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,第七章,分子动理论,学案7章末总结,专题整合,自我检测,网络构建,网络构建,功,内能,等价,W,Q,能量守恒定律,热量不能自发地从低温物体传到高温物体,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,无序性,减小,热力学第二定律,一、热力学第一定律的综合应用,热力学第一定律揭示了内能的增量(U)与外界对物体做功(W)和物体从外界吸收热量(Q)之间的关系，即UWQ，正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的关键.(1)外界对物体做功，W0；物体对外做功，W0；物体放出热量，Q0，物体的内能增加；U0，物体的内能减少.分析题干，确定内能改变的方式(W、Q)判断W、Q的符号代入公式UWQ得出结论,例1如图1所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中，气体压强p1.0105Pa不变，吸收的热量Q7.0102J，求此过程中气体内能的增量.,图1,根据热力学第一定律有UQW，代入数据解得U5.0102J.答案5.0102J,针对训练1如图2所示，pV图中，一定质量的理想气体由状态A经过程变至状态B时，从外界吸收热量420J，同时膨胀对外做功300J.当气体从状态B经过程回到状态A时，外界压缩气体做功200J，判断此过程中气体是吸热还是放热，并求出热量变化的多少.,图2,解析一定质量的理想气体由状态A经过程变至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律可知，气体内能的增加量为UQ1W1420J300J120J气体由状态B经过程回到状态A时，气体内能将减少120J，而此过程中外界又压缩气体做了W2200J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为,Q2UW2(120J)200J320J即此过程中气体放出的热量是320J.答案放热320J,1.热力学第二定律的两种表述(1)按照热传递的方向性表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述.(2)按照机械能与内能转化的方向性表述为：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.这是热力学第二定律的开尔文表述.,二、热力学第二定律,2.热力学第二定律的微观意义(1)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(2)用熵来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.分析此类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性的说明.凡是对这种宏观自然过程进行方向性的说明，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.,例2下列有关热力学第二定律的说法正确的是()A.气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的C.空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性D.一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小,解析与温度有关的一切热现象的宏观过程都是不可逆的，A项错误；热量不能自发地由高温物体传到低温物体，空调机里的压缩机工作，消耗了电能，产生了其他影响，C项错误；一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵增大，D项错误.只有B项正确.答案B,针对训练2热力学第二定律指出：内能与机械能的转化具有方向性.请结合熵的变化加以解释.解析机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化，物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律，这是一种有序的运动.热运动是大量分子的无序运动，机械运动向热运动的转化，属于从有序向无序的转化，熵增加，符合热力学规律，因此机械能可以全部转化为内能.反过程是熵减小，不符合熵增加原理，因此内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化.,1.(热力学第一定律)在大气中，空气团竖直运动经过各气层的时间很短，因此，运动过程中空气团与周围空气热量交换极少，可看作绝热过程.潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云，到山顶后变得干燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这股干热的气流为焚风.,1,2,3,4,自我检测,1,2,3,4,空气团在山的迎风坡上升时温度降低，原因是空气团_(选填“对外放热”或“对外做功”)；设空气团的内能U与温度T满足UCT(C为一常数)，空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做的功为W，则此过程中空气团升高的温度T_.,1,2,3,4,1,2,3,4,2.(热力学第一定律)一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图4所示，下列判断正确的是(),图4,1,2,3,4,A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,1,2,3,4,解析由pT图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；,1,2,3,4,过程ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由pT图象可知，a状态气体温度最低，则平均动能最小，选项D正确；,1,2,3,4,b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确.答案ADE,1,2,3,4,3.(热力学定律的应用)以下说法正确的是()A.电冰箱内的食品温度比室内温度低，说明在一定条件下热量也可以由低温物体传到高温物体B.内能可以转化为机械能C.能量的耗散否定了能量守恒定律D.能量的耗散说明自然界的宏观过程有方向性,1,2,3,4,解析在一定条件下，热量可以由低温物体传到高温物体，A正确；由能量守恒定律可知，各种形式的能量之间可以相互转化，并且总能量守恒，所以B正确；能量的耗散并没有否定能量守恒定律，而是说明自然界的宏观过程有方向性，C错误，D正确.答案ABD,1,2,3,4,4.(热力学定律的应用)下列说法不正确的是()A.在任何自然过程中，一切参与者的总能量和总熵保持不变B.熵无处不在，是系统无序程度的量度C.一切不可逆过程在熵增加的同时,总是伴随着能量退降,D.由热力学第二定律可知，自然界的能量品质正在退化，可利用的能量越来越少E.热力学第二定律的微观实质是熵增加解析系统的总能量守恒，但总熵可能不变或增加.答案A,1,2,3,4,
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