2018年高考物理一轮复习 专题11.3 热力学定律与能量守恒定律教学案

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1、专题11.3热力学定律与能量守恒定律1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律.2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律.3.掌握能量守恒定律及其应用．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

2、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

3、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定律。高频考点一　热力学第一定律与能量守恒定律例1．(多选)下列说法中正确的是(　　)A．尽管技术不断进步，但热机的效率仍不能达到100%，而制冷机却可以使温度降到热力学零度B．雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的C．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气压强的比值E．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显答案：　B

4、CE【变式探究】一定质量的理想气体经历如图A→B→C→D→A所示循环过程，该过程每个状态视为平衡态。已知A态的温度为27℃。求：(1)B态的温度TB。(2)一次循环过程气体与外界的热交换Q为多少？是吸热还是放热？解析：　(1)由图象得VA＝3L，TA＝t＋273K＝300KVB＝4LA到B等压变化，由盖吕萨克定律得：＝，代入数据解得：TB＝400K，即t＝127℃(2)从A态又回到A态的过程温度不变，所以内能不变。A到B气体对外做功W1＝pA·ΔV＝100JC到D外界对气体做功W2＝pC·ΔV＝75J外界对气体做的总功W＝W2－W1＝－25J由热力学

5、第一定律ΔU＝W＋Q解得：Q＝25J，Q为正，表示吸热。答案：　(1)127℃　(2)25J　吸热高频考点二　热力学第二定律例2．(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．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功答案：　ADE【变式探究】地球上有很多的海水，它的总质量约为1.4×1018吨，如果这些海水的温度降低0.1°C

6、，将要放出5.8×1023焦耳的热量，有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，其原因是(　　)A．内能不能转化成机械能B．内能转化成机械能不满足热力学第一定律C．只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律D．上述三种原因都不正确答案　C解析　内能可以转化成机械能，如热机，A错误；内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，即能量守恒定律，B错误；热力学第二定律告诉我们：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，C正确．【举一反三】关于热力学定律，下列说法正确的是(　

7、　)A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程答案：　ACE高频考点三　热力学定律与气体实验定律的综合例3．[2016·全国甲卷·33(1)](多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是________。(填正确答案标号)A．气体在a、c两状态的体积相等B．气体在

8、状态a时的内能大于它在状态c时的内能C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D．在过程da中