2013届高考物理一轮复习讲义 第3讲 热力学定律及能量守恒 新人教版选修3-3.doc

第3讲　热力学定律与能量守恒 热力学第一、二定律　Ⅰ(考纲要求) 　　能量守恒定律　Ⅰ(考纲要求) 1．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：ΔU＝Q＋W (3)符号规定 做功W 外界对物体做功 W0 物体对外界做功 W0 吸放热Q 物体从外界吸收热量 Q0 物体向外界放出热量 Q0 内能变化ΔU 物体内能增加 ΔU0 物体内能减少 ΔU0 2.热力学第二定律 (1)表述一：热量不能自发地从低温物体传到高温物体． (2)表述二：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． 3．能量守恒定律 (1)能量守恒定律的内容：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，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变． (2)条件性：能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的．例如，机械能守恒定律具有适用条件，而能量守恒定律是无条件的，是一切自然现象都遵守的基本规律． (3)两类永动机 ①第一类永动机 不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器． 不能制成的原因：违背能量守恒定律． ②第二类永动机 从单一热库吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器． 不能制成的原因：违背了热力学第二定律． 1．三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU. (2)若过程中不做功，即W＝0，Q＝ΔU. (3)若过程的始、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q. 2．在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”的涵义 (1)“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． (2)“不产生其他影响”的涵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．如吸热、放热、做功等． 3．热力学过程方向性实例 (1)高温物体低温物体 (2)功热 (3)气体体积V1气体体积V2(较大) (4)不同气体A和B混合气体AB 1．对热力学第二定律，下列理解正确的是(　　)． A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的 B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的 C．热量不可能由低温物体传递到高温物体 D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成 解析　由热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化，由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的，但要引起其他变化，故C错；第二类永动机并不违反能量守恒，却违背了热力学第二定律，故A、D错，B正确． 答案　B 2．一定量气体，吸热200 J，内能减少20 J，下列说法中正确的是(　　)． A．气体对外做功180 J B．气体对外做功220 J C．外界对气体做功180 J D．外界对气体做功220 J 解析　根据ΔU＝Q＋W，Q＝200 J，ΔU＝－20 J．所以W＝－220 J，即对外做功220 J，B项正确． 答案　B 3．关于热力学定律，下列说法正确的是(　　)． A．在一定条件下物体的温度可以降到0 K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C．吸收了热量的物体，其内能一定增加 D．压缩气体总能使气体的温度升高 答案　B 图1－3－1 4．(2010·广东高考)如图1－3－1所示是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的(　　)． A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 J C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J 解析　由热力学第一定律知：由W＋Q＝ΔU得：ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，B、D错，一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，ΔU＝600 J0，故温度一定升高，A选项正确，C错． 答案　A 5．(2011·福州质检)(1)下列关于分子运动和热现象的说法中正确的是________(填选项前的字母)． A．布朗运动反映了悬浮微粒中分子运动的无规则性 B．冰融化为同温度的水时，其分子势能增加 C．热机效率不可能提高到100%……，因为它违背了热力学第一定律 D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力 (2)一定质量的理想气体，体积变大的同时，温度也升高了，那么下面判断正确的是________(填选项前的字母)． A．单位体积内分子数一定增多 B．气体的压强一定保持不变 C．气体一定从外界吸收热量 D．外界一定对气体做正功 答案　(1)B　(2)C 6．一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度视为不变，上升到湖面后气泡并未破裂．已知气泡