体 要实现低温物体向高温物体传递热量 必须借助外界的帮助 因而产生其他影响或引起其他变化 2 气体的扩散现象具有方向性 两种不同的气体可以自发地进入对方 最后成为均匀的混合气体 但这种均匀的混合气体 绝不会自发地分开 成为两种不同的气体 3 机械能和内能的转化过程具有方向性 物体在水平面上运动 因摩擦而逐渐停下来 但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后 在地面上重新运动起来 4 气体向真空膨胀具有方向性 气体可自发地向真空容器膨胀 但绝不可能出现气体自发地再从容器中流回 使容器变为真空 关于热力学第二定律 下列表述正确的是 A 不可能使热量从低温物体传递到高温物体B 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C 第二类永动机是不可能制成的D 热力学第二定律是热力学第一定律的推论 精讲精析 如果有外界的帮助 可以使热量从低温物体传递到高温物体 也可以把热量全部用来做功 故A B错 热力学第一定律说明在任何过程中能量守恒 热力学第二定律却说明并非能量守恒过程均能实现 热力学第二定律是反映宏观自然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有方向性的 某些方向的过程可以实现 而另一方向的过程则不能实现 在热力学中 第二定律和第一定律相辅相成 缺一不可 故D错误 C正确 答案 C 章末综合检测 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全