高中物理第十章热力学定律本章整合学案新人教版选修3-3

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1、第十章热力学定律本章整合知识网络热力学定律丿功和内能内能V热和内能实质：能量的转化关系：AU=W（绝热）实质：内能的转移关系：AU=Q（纯热传递）•做功和热传递在改变物体内能上是等效的内容热力学第一定律表达式4【；=W+Q符号法则内容总义：揭示了自然规律的多样性'统一性，否定了第一类永动机热力学定律、两种表述（克劳修斯表述i开尔文表述煤力学第二定律〈澈观斛释微观总义：一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行爛增加原理：在任何自然过程中•一个孤立系统的总煽不会减小总义：抿示『宏观自然过程的方

2、向性，否定了第二类永动机I能嚴耗敬能就与可持续发展；环境污染：温室效应、酸雨等开发新能源：太阳能、生物能、风能零专题一热力学第一定律及应用1.表达式：U=Q+肌2.△“、Q、伊的正负问题凡是能使物体内能增加的，取正号，如内能增加，A〃为正。外界对物体做功，W•取正号。外界向物体传递热量，0取正号，反之取负号。3.两个标志对于气体要抓住体积卩变化是做功的标志（气体自由膨胀除外，一般情况下，P变大，对外做功，//<0,反之，对内做功，//>0）:对于理想气体要抓住温度卩变化是内能变化的标志（T升高，内

3、能增加△〃>（）,反之，内能减少△6<0）o4.注意的问题热力学第一定律中的功是指能够转化为内能的那一部分功，如汽车在牵引力作用下前进，这个牵引力做的功对汽车内能的改变没有任何影响，它只能改变汽车动能的大小，而汽车克服摩擦力所做的功使得汽车的内能增大。【例题1】如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定,筒内空气无泄漏，不计气体分子I'可相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程屮，筒内空气体积减小（）RA.从外界吸热B.内能增大C・向外界放热D.内能减小解析：水温恒定，即空气分

4、子动能不变；不计分子间相互作用，即分子势能不变，由此可知空气内能不变。筒内空气体积减小，说明外界对空气做功，根据热力学第一定律知空气放出热量。正确选项为C。答案:C专题二热力学第一定律与热力学第二定律的比较1.关于摩擦生热热力学第一定律中，滑动摩擦力做功可以全部转化为热。热力学第二定律却说明这一热量不可能在不引起其他变化的情况下完全变成功。2.关于热量的传递热力学第一定律说明，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地从低温物体传向高温物体。3.关于能量热力学第一定律说

5、明在任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律却说明并非所有能量守恒过程均能实现，能量转化有方向性。4.两个定律的关系热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式，说明功及热量与内能改变的定量关系，而第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程进行的方向，指出了一切变化过程的自然发展方向不可逆，除非靠外界影响。所以二者相互独立，又相互补充。【例题2】关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述中正确的是（）A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出

6、内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B.内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C.两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D.其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律解析：热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系，是能量守恒定律在热学屮的具体体现。热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性,二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，故C、D项错误，B项正确；内能在一定

7、条件下可以全部转化为机械能，热量也对以由低温物体传递到高温物体，但是要引起其他变化，如电冰箱制冷机工作还要消耗电能，故A项错误。答案：B专题三能量守恒定律及应用1.能量守恒定律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，在能量转化或转移的过程中其总量不变。能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同形式的能可以相互转化。2.应用能量守恒定律解题的方法和步骤(1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化。(2)分

8、別写出减少的能量AF滅和增加的能量培的表达式。(3)根据下列两种思路列出能量守恒方程：△£减=△应堆①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，II减少量和增加量一定相等。②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量与增加量一定相等。(4)列方程，代入数据，计算结果。【例题3】如图所示，两个完全相同的金属球畀和B,其中外球放在不导热的水平面上,〃球用不导热的细线悬挂起来，现供给两球相同的热量，它们的温度分别升高了A切则()◎A.AAtffB.AtK△t