（江苏专用）2020版高考物理新增分大一轮复习 第十二章 热学 第3讲 热力学定律与能量守恒定律讲义（含解析）

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1、第3讲　热力学定律与能量守恒定律一、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：物理量意义符号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自测1　一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，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

2、×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答案　B二、能量守恒定律1.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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变.2.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，第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律.自测2　在一个密闭隔热的房间里，有一电冰箱正在工作，如果打开电冰箱的门，过一段时间后房间的温度会(　　)A.降低B.不变C.升高D.无法判断答案　C命题点一　理解热

3、量与内能、温度的区别温度、内能、热量、功的比较含义特点温度表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大小的标志，它是大量分子热运动激烈程度的宏观表现，对单个分子来说，温度没有意义状态量内能(热能)物体内所有分子动能和分子势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能热量是热传递过程中内能的改变量，热量用来量度热传递过程中内能转移的多少过程量功做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程例1　(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是(　　)A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同B.气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越

4、大C.气体被压缩时，内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关答案　CD解析　质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动速度大，内能不一定大，B错误；根据＝C可知，如果等温压缩，则内能不变，C正确；理想气体的分子势能为零，所以一定量的某种理想气体的内能只与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D正确.变式1　关于热量、功、内能三个物理量，下列说法中正确的是(　　)A.热量、功、内能的物理意义等同

5、B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位不相同D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的答案　D命题点二　对热力学第一定律的理解1.改变内能的两种方式的比较方式名称比较项目　　　　做功热传递区别内能变化情况外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少从运动形式上看做功是宏观的机械运动向物体的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，使同一物体的不同部分或不同物体间的分子热运动发生变化，是内能的转移从能量的角度看做功是其他形式的能与内

6、能相互转化的过程不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移能的性质变化情况能的性质发生了变化能的性质不变相互联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的2.ΔU＝Q＋W的三种特殊情况过程名称公式内能变化物理意义绝热Q＝0ΔU＝W外界对物体做的功等于物体内能的增加等容W＝0Q＝ΔU物体吸收的热量等于物体内能的增加等温ΔU＝0W＝－Q外界对物体做的功等于物体放出的热量3.应用热力学第一定律的三点注意(1)做功看体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正.气体向真空中自由膨胀，对外界不做功，W＝0.

7、(2)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0.(3)由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化.例2　(2018·江苏单科·12A(3))如图1所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105Pa，经历A→B→C→A的过程，整个过程中对外界放出61.4J热量.求该气体在A→B过程中对外界所做的功.图1答案　138.6J解析　整个过程中，外界对气体做功W＝WAB＋WCA，且WCA＝pA(VC－VA)由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得WAB＝－(Q＋WCA)代入数据得WAB＝

8、－138.6J即气体对外界做的功为138.6J.变式2　(2018·盐城市三模)如图2所示，在汽缸右侧封闭一定质量的理想气体，压强与大气压强相同.把汽缸和活塞固定，使汽缸内气体升高到一定的温度，气体吸收的热