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成才之路物理,路漫漫其修远兮吾将上下而求索,人教版选修3-3,热力学定律,第十章,章末小结,第十章,一、热力学第一定律及其应用1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)与物体从外界吸热(Q)之间的关系，即UWQ，正确理解公式的意义及符号的含义是解决此类问题的保证。(1)外界对物体做功，W0；物体对外界做功，W0；物体放出热量，Q0，物体的内能增加；U0，物体的内能减少。,2注意问题：(1)只有绝热过程Q0，UW，用做功可判断内能变化。(2)只有在气体体积不变时，W0，UQ，用吸热放热情况可判断内能的变化。(3)若物体内能不变，即U0，则WQ，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进行考虑。,(浙江部分重点高中20142015学年高二下学期联考)质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液体到气态(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图所示。单位时间所吸收的热量可看做不变。,(1)以下说法正确的是_。A在区间，物质的内能不变B在区间，分子间的势能不变C从区间到区间，物质的熵增加D在区间，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高_(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”)，请说明理由。,解析：(1)在区间，物质温度不变但吸收热量，所以物质的内能增加，故选项A错误；在区间，物质处于气态且可看做理想气体，因此，分子间的势能为零，始终不变，故选项B正确；从区间到区间的过程为不可逆过程，由熵增加原理知，选项C正确；物质分子的平均动能只与温度有关，温度越高，分子的平均动能越大，故选项D正确。,二、热力学第二定律及应用1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里面，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：物体在地面上运动，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的现象。(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。2热力学第二定律的微观解释一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，即在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少。,如图所示，为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是(),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：热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；再根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误，B正确，故选B、C。答案：BC,内能的改变、做功与热传递在高考中是热点，但难度不会太大，属于基础题型。热力学第一、第二定律在高考中是一新兴热点，考查时题型灵活，既可综合考查亦可单独命题，再加上近几年能源与环境的关系成为社会广泛关注的问题，本章知识在高考中出现机率变大，应引起我们的足够注视。,(2014江苏物理，12A)一种海浪发电机的气室如图所示。工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。,(1)下列对理想气体的理解，正确的有_。A理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型B只要气体压强不是很高就可视为理想气体C一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律(2)压缩过程中，两个阀门均关闭。若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3.4104J，则该气体的分子平均动能_(选填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功_(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4104J。,(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27，体积为0.224m3，压强为1个标准大气压。已知1mol气体在1个标准大气压、0时的体积为22.4L，阿伏加德罗常数NA6.021023mol1。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数字)解析：(1)理想气体是一种理想的模型，实际并不存在，但实际气体在温度不太低，压强不太大时都可视为理想气体，故选项A正确，B错误；理想气体的内能仅与温度有关，选项C错误；理想气体遵循气体实验定律，选项D正确。,1(2015北京理综，13)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，其内能可能不变答案：C解析：A、B项，根据热力学第一定律UWQ，只放出热量或者对外做功，物体内能变化不确定，故A、B项错误。C项，根据热力学第一定律UWQ，吸收热量，同时对外做功，只要吸收的热量大于对外做功的能量，内能可能增加，故C项正确。D项，物体放出热量，同时对外做功，其内能一定减小，故D项错误。综上所述，本题正确答案为C。,2(2015重庆理综，10)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()A外界对胎内气体做功，气体内能减小B外界对胎内气体做功，气体内能增大C胎内气体对外界做功，内能减小D胎内气体对外界做功，内能增大答案：D解析：对车胎内的理想气体分析知，体积增大为气体对外做功，内能只有动能，而动能的标志为温度，故中午温度升高，内能增大，故选D。,3(2015福建理综，29)(1)下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是_。(填选项前的字母)A分子间距离减小时分子势能一定减小B温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性,(2)如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则_。(填选项前的字母)ATbTc，QabQacBTbTc，QabQacCTbTc，QabQacDTbTc，QabQac答案：(1)B(2)C,解析：(1)A项，当分子力表现为引力时，分子间的势能随着分子间距的减小，分子势能减小，但分子间距减小到一定程度时，分子斥力大于分子引力，分子之间的势能将增大，故A项错误。B项，温度是衡量物体中分子无规则运动剧烈程度的物理量，温度越高分子运动越剧烈，故B项正确。C项，温度越高，物体热运动速率大的分子数占总分子比例越高，故C项错误。D项，非晶体的物理性质各向同性，单晶体的物理性质表现各向异性，多晶体的物理性质表现各向同性，故D项错误。综上所述，本题正确答案为B。,4(2014新课标全国卷，33)一定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图象如图所示，下列判断正确的是_。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,Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小Eb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答案：ADE,
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