江苏省南通市通州区金沙中学2016届高考物理一轮复习学案热力学定律与能量守恒(无答案)

第3讲 热力学定律与能量守恒

自主学习

一．考纲解读

1. 认识热力学第一定律.

2. 理解能量守恒定律;知道第一类永动机不可能制成.

二．双基回扣

1.下列关于做功和热传递的说法中正确的是：（ ）

A.做功和热传递的实质是相同的

B.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的

C.做功和热传递是对同一过程中的两种说法

D.做功和热传递是不可能同时发生的。

2.空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做了J 4

100.2?，同时气体放出热量为J 4100.5?。在此过程中，该气体的内能__________(填“增加”或“减少”）了___________J 。 要点导学

要点一：理解热量与内能、热量与温度的区别

例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

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

小结：1.物体的内能是物体的所有分子动能和分子势能的总和,而要改变物体的内能,可以通过做功和热传递两种方式。

2.内能是状态量,一个物体在一定的状态下具有一定的内能.热量是过程量,它是在热传递过程中用来量度物体内能改变多少的物理量.离开热传递的物理过程,谈热量的多少是毫无意义的,我们只能说:“在某一热传递的过程中甲物体吸收了多少热量,乙物体放出了多少热量”,不能说“某物体在某一状态下具有多少热量”.同理,功也是一个过程量,不能说物体含有多少功.

3.温度反映的是分子热运动处于某种状态,是状态量.在热传递过程中传递的是

热量,改变的是温度.

要点二：改变物体内能两种方式的区别和联系

例2.如图所示为焦耳实验装置图,重物下落时带动叶片转动,搅拌容器中的水,由于摩擦,水温升高.关于这个实验,下列说法中正确的是( )

A. 物体内能的改变,做功是唯一的方式

B. 物体内能的增加,一定伴随其他形式能量的减少

C. 证明了热量和功之间存在确定的数量关系

D. 说明热量就是功,两者可以相互转化

练习1.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略,则在

此过程中( )

A. 外界对气体做功,气体分子的平均动能增加

B. 外界对气体做功,气体分子的平均动能减少

C. 气体对外界做功,气体分子的平均动能增加

D. 气体对外界做功,气体分子的平均动能减少

练习2.被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡一会儿,就会重新鼓起来.这一过程乒

乓球内的气体( )

A. 吸热,对外做功,内能不变

B. 吸热,对外做功,内能增加

C. 温度升高,体积增大,压强不变

D. 压强增大,单位体积内分子数增多

小结：1. 做功和热传递对物体内能的改变是等效的.

2. 做功和热传递在改变物体内能上的区别.

做功是其他形式的能和内能之间的相互转化;热传递是物体间内能的转移,即内能

从物体的一部分传到另一部分,或者从一个物体传递给另一物体,物体间发生热传递的

必要条件是存在温度差.

要点三：热力学第一定律的理解及应用

例3.如图所示是某种喷雾器示意图,在贮液筒装入一些药液后将密封盖盖好.多次拉压活塞后,把空气打入贮液筒内,贮液筒与外界热交换忽略不计,打开喷嘴开关,活塞位置不变,药液就可以持续地喷出.药液喷出过程中,贮液筒内的空气( )

A. 分子间的引力和斥力都在增大

B. 体积增大,压强增大

C. 气体分子的平均动能不变

D. 气体的内能减小

小结：1.热力学第一定律公式为ΔU=W+Q,公式中的各量的“+”或“-”都有特定的含义:

2.做功情况看:

3.内能变化看：

练习3.如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b.在这一过程中,下列说法中正确的是( )

A. 气体体积变小

B. 气体温度降低

C. 气体从外界吸收热量

D. 气体的内能不变

例4.一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态.其p-T 图象如图所示.下列说法中正确的是( )

A. 过程ab中气体一定吸热

B. 过程bc中气体既不吸热也不放热

C. 过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D. a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小

E. b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

小结：1. 在气体状态变化过程中,三个状态参量(p、V、T)遵循理想气体状态方程