高考物理一轮复习热力学定律与能量守恒定律教案（含解析）沪科版

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1、第3课时　热力学定律与能量守恒定律[知识梳理]知识点一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递。2．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)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：WQΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少知识点二、能量守恒定律1．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，能量的总量保持不变。2．条件性能量守

2、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。3．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。知识点三、热力学第二定律1．热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。(2)开尔文表述：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。或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。2.用熵的概念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．热力学第二定律的微观意义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。4．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二

3、定律。思维深化判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，做功和热传递的实质是相同的。(　　)(2)绝热过程中，外界压缩气体做功20J，气体的内能可能不变。(　　)(3)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热。(　　)(4)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功。(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√[题组自测]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　题组一　对热力学第一定律及能量守恒定律的理解1．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×10

4、4J，气体内能减少1.3×105J，则此过程(　　)A．气体从外界吸收热量2.0×105JB．气体向外界放出热量2.0×105JC．气体从外界吸收热量6.0×104JD．气体向外界放出热量6.0×104J解析　根据热力学第一定律，W＋Q＝ΔU，所以Q＝ΔU－W＝－1.3×105J－7.0×104J＝－2.0×105J，即气体向外界放出热量2.0×105J。答案　B2．木箱静止于水平地面上，现在用一个80N的水平推力推动木箱前进10m，木箱受到的摩擦力为60N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是(　　)A．U＝200J，Ek＝

5、600JB．U＝600J，Ek＝200JC．U＝600J，Ek＝800JD．U＝800J，Ek＝200J解析　由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为系统的内能增量，即U＝60×10J＝600J，由能量守恒定律可得Ek＝W总－U＝80×10J－600J＝200J。故正确答案为B。答案　B3．如图1所示，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J。若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体________(填“吸收”或“放出”)________J热量。图1解析　由

6、热力学第一定律可得，该气体由状态a沿abc变化到状态c的过程中内能的变化量ΔU＝W＋Q＝－120J＋340J＝220J，因此该气体由状态a沿adc变化到状态c时，Q1＝ΔU－W1＝220J－(－40J)＝260J，显然此过程中气体从外界吸收热量。答案　吸收　260题组二　对热力学第二定律的理解4．(多选)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是(　　)A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观

7、过程具有方向性解析　第一类永动机是指不消耗能量却可以不断对外做功的机器，违背了能量守恒定律，A正确；电冰箱在电机做功情况下，不断地把冰箱内的热量传到外界，没有违背热力学第二定律，C错误。答案　AD5．根据你所学热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是(　　)A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功以转化成机械能B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293℃D．第一类永动机违背能量守恒

8、定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析　机械能可以全部转化为内能，而内能