高中物理知识全解 3.4 热力学定律.doc

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1、高中物理知识全解3.4热力学定律一：热力学第一定律①功与内能绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫绝热过程注意：在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。我们把这个物理量称为系统的内能—一个热力学系统的绝热过程中：注意：在一个热力学系统的绝热过程中：外界对系统做功，系统内能增大，系统对外界做功，系统内能减小；外界对系统做多少功，系统内

2、能增大多少，系统对外界做多少功，系统内能减小多少。②热与内能热量：热量是一个热力学系统在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度。所以热量只有在涉及能量的传递才有意义。不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出多少热量。一个热力学系统在单纯的热传递过程中：注意：一个热力学系统在单纯的热传递过程中：吸收了热量，系统内能增大，放出了热量，系统内能减小；吸收了多少热量，系统内能增大多少，放出了多少热量，系统内能减小多少。拓展：比热容物质的比热容不仅与物质的种类有关还与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定压比热容、定容比热容和饱和状态比热容三种。在中学范围

3、内，简单（不严格）的定义为：单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量（或降低1℃所释放的热量）叫做这种物质的比热容，用符号表示。【】例：气体温度每升高1所吸收的热量与所经历的过程有关。③热力学第一定律热力学第一定律：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。注意：计算系统内能的增量时，一定要注意热传递Q与做功W的正、负性及正、负所代表的物理意义。【例题】一绝热容器内封闭着一些气体，容器在高速运输途中突然停下来，则（   ）A.因气体温度与机械运动的速度无关，故容器中温度不变B.因容器是绝热的，故容器中气体温度不变C.因容

4、器突然停止运动，气体分子运动的速度亦随之减小，故容器中温度降低5D.容器停止运动时，由于分子和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分子热运动的动能，故容器中气体温度将升高解析：容器停止过程中，分子与容器壁碰撞，容器对分子做功，使容器的部分动能转化成分子热运动动能，故气体温度升高。答案：D【例题】电冰箱的制冷设备是用机械的方式制造人工低温的装置，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，实现制冷作用，那么下列说法中正确的是（）A．打开冰箱门让压缩机一直工作，可使室内温度逐渐降低B．在电冰箱的内管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量C．在电冰箱的外管道

5、中，制冷剂被剧烈压缩放出热量D．电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律【例题】在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小________kJ，空气________(选填“吸收”或“放出”)的总热量为________kJ.答案：5，放出，29（第一个过程内能不变，第二个过程内能减小）【例题】一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如下图所示．已知该气体在状态A时的

6、温度为27℃.则：（1）该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？（2）该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？（3）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？【例题】如下图所示，绝热的活塞S把质量为m的理想气体密封在水平放置的固定的绝热气缸内，活塞可在气缸内无摩擦地滑动，气缸内的电热丝通电后对缸内气体加热．气缸处在大气中，大气压强为p0，初始时，气体的体积为V0，压强为p0，热力学温度为T0.(1)已知该理想气体的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，求初始时气缸内气体分子的平均间距.(2)已知气缸内的理想气体温度升高

7、15K时其内能增加量为常数C.从初始状态开始，在电热丝中通以弱电流对缸内气体缓慢加热，并持续一段时间，然后停止通电，最后测得气体的体积为V1，求此过程中电热丝传给气体的热量Q.【例题】如下图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体和b。气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过恒定电压为U的电源和阻值为R的电热丝构成回路，对气体缓慢加热一段时间t后，、b各自达到新的平衡状态。在此过程中，气体内能增加量为，试求气体b的内能增加量。拓展：热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一

8、种表述方式。热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其它形式的能量相互转换，