2012高考总复习物理课件38热力学定律和能量守恒

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1、1课时38热力学定律和能量守恒2考点一　热力学第一定律►基础梳理◄1．改变物体内能的两种方式(1)做功：做功可以改变物体的内能．若做功过程中绝热，系统内能的增加(减少)等于外界对系统(系统对外界)所做的功，即ΔU＝W.(2)热传递：热传递有三种方式，传导、对流和辐射．热传递也可以改变物体的内能．在单纯的热传递过程中，热量是系统内能变化的量度，即ΔU＝Q.32．热力学第一定律定义：一个热力学系统的内能增量等于外界对它传递的热量和外界对它做功的和，这个关系称为热力学第一定律．表达式：W＋Q＝ΔU符号法则：外界

2、对物体做功，W取正号，反之W取负号；物体吸收热量，Q取正号，反之Q取负号；物体内能增加，ΔU取正号，反之ΔU取负号．43．能的转化和守恒定律内容：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，或者从一个物体转移到另一个物体，但在转化或转移的过程中其总量保持不变．5►疑难详析◄做功和热传递改变内能是等效的，本质是不同的在改变物体的内能上，做功和热传递可以起到同样的效果，即要使物体改变同样的内能，通过做功或者热传递都可以实现，如果把这样的两个物体放在一起，我们无法分辨出哪个是热传递改变

3、的内能，哪个是做功改变的内能．不过，做功和热传递还是有着本质的区别．6(1)从运动形式看，做功是其他形式的能和物体微观分子热运动的转化，热传递则是通过分子之间的相互作用，只是发生了分子热运动的转移；(2)从能量角度看，做功是其他形式的能和物体内能的转化，热传递则是内能在物体之间或者物体的不同部分之间的转移．物体的内能增加与否，不能单独地只看做功或者热传递，两个过程需要全面考虑．7►深化拓展◄热量和内能内能是由系统的状态决定的，状态确定系统的内能也随之确定．要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种方

4、法来完成．而热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的．有过程，才有变化，离开过程则毫无意义．就某一状态而言，只有“内能”，不能谈到“热量”或“功”．8考点二　热力学第二定律►基础梳理◄1．热传导的方向性温度不同的两个物体接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，但不会自发地从低温物体传给高温物体．即热传导的过程具有方向性．92．第二类永动机只从单一热源吸取热量，使之全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫第二类永动机．因为机械能和内能

5、的转化是有方向的，所以第二类永动机不可能制成．103．热力学第二定律(1)两种表述：按热传导的方向性可以表述为“热量不能自发地由低温物体传给高温物体”，这是热力学第二定律的克劳修斯表述；按机械能与内能转化过程的方向性可以表述为“不可能从单一热源吸收热量，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”，这是热力学第二定律的开尔文表述．11(2)等价实质：热力学第二定律的两种表述是等价的，可以从一种表述推导出另一种表述．它们都揭示了大量分子参与宏观过程的不可逆性，说明自然界进行的涉及

6、热现象的宏观过程都具有方向性．12►疑难详析◄热力学第一定律与第二定律的相辅性热力学第一定律中，摩擦力做功可以全部转化为内能；热力学第二定律却说明这一内能在不引起其他变化的情况下不可能完全变成功．热量可以从高温物体自动传向低温物体，而热力学第二定律却说明热量不能自动从低温物体传向高温物体．第一定律说明在任何过程中能量必定守恒，第二定律却说明并非所有能量守恒的过程均可以实现．13热力学第二定律是反映自然界过程进行的方向和条件的一个规律，它指出自然界中出现的过程是具有方向性的，在热力学中，两个定律相辅相成、缺

7、一不可．14►深化拓展◄为什么第二类永动机不能制成第二类永动机虽然不违背能的转化与守恒定律，但违背了热力学第二定律．热机工作时从高温热源吸收热量Q，只有一部分用来做功W而转化为机械能，另一部分热量排放给低温热源．也就是说即使没有任何漏气、摩擦、不必要的散热等损失，总有W＜Q，所以热机的效率总小于100%，即第二类永动机是不能制成的．15题型一　热力学第一定律的应用[例1]一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)，从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，则：(1)气体的内

8、能________(填“增加”或“减少”)，其变化量的大小为________J.(2)气体的分子势能________(填“增加”或“减少”)．(3)分子平均动能如何变化？16[解析](1)因气体从外界吸收热量，所以Q＝4.2×105J气体对外做功6×105J，则外界对气体做功W＝－6×105J由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＝－6×105J＋4.2×105J＝－1.8×105J，所以物体内能减少了1.8×105J.17(2